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专利号: 2018110935583
申请人: 淮南师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种空间三自由度柔索并联搬运机器人,其特征在于,包括支撑架(9),所述支撑架(9)的下方设置有多套同步驱动的第一动力装置,所述第一动力装置均布在支撑架(9)的棱边下方且与支撑架(9)固定,所述第一动力装置上连接有传动装置,所述第一传动装置包括通过联轴器(3)与第一动力装置连接的减速器(2),所述减速器(2)与卷筒(1)连接,所述卷筒(1)上设置有柔索(5);所述支撑架(9)的棱边下部设置有第一滑轮支架(8-2),所述第一滑轮支架(8-2)上设置有柔索张紧滑轮组(7),所述支撑架(9)的棱边顶端设置有第二滑轮支架(8-1),所述第二滑轮支架(8-1)上设置有柔索导向滑轮组(6),所述柔索(5)经柔索张紧滑轮组(7)、柔索导向滑轮组(6)后分别与载物平台(12)的顶端固定,所述载物平台(12)的底端固定柔索(5)的一端,柔索(5)的另一端穿过支撑架(9)的底盘(11)上开设的导向孔(13)后与第二传动装置连接,所述第二传动装置与第一传动装置结构相同,所述第二传动装置与第二动力装置连接;所述第二动力装置、第一动力装置分别和控制装置连接。

2.如权利要求1所述的一种空间三自由度柔索并联搬运机器人,其特征在于,所述控制装置包括主控主机、测量主机、无线通信单元、感知单元和多个用于将主控主机的控制指令转换成电机驱动信号的电机驱动单元,所述电机驱动单元与主控主机电连接,所述主控主机通过无线通信单元与测量主机信号连接,所述测量主机与感知单元电连接,用于接收经采样、放大、滤波处理后的电信号,并进行数据的分析和记录。

3.如权利要求2所述的一种空间三自由度柔索并联搬运机器人,其特征在于,所述感知单元包括光电编码器(14)、拉绳位移传感器(15)、三轴加速度传感器(16)、力传感器(17)、称重传感器(18)和接近传感器(19);所述光电编码器(14)分别对应的安装在第一动力装置和第二动力装置上;所述拉绳位移传感器(15)分别对应的安装在柔索(5)与卷筒(1)的连接处;所述力传感器(17)分别安装在柔索(5)与柔索导向滑轮组(6)的连接处;所述三轴加速度传感器(16)和称重传感器(18)均安装在载物平台(12)的顶端;所述接近传感器(19)安装在载物平台(12)的底端。

4.如权利要求3所述的一种空间三自由度柔索并联搬运机器人,其特征在于,所述柔索(5)有四根。

5.如权利要求2所述的一种空间三自由度柔索并联搬运机器人,其特征在于,所述主控主机和测量主机采用的控制芯片型号均为STM32F103ZET6。

6.如权利要求1所述的一种空间三自由度柔索并联搬运机器人,其特征在于,所述第一动力装置、第二动力装置是直流伺服电机(4)。

7.一种空间三自由度柔索并联搬运机器人的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一、启动主控主机和测量主机,实现第一动力装置和第二动力装置的上电初始化,确保其回到零点位置;

步骤二、启动感知单元,对所有传感器进行通电测试,检测其工作是否正常,如果检测到工作故障,断电排除故障后重新启动感知单元;

步骤三、空间三自由度柔索并联搬运机器人根据工作任务进行搬运物体作业,感知单元检测作业情况,并将检测到的测量数据进行采样、放大、滤波处理后发送给测量主机;

步骤四、测量主机实时处理接收到的测量数据,并将处理后的测量数据通过无线通信单元发送给主控主机,同步实时显示采集到的数据;

步骤五、主控主机对接收到的信息进行分析处理,完成机器人的运动学和动力学计算及运动控制系统解算,获得控制指令,并将控制指令依次发送给各个电机驱动单元;

步骤六、电机驱动单元将接收到的控制指令转换成电机驱动信号,发送给第一动力装置和第二动力装置中的直流伺服电机,用以实时控制四根柔索进行收绳与放绳动作,进而实现空间三自由度柔索并联搬运机器人的高精度运动。