可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)包括柔索并聯(lián)機(jī)器人、柔索并聯(lián)機(jī)器人的液路系統(tǒng)、柔索并聯(lián)機(jī)器人控制電路、柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)，方法通過控制系統(tǒng)中反饋模塊采集的參數(shù)，由控制系統(tǒng)中主控工控機(jī)控制運(yùn)動控制板卡向柔索并聯(lián)機(jī)器人控制電路發(fā)送控制命令。本發(fā)明能夠有效控制可變機(jī)器人機(jī)構(gòu)參數(shù)完成大負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)、大范圍工作空間高性能運(yùn)動輸出，實(shí)現(xiàn)被控對象末端執(zhí)行器空間三維平動自由度的高精度運(yùn)動。
【專利說明】可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及并聯(lián)機(jī)器人控制領(lǐng)域，具體是一種可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]柔索并聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單、工作空間大、易拆裝、可重組、模塊化程度高、負(fù)載能力強(qiáng)、運(yùn)動速度快以及價格低廉等特點(diǎn)。目前，各種自由度的柔索并聯(lián)機(jī)器人在國內(nèi)外都有廣泛的研究和應(yīng)用。中國專利01127939.7公開了一種柔索驅(qū)動三自由度并聯(lián)機(jī)器人，中國專利200910070056.3公開了一種二自由度柔索并聯(lián)機(jī)器人，中國專利200910233341.2公開了一種實(shí)現(xiàn)三自由度采用混合驅(qū)動五連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的柔索并聯(lián)機(jī)器人。綜合以上已經(jīng)出現(xiàn)的柔索并聯(lián)機(jī)器人，主要采用固定柔索并聯(lián)構(gòu)型機(jī)構(gòu)，并通過電機(jī)驅(qū)動柔索實(shí)現(xiàn)被控對象末端執(zhí)行器期望運(yùn)動，限制了實(shí)現(xiàn)柔索并聯(lián)機(jī)構(gòu)完成高負(fù)載、大工作空間作業(yè)任務(wù)的能力。在這種情況下，需要借助機(jī)械和電子技術(shù)改進(jìn)原有的柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，研制一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、具有高負(fù)載、大工作空間作業(yè)任務(wù)能力、系統(tǒng)響應(yīng)快速、信息處理能力強(qiáng)、可靠性好的柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:包括柔索并聯(lián)機(jī)器人、柔索并聯(lián)機(jī)器人的液路系統(tǒng)、柔索并聯(lián)機(jī)器人控制電路、柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其中:
所述柔索并聯(lián)機(jī)器人包括有水平設(shè)置的環(huán)形導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上滑動安裝有多個基座，所述基座上分別設(shè)置有伺服電機(jī)、雙向液壓馬達(dá)，其中伺服電機(jī)傳動連接有變速箱，每個基座中分別轉(zhuǎn)動安裝有與變速箱傳動連接的驅(qū)動輪，各個基座分別通過驅(qū)動輪滑動安裝在導(dǎo)軌上，雙向液壓馬達(dá)傳動連接有減速機(jī)，減速機(jī)傳動連接有卷揚(yáng)機(jī)，每個基座上還豎向安裝有液電混合驅(qū)動的雙向液壓缸，雙向液壓缸伸縮部頂端分別轉(zhuǎn)動安裝有導(dǎo)向定滑輪，導(dǎo)向定滑輪上分別繞過有柔索，每個柔索一端分別多圈纏繞在各自對應(yīng)的基座上的卷揚(yáng)機(jī)上，多個柔索另一端分別伸向環(huán)形導(dǎo)軌中心上方并共同連接有末端執(zhí)行器；
所述柔索并聯(lián)機(jī)器人的液路系統(tǒng)包括液壓泵，液壓泵的輸入與外部液壓油源連接，液壓泵有兩路輸出，其中一路輸出通過一個電磁比例換向閥供油至各個雙向液壓缸，另一路輸出通過另一個電磁比例換向閥供油至各個雙向液壓馬達(dá)；
所述柔索并聯(lián)機(jī)器人控制電路包括柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路、伸縮式柔索支柱控制電路、可移動基座控制電路，可移動基座控制電路由伺服電機(jī)數(shù)量相同的伺服電機(jī)驅(qū)動器構(gòu)成，柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路由與雙向液壓馬達(dá)數(shù)量相同的比例放大器一構(gòu)成，伸縮式柔索支柱控制電路由與雙向液壓缸數(shù)量相同的比例放大器二構(gòu)成，其中伺服電機(jī)驅(qū)動器的輸出端一一對應(yīng)與各個伺服電機(jī)連接，比例放大器一的輸出端分別與供油至各個雙向液壓馬達(dá)的電磁比例換向閥連接，比例放大器二的輸出端分別與供油至各個雙向液壓缸的電磁比例換向閥連接，各個伺服電機(jī)驅(qū)動器、比例放大器的輸入端分別接入柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)；
所述柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)包括帶通信接口的主控工控機(jī)、帶通訊模塊的運(yùn)動控制板卡、人機(jī)交互界面、反饋模塊，所述人機(jī)交互界面接入主控工控機(jī)，主控工控機(jī)與運(yùn)動控制板卡通訊連接，各個伺服電機(jī)驅(qū)動器、比例放大器的輸入端分別通過CAN總線接入運(yùn)動控制板卡，所述反饋模塊包括多組對應(yīng)安裝在伺服電機(jī)上的光電編碼器、多組對應(yīng)安裝在雙向液壓缸上的光柵位移傳感器、多組共同安裝在末端執(zhí)行器上的激光測距傳感器、接近傳感器、重力傳感器，以及多組一一對應(yīng)安裝在柔索上的測力傳感器和拉線位移傳感器，所述光電編碼器、光柵位移傳感、激光測距傳感器、接近傳感器、重力傳感器、測力傳感器、拉線位移傳感器的數(shù)據(jù)輸出端分別接入運(yùn)動控制板卡反饋輸入端。
[0005]所述的可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:所述液路系統(tǒng)中，液壓泵與輸入接入有過濾器，液壓泵上還接入有溢流閥。
[0006]所述的可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:主控工控機(jī)、運(yùn)動控制板卡、伺服電機(jī)驅(qū)動器、比例放大器以及反饋模塊之間以串行總線方式進(jìn)行通信，構(gòu)成一個通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0007]一種可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括以下步驟:
(I )、進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，檢測各個模塊之間網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)是否良好，人工輸入末端執(zhí)行器的初始位置坐標(biāo)，根據(jù)設(shè)定的目的地坐標(biāo)進(jìn)行全局路徑規(guī)劃；
(2)、開啟各個傳感器單元，檢測安裝在可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人上各傳感器輸入和反饋各類信號的實(shí)時狀態(tài)，生成能實(shí)際運(yùn)行的現(xiàn)場軌跡路線，末端執(zhí)行器的軌跡運(yùn)行路線和騎上傳感器的反饋信號均通過通訊裝置在人機(jī)交互式界面上實(shí)時更新和顯示，便于監(jiān)控和調(diào)試；
(3)、可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人牽弓I被控對象末端執(zhí)行器運(yùn)動時，安裝在末端執(zhí)行器上的個激光測距傳感器、重力傳感器和接近傳感器，以及分別安裝在四根柔索上的測力傳感器，將測得的對應(yīng)數(shù)據(jù)傳送到運(yùn)動控制板卡的反饋輸入端，運(yùn)動控制板卡實(shí)時處理測量數(shù)據(jù)并通過通訊模塊把測量數(shù)據(jù)發(fā)送給主控工控機(jī)，主控工控機(jī)及時的把各類傳感器信號的數(shù)據(jù)顯示在人機(jī)交互式界面上，便于監(jiān)控和調(diào)試；
(4)、主控工控機(jī)對接收到的信號進(jìn)行分析處理，完成人機(jī)交互功能和柔索并聯(lián)機(jī)器人力學(xué)計(jì)算，控制系統(tǒng)解算，獲得控制指令，控制指令通過通信接口傳送給運(yùn)動控制板卡；
(5)、運(yùn)動控制板卡對接受的各類控制指令進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出控制信號，分別將信號發(fā)送給柔索并聯(lián)機(jī)器人的控制電路中柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路、伸縮式柔索支柱控制電路和可移動基座控制電路，完成實(shí)時控制柔索并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行雙向液壓缸的伸縮、基座在圓形導(dǎo)軌上的移動和四根柔索的收索與放索協(xié)調(diào)動作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被控對象末端執(zhí)行器空間三維平動自由度的高精度運(yùn)動，其中:
安裝在柔索上的拉線位移傳感器用于測量柔索的位移和速度信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，發(fā)出的指令經(jīng)過比例放大器一放大用來控制對應(yīng)的電磁比例換向閥，外部液壓泵通過過濾器抽取液壓油經(jīng)過電磁比例換向閥為雙向液壓馬達(dá)提供原動力，電磁比例換向閥通過調(diào)節(jié)流經(jīng)雙向液壓馬達(dá)的流體流量進(jìn)而控制雙向液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從拉線位移傳感器的反饋到調(diào)節(jié)雙向液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成一個速度反饋機(jī)制保證雙向液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速恒定，雙向液壓馬達(dá)帶動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)而得以保證柔索速度的恒定；
安裝在雙向液壓缸上的光柵位移傳感器測得液壓缸的伸縮位移與速度信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，發(fā)出的指令經(jīng)過比例放大器二放大用來控制對應(yīng)的電磁比例換向閥，外部液壓泵通過過濾器抽取液壓油經(jīng)過電磁比例換向閥為雙向液壓缸提供原動力，電磁比例換向閥通過調(diào)節(jié)流經(jīng)雙向液壓缸的流體流量進(jìn)而控制雙向液壓缸的伸縮位移和速度信號，從光柵位移傳感器的反饋到控制雙向液壓缸的伸縮位移和速度，構(gòu)成速度反饋控制從而保證液壓缸速度恒定；
安裝在伺服電機(jī)上的光電編碼器測得轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，并與反饋給運(yùn)動控制板卡的光電編碼器接口構(gòu)成速度反饋控制以保證伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定；
(6)、安裝在末端執(zhí)行器上的激光測距傳感器、重力傳感器和接近傳感器，以及分別安裝在四根柔索上的測力傳感器，將進(jìn)一步的檢測末端執(zhí)行器位置、重力以及接近狀態(tài)和柔索應(yīng)力狀態(tài)并及時傳送到運(yùn)動控制板卡的反饋輸入端，運(yùn)動控制板卡實(shí)時處理測量數(shù)據(jù)并通過通信裝置把測量數(shù)據(jù)發(fā)送給主控工控機(jī)；通過人機(jī)交互式界面能夠?qū)崟r觀測到末端執(zhí)行器的位姿和三維空間運(yùn)動圖像信息，并可以進(jìn)行相應(yīng)的操作實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的暫停和繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
[0008]本發(fā)明提出了一種可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)能夠有效控制可變機(jī)器人機(jī)構(gòu)參數(shù)完成大負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)、大范圍工作空間高性能運(yùn)動輸出，實(shí)現(xiàn)被控對象末端執(zhí)行器空間三維平動自由度的高精度運(yùn)動。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)及方法，采用電液伺服混合驅(qū)動、模塊化可移動伸縮式柔索支柱，并通過對多類傳感器采集信息的反饋融合，能夠有效控制可變?nèi)崴鞑⒙?lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)四根柔索的協(xié)調(diào)收放完成大負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)、大范圍工作空間高性能運(yùn)動輸出，實(shí)現(xiàn)被控對象末端執(zhí)行器空間三維平動自由度的高精度、高平穩(wěn)性運(yùn)動；采用由主控工控機(jī)、運(yùn)動控制板卡和通信裝置組成的分布式控制模式，具有系統(tǒng)響應(yīng)快速、信息處理能力強(qiáng)、可靠性好；對系統(tǒng)的監(jiān)控裝置采用了模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)負(fù)載大小，增減協(xié)同載運(yùn)末端執(zhí)行器的可移動伸縮式柔索支柱的數(shù)量，同時根據(jù)實(shí)際情況擴(kuò)展不同的傳感器模塊，具有良好的可擴(kuò)展性；系統(tǒng)中采用測力傳感器、重力傳感器和接近傳感器可以監(jiān)測柔索張力、所載工件的重量，以及重物塊運(yùn)動的避障和防止沖擊，從而大大提高了可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動靈活性、穩(wěn)定性和精確性；同時，通過對各末端執(zhí)行器上的各傳感器信息的采集、分析和處理，通過通訊裝置，能夠?qū)崟r的將各傳感器的運(yùn)行狀態(tài)以及監(jiān)測數(shù)據(jù)和末端執(zhí)行器的三維環(huán)境模型圖像顯示在人機(jī)交互式界面上，能夠全面輕易及時的對末端執(zhí)行器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控、調(diào)試處理和安全操控?’另外伸縮式柔索支柱的伸縮過程和柔索的驅(qū)動均是采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行帶動，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，具有承載能力強(qiáng)，運(yùn)行精度高，性能穩(wěn)定無噪聲；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了機(jī)械、電子、液壓一體化，自動化程度高，具有結(jié)構(gòu)緊湊和操作方便等特點(diǎn)顯著的提高了重型精密載運(yùn)的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明柔索并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)原理框圖。
[0012]圖3為本發(fā)明柔索并聯(lián)機(jī)器人的液路系統(tǒng)圖。
[0013]圖4為本發(fā)明控制方法流程圖。
[0014]圖5為本發(fā)明人機(jī)交互界面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，包括柔索并聯(lián)機(jī)器人、柔索并聯(lián)機(jī)器人的液路系統(tǒng)、柔索并聯(lián)機(jī)器人控制電路、柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其中:
如圖1所示。柔索并聯(lián)機(jī)器人包括有水平設(shè)置的環(huán)形導(dǎo)軌8，導(dǎo)軌8上滑動安裝有多個基座9，基座9上分別設(shè)置有伺服電機(jī)11、雙向液壓馬達(dá)5，其中伺服電機(jī)11傳動連接有變速箱12，每個基座9中分別轉(zhuǎn)動安裝有與變速箱12傳動連接的驅(qū)動輪13，各個基座9分別通過驅(qū)動輪13滑動安裝在導(dǎo)軌8上，雙向液壓馬達(dá)5傳動連接有減速機(jī)6，減速機(jī)6傳動連接有卷揚(yáng)機(jī)7，每個基座9上還豎向安裝有液電混合驅(qū)動的雙向液壓缸3，雙向液壓缸3伸縮部頂端分別轉(zhuǎn)動安裝有導(dǎo)向定滑輪2，導(dǎo)向定滑輪2上分別繞過有柔索4，每個柔索4 一端分別多圈纏繞在各自對應(yīng)的基座9上的卷揚(yáng)機(jī)7上，多個柔索4另一端分別伸向環(huán)形導(dǎo)軌8中心上方并共同連接有末端執(zhí)行器1，每個基座9底部還分別設(shè)置有與驅(qū)動輪13傳動連接的電磁制動器10 ；
如圖3所示。柔索并聯(lián)機(jī)器人的液路系統(tǒng)包括液壓泵15，液壓泵15的輸入與外部液壓油源連接，液壓泵15有兩路輸出，其中一路輸出通過一個電磁比例換向閥17供油至各個雙向液壓缸3，另一路輸出通過另一個電磁比例換向閥供油至各個雙向液壓馬達(dá)5 ;
柔索并聯(lián)機(jī)器人控制電路包括柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路、伸縮式柔索支柱控制電路、可移動基座控制電路，可移動基座控制電路由伺服電機(jī)數(shù)量相同的伺服電機(jī)驅(qū)動器構(gòu)成，柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路由與雙向液壓馬達(dá)數(shù)量相同的比例放大器一構(gòu)成，伸縮式柔索支柱控制電路由與雙向液壓缸數(shù)量相同的比例放大器二構(gòu)成，其中伺服電機(jī)驅(qū)動器的輸出端對應(yīng)與各個伺服電機(jī)連接，比例放大器一的輸出端分別與供油至各個雙向液壓馬達(dá)的電磁比例換向閥連接，比例放大器二的輸出端分別與供油至各個雙向液壓缸的電磁比例換向閥連接，各個伺服電機(jī)驅(qū)動器、比例放大器的輸入端分別接入柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)；
如圖2所示。柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)包括帶通信接口的主控工控機(jī)、帶通訊模塊的運(yùn)動控制板卡、人機(jī)交互界面、反饋模塊，人機(jī)交互界面接入主控工控機(jī)，主控工控機(jī)與運(yùn)動控制板卡通訊連接，各個伺服電機(jī)驅(qū)動器、比例放大器的輸入端分別通過CAN總線接入運(yùn)動控制板卡，反饋模塊包括多組對應(yīng)安裝在伺服電機(jī)上的光電編碼器、多組對應(yīng)安裝在雙向液壓缸上的光柵位移傳感器、多組共同安裝在末端執(zhí)行器上的激光測距傳感器、接近傳感器、重力傳感器，以及多組一一對應(yīng)安裝在柔索上的測力傳感器和拉線位移傳感器，光電編碼器、光柵位移傳感、激光測距傳感器、接近傳感器、重力傳感器、測力傳感器、拉線位移傳感器的數(shù)據(jù)輸出端分別接入運(yùn)動控制板卡反饋輸入端。
[0016]如圖3所示。液路系統(tǒng)中，液壓泵15與輸入接入有過濾器14，液壓泵15上還接入有溢流閥16。
[0017]主控工控機(jī)、運(yùn)動控制板卡、伺服電機(jī)驅(qū)動器、比例放大器以及反饋模塊之間以串行總線方式進(jìn)行通信，構(gòu)成一個通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0018]如圖4所示。一種可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
(I )、進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，檢測各個模塊之間網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)是否良好，人工輸入末端執(zhí)行器的初始位置坐標(biāo)，根據(jù)設(shè)定的目的地坐標(biāo)進(jìn)行全局路徑規(guī)劃；
(2)、開啟各個傳感器單元，檢測安裝在可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人上各傳感器輸入和反饋各類信號的實(shí)時狀態(tài)，生成能實(shí)際運(yùn)行的現(xiàn)場軌跡路線，末端執(zhí)行器的軌跡運(yùn)行路線和騎上傳感器的反饋信號均通過通訊裝置在人機(jī)交互式界面上實(shí)時更新和顯示，便于監(jiān)控和調(diào)試；
(3)、可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人牽引被控對象末端執(zhí)行器運(yùn)動時，安裝在末端執(zhí)行器上的個激光測距傳感器、重力傳感器和接近傳感器，以及分別安裝在四根柔索上的測力傳感器，將測得的對應(yīng)數(shù)據(jù)傳送到運(yùn)動控制板卡的反饋輸入端，運(yùn)動控制板卡實(shí)時處理測量數(shù)據(jù)并通過通訊模塊把測量數(shù)據(jù)發(fā)送給主控工控機(jī)，主控工控機(jī)及時的把各類傳感器信號的數(shù)據(jù)顯示在人機(jī)交互式界面上，便于監(jiān)控和調(diào)試；
(4)、主控工控機(jī)對接收到的信號進(jìn)行分析處理，完成人機(jī)交互功能和柔索并聯(lián)機(jī)器人力學(xué)計(jì)算，控制系統(tǒng)解算，獲得控制指令，控制指令通過通信接口傳送給運(yùn)動控制板卡；
(5)、運(yùn)動控制板卡對接受的各類控制指令進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出控制信號，分別將信號發(fā)送給柔索并聯(lián)機(jī)器人的控制電路中柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路、伸縮式柔索支柱控制電路和可移動基座控制電路，完成實(shí)時控制柔索并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行雙向液壓缸的伸縮、基座在圓形導(dǎo)軌上的移動和四根柔索的收索與放索協(xié)調(diào)動作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被控對象末端執(zhí)行器空間三維平動自由度的高精度運(yùn)動，其中:
安裝在柔索上的拉線位移傳感器用于測量柔索的位移和速度信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，發(fā)出的指令經(jīng)過比例放大器一放大用來控制對應(yīng)的電磁比例換向閥，外部液壓泵通過過濾器抽取液壓油經(jīng)過電磁比例換向閥為雙向液壓馬達(dá)提供原動力，電磁比例換向閥通過調(diào)節(jié)流經(jīng)雙向液壓馬達(dá)的流體流量進(jìn)而控制雙向液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從拉線位移傳感器的反饋到調(diào)節(jié)雙向液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成一個速度反饋機(jī)制保證雙向液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速恒定，雙向液壓馬達(dá)帶動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)而得以保證柔索速度的恒定；
安裝在雙向液壓缸上的光柵位移傳感器測得液壓缸的伸縮位移與速度信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，發(fā)出的指令經(jīng)過比例放大器二放大用來控制對應(yīng)的電磁比例換向閥，外部液壓泵通過過濾器抽取液壓油經(jīng)過電磁比例換向閥為雙向液壓缸提供原動力，電磁比例換向閥通過調(diào)節(jié)流經(jīng)雙向液壓缸的流體流量進(jìn)而控制雙向液壓缸的伸縮位移和速度信號，從光柵位移傳感器的反饋到控制雙向液壓缸的伸縮位移和速度，構(gòu)成速度反饋控制從而保證液壓缸速度恒定；
安裝在伺服電機(jī)上的光電編碼器測得轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，并與反饋給運(yùn)動控制板卡的光電編碼器接口構(gòu)成速度反饋控制以保證伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定；
(6)、安裝在末端執(zhí)行器上的激光測距傳感器、重力傳感器和接近傳感器，以及分別安裝在四根柔索上的測力傳感器，將進(jìn)一步的檢測末端執(zhí)行器位置、重力以及接近狀態(tài)和柔索應(yīng)力狀態(tài)并及時傳送到運(yùn)動控制板卡的反饋輸入端，運(yùn)動控制板卡實(shí)時處理測量數(shù)據(jù)并通過通信裝置把測量數(shù)據(jù)發(fā)送給主控工控機(jī)；通過人機(jī)交互式界面能夠?qū)崟r觀測到末端執(zhí)行器的位姿和三維空間運(yùn)動圖像信息，并可以進(jìn)行相應(yīng)的操作實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的暫停和繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
[0019]本發(fā)明包括柔索并聯(lián)機(jī)器人、主控工控機(jī)、通信裝置、運(yùn)動控制板卡、柔索并聯(lián)機(jī)器人控制器和傳感器，主控工控機(jī)通過通信裝置與運(yùn)動控制板卡連接，運(yùn)動控制板卡與各柔索并聯(lián)機(jī)器人控制器連接，柔索并聯(lián)機(jī)器人控制器與末端執(zhí)行器連接，柔索并聯(lián)機(jī)器人末端執(zhí)行器安裝有傳感器，傳感器與運(yùn)動控制板卡連接，運(yùn)動控制板卡通過通信裝置與主控工控機(jī)連接。
[0020]參見圖1、3，柔索并聯(lián)機(jī)器人包括四組結(jié)構(gòu)相同的可移動伸縮式柔索支柱、末端執(zhí)行器1、四根柔索4和導(dǎo)軌8構(gòu)成?？梢苿由炜s式柔索支柱是由定滑輪2、雙向液壓缸3、雙向液壓馬達(dá)5、減速機(jī)6、卷揚(yáng)機(jī)7、基座9、電磁制動器10、伺服電機(jī)11、變速箱12、驅(qū)動輪
13、過濾器14、液壓泵15、溢流閥16和電磁比例換向閥17等構(gòu)成，可移動伸縮式柔索支柱分布在圓形導(dǎo)軌8上，伸縮式雙向液壓缸3之上設(shè)有柔索導(dǎo)向定滑輪2，雙向液壓缸3安裝在基座9上，基座9是由伺服電機(jī)11通過變速箱12帶動驅(qū)動輪13在圓形導(dǎo)軌8上移動，驅(qū)動輪13上安裝有電磁制動器10進(jìn)行可移動基座9的制動。雙向液壓缸3的上下伸縮是由液電混合驅(qū)動完成，外部液壓泵15通過過濾器14抽取液壓油為電磁比例換向閥17提供原動力(溢流閥16用于保證穩(wěn)壓溢流)，運(yùn)動控制板卡發(fā)出指令并由比例放大器進(jìn)行放大，用于控制電磁比例換向閥17閥芯的移動從而精確控制雙向液壓缸3的上下伸縮。雙向液壓馬達(dá)5(其轉(zhuǎn)速大小也是由液壓泵15提供動力，通過電磁比例換向閥17控制液壓油流量大小進(jìn)而控制雙向液壓馬達(dá)5的轉(zhuǎn)速)通過減速機(jī)6與卷揚(yáng)機(jī)7相連構(gòu)成柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)，柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)并固定在基座9上，四根柔索4 一端纏繞在卷揚(yáng)機(jī)7上，另一端通過雙向液壓缸3之上的導(dǎo)向定滑輪2，并與末端執(zhí)行器I相連，末端執(zhí)行器I上與四根柔索4連接點(diǎn)有4個，分別均勻分布在末端執(zhí)行器I上部。
[0021]柔索并聯(lián)機(jī)器人控制器共有四組，每一組結(jié)構(gòu)相同，包括柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)、伸縮式柔索支柱、可移動基座9、機(jī)器人控制電路、拉線位移傳感器、光電編碼器、光柵位移傳感器，運(yùn)動控制板卡的輸出端與機(jī)器人控制電路連接，拉線位移傳感器、光柵位移傳感器和光電編碼器的輸出端與運(yùn)動控制板卡的反饋輸入端連接；所述的機(jī)器人控制電路包括柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路、伸縮式柔索支柱控制電路和可移動基座9控制電路。
[0022]傳感器包括拉線位移傳感器、光柵位移傳感器、光電編碼器、測力傳感器、重力傳感器、接近傳感器和激光測距傳感器；光電編碼器有4個，分別安裝在各柔索并聯(lián)機(jī)器人的柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)的可移動基座9的伺服電機(jī)11上；光柵位移傳感器有4個，分別安裝在柔索并聯(lián)機(jī)器人的伸縮式柔索支柱的雙向液壓缸3上；在柔索并聯(lián)機(jī)器人末端執(zhí)行器I上分別安裝3個激光測距傳感器和重力傳感器，同時在末端執(zhí)行器I上安裝有接近傳感器，在四根柔索4上各安裝一個相同的測力傳感器。
[0023]參見圖2、3、4、5，可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下幾個步驟:
步驟一:進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，檢測各個模塊之間網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)是否良好，人工輸入末端執(zhí)行器的初始位置坐標(biāo)，根據(jù)設(shè)定的目的地坐標(biāo)進(jìn)行全局路徑規(guī)劃；
步驟二:開啟傳感器單元，檢測安裝在可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人上各傳感器輸入和反饋各類信號的實(shí)時狀態(tài)，生成能實(shí)際運(yùn)行的現(xiàn)場軌跡路線，末端執(zhí)行器的軌跡運(yùn)行路線和其上傳感器的反饋信號均通過通訊裝置在人機(jī)交互式界面上實(shí)時更新和顯示，便于監(jiān)控和調(diào)試。
[0024]步驟三:可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人牽引被控對象末端執(zhí)行器I運(yùn)動時，安裝在末端執(zhí)行器I上的3個激光測距傳感器(用于檢測末端執(zhí)行器的空間位置、位移和速度信號)、重力傳感器(用于檢測末端執(zhí)行器上加裝物體的重力)和接近傳感器(用于檢測末端執(zhí)行器距離周圍障礙物的徑向距離)，以及分別安裝在四根柔索上的測力傳感器(用于檢測柔索上所受到的內(nèi)部拉力大小)，將測得的對應(yīng)數(shù)據(jù)傳送到運(yùn)動控制板卡的反饋輸入端，運(yùn)動控制板卡實(shí)時處理測量數(shù)據(jù)并通過通信裝置把測量數(shù)據(jù)發(fā)送給主控工控機(jī)；并及時的把各類傳感器信號的數(shù)據(jù)顯示在人機(jī)交互式界面上，便于監(jiān)控和調(diào)試；
步驟四:主控工控機(jī)對接收到的信號進(jìn)行分析處理，完成人機(jī)交互功能和柔索并聯(lián)機(jī)器人力學(xué)計(jì)算，控制系統(tǒng)解算，獲得控制指令，控制指令通過通信裝置傳送給運(yùn)動控制板卡;
步驟五:運(yùn)動控制板卡對接受的各類控制指令進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出控制信號，分別將信號發(fā)送給柔索并聯(lián)機(jī)器人柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路、伸縮式柔索支柱控制電路和可移動基座9控制電路，完成實(shí)時控制柔索并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行柔索支柱的伸縮、基座9在圓形導(dǎo)軌8上的移動和四根柔索4的收索與放索協(xié)調(diào)動作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被控對象末端執(zhí)行器I空間三維平動自由度的高精度運(yùn)動，
O柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路:安裝在柔索并聯(lián)機(jī)器人柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)的柔索4上的拉線位移傳感器用于測量柔索的位移和速度信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，發(fā)出的指令經(jīng)過比例放大器放大用來控制電磁比例換向閥17，外部液壓泵15通過過濾器14抽取液壓油經(jīng)過電磁比例換向閥17為雙向液壓馬達(dá)提供原動力(溢流閥16用于保證穩(wěn)壓溢流)，電磁比例換向閥17通過調(diào)節(jié)流經(jīng)雙向液壓馬達(dá)5的流體流量進(jìn)而控制雙向液壓馬達(dá)5的轉(zhuǎn)速，從拉線位移傳感器的反饋到調(diào)節(jié)雙向液壓馬達(dá)5的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成一個速度反饋機(jī)制保證雙向液壓馬達(dá)5轉(zhuǎn)速恒定，雙向液壓馬達(dá)5帶動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)而得以保證柔索速度的恒定;
2)伸縮式柔索支柱控制電路:安裝在柔索并聯(lián)機(jī)器人伸縮式柔索支柱的雙向液壓缸3上的光柵位移傳感器測得雙向液壓缸3的伸縮位移與速度信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，發(fā)出的指令經(jīng)過比例放大器放大用來控制電磁比例換向閥17，外部液壓泵15通過過濾器14抽取液壓油經(jīng)過電磁比例換向閥17為雙向液壓缸3提供原動力(溢流閥16用于保證穩(wěn)壓溢流)，電磁比例換向閥17通過調(diào)節(jié)流經(jīng)雙向液壓缸3的流體流量進(jìn)而控制雙向液壓缸3的伸縮位移和速度信號，從光柵位移傳感器的反饋到控制雙向液壓缸3的伸縮位移和速度，構(gòu)成速度反饋控制從而保證雙向液壓缸3速度恒定；
3)可移動基座控制電路:安裝在柔索并聯(lián)機(jī)器人可移動基座9的伺服電機(jī)11上的光電編碼器測得轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，并與反饋給運(yùn)動控制板卡的光電編碼器接口構(gòu)成速度反饋控制以保證伺服電機(jī)11轉(zhuǎn)速恒定；
以上三個模塊根據(jù)實(shí)施任務(wù)的不同，既可以分別單獨(dú)運(yùn)作也可以綜合協(xié)同運(yùn)作，根從而達(dá)到最聞的效率；
步驟六:安裝在末端執(zhí)行器I上的激光測距傳感器、重力傳感器和接近傳感器，以及分別安裝在四根柔索上的測力傳感器，將進(jìn)一步的檢測末端執(zhí)行器位置、重力以及接近狀態(tài)和柔索應(yīng)力狀態(tài)并及時傳送到運(yùn)動控制板卡的反饋輸入端，運(yùn)動控制板卡實(shí)時處理測量數(shù)據(jù)并通過通信裝置把測量數(shù)據(jù)發(fā)送給主控工控機(jī)；通過人機(jī)交互式界面能夠?qū)崟r觀測到末端執(zhí)行器的位姿和三維空間運(yùn)動圖像信息，并可以進(jìn)行相應(yīng)的操作實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的暫停和繼續(xù)執(zhí)行等任務(wù)；
主控工控機(jī)、運(yùn)動控制板卡、各驅(qū)動器以及末端執(zhí)行器用于反饋的傳感器之間以串行總線方式進(jìn)行通信，構(gòu)成一個通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。上述的控制方法包括控制系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)均基于此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而建立，此通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為整個控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了一個不可或缺的平臺；
參見圖5，為了呈現(xiàn)出末端執(zhí)行器執(zhí)行器的移動過程，建立Matlab和Labview的聯(lián)合仿真,將Matlab中的仿真結(jié)果能夠動態(tài)地在Labview上表示,從而可以在清晰完整的呈現(xiàn)出末端執(zhí)行器的最優(yōu)移動路線，根據(jù)最優(yōu)移動路線完成最終軌跡的規(guī)劃和生成；由VC++編寫一個能實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)動態(tài)變化和靜態(tài)數(shù)據(jù)的顯示界面，直觀形象的表示出末端執(zhí)行器的軌跡規(guī)劃、各傳感器的工作情況和信號強(qiáng)度、末端執(zhí)行器的空間動態(tài)移動過程和當(dāng)前位姿以及能夠?qū)ο到y(tǒng)各個模塊進(jìn)行實(shí)時操控的操作按鈕等，并可以對末端執(zhí)行器路徑進(jìn)行檢測和運(yùn)動控制算法進(jìn)行實(shí)時調(diào)試和改進(jìn)，從而完成對整個系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控和安全操控環(huán)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:包括柔索并聯(lián)機(jī)器人、柔索并聯(lián)機(jī)器人的液路系統(tǒng)、柔索并聯(lián)機(jī)器人控制電路、柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其中: 所述柔索并聯(lián)機(jī)器人包括有水平設(shè)置的環(huán)形導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上滑動安裝有多個基座，所述基座上分別設(shè)置有伺服電機(jī)、雙向液壓馬達(dá)，其中伺服電機(jī)傳動連接有變速箱，每個基座中分別轉(zhuǎn)動安裝有與變速箱傳動連接的驅(qū)動輪，各個基座分別通過驅(qū)動輪滑動安裝在導(dǎo)軌上，雙向液壓馬達(dá)傳動連接有減速機(jī)，減速機(jī)傳動連接有卷揚(yáng)機(jī)，每個基座上還豎向安裝有液電混合驅(qū)動的雙向液壓缸，雙向液壓缸伸縮部頂端分別轉(zhuǎn)動安裝有導(dǎo)向定滑輪，導(dǎo)向定滑輪上分別繞過有柔索，每個柔索一端分別多圈纏繞在各自對應(yīng)的基座上的卷揚(yáng)機(jī)上，多個柔索另一端分別伸向環(huán)形導(dǎo)軌中心上方并共同連接有末端執(zhí)行器； 所述柔索并聯(lián)機(jī)器人的液路系統(tǒng)包括液壓泵，液壓泵的輸入與外部液壓油源連接，液壓泵有兩路輸出，其中一路輸出通過一個電磁比例換向閥供油至各個雙向液壓缸，另一路輸出通過另一個電磁比例換向閥供油至各個雙向液壓馬達(dá)； 所述柔索并聯(lián)機(jī)器人控制電路包括柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路、伸縮式柔索支柱控制電路、可移動基座控制電路，可移動基座控制電路由伺服電機(jī)數(shù)量相同的伺服電機(jī)驅(qū)動器構(gòu)成，柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路由與雙向液壓馬達(dá)數(shù)量相同的比例放大器一構(gòu)成，伸縮式柔索支柱控制電路由與雙向液壓缸數(shù)量相同的比例放大器二構(gòu)成，其中伺服電機(jī)驅(qū)動器的輸出端一一對應(yīng)與各個伺服電機(jī)連接，比例放大器一的輸出端分別與供油至各個雙向液壓馬達(dá)的電磁比例換向閥連接，比例放大器二的輸出端分別與供油至各個雙向液壓缸的電磁比例換向閥連接，各個伺服電機(jī)驅(qū)動器、比例放大器的輸入端分別接入柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)； 所述柔索并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)包括帶通信接口的主控工控機(jī)、帶通訊模塊的運(yùn)動控制板卡、人機(jī)交互界面、反饋模塊，所述人機(jī)交互界面接入主控工控機(jī)，主控工控機(jī)與運(yùn)動控制板卡通訊連接，各個伺服電機(jī)驅(qū)動器、比例放大器的輸入端分別通過CAN總線接入運(yùn)動控制板卡，所述反饋模塊包括多組 對應(yīng)安裝在伺服電機(jī)上的光電編碼器、多組 對應(yīng)安裝在雙向液壓缸上的光柵位移傳感器、多組共同安裝在末端執(zhí)行器上的激光測距傳感器、接近傳感器、重力傳感器，以及多組一一對應(yīng)安裝在柔索上的測力傳感器和拉線位移傳感器，所述光電編碼器、光柵位移傳感、激光測距傳感器、接近傳感器、重力傳感器、測力傳感器、拉線位移傳感器的數(shù)據(jù)輸出端分別接入運(yùn)動控制板卡反饋輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:所述液路系統(tǒng)中，液壓泵與輸入接入有過濾器，液壓泵上還接入有溢流閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:主控工控機(jī)、運(yùn)動控制板卡、伺服電機(jī)驅(qū)動器、比例放大器以及反饋模塊之間以串行總線方式進(jìn)行通信，構(gòu)成一個通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
4.一種可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括以下步驟: (I )、進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，檢測各個模塊之間網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)是否良好，人工輸入末端執(zhí)行器的初始位置坐標(biāo)，根據(jù)設(shè)定的目的地坐標(biāo)進(jìn)行全局路徑規(guī)劃； (2)、開啟各個傳感器單元，檢測安裝在可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人上各傳感器輸入和反饋各類信號的實(shí)時狀態(tài)，生成能實(shí)際運(yùn)行的現(xiàn)場軌跡路線，末端執(zhí)行器的軌跡運(yùn)行路線和騎上傳感器的反饋信號均通過通訊裝置在人機(jī)交互式界面上實(shí)時更新和顯示，便于監(jiān)控和調(diào)試； (3 )、可變結(jié)構(gòu)參數(shù)柔索并聯(lián)機(jī)器人牽引被控對象末端執(zhí)行器運(yùn)動時，安裝在末端執(zhí)行器上的個激光測距傳感器、重力傳感器和接近傳感器，以及分別安裝在四根柔索上的測力傳感器，將測得的對應(yīng)數(shù)據(jù)傳送到運(yùn)動控制板卡的反饋輸入端，運(yùn)動控制板卡實(shí)時處理測量數(shù)據(jù)并通過通訊模塊把測量數(shù)據(jù)發(fā)送給主控工控機(jī)，主控工控機(jī)及時的把各類傳感器信號的數(shù)據(jù)顯示在人機(jī)交互式界面上，便于監(jiān)控和調(diào)試； (4)、主控工控機(jī)對接收到的信號進(jìn)行分析處理，完成人機(jī)交互功能和柔索并聯(lián)機(jī)器人力學(xué)計(jì)算，控制系統(tǒng)解算，獲得控制指令，控制指令通過通信接口傳送給運(yùn)動控制板卡； (5)、運(yùn)動控制板卡對接受的各類控制指令進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出控制信號，分別將信號發(fā)送給柔索并聯(lián)機(jī)器人的控制電路中柔索驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制電路、伸縮式柔索支柱控制電路和可移動基座控制電路，完成實(shí)時控制柔索并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行雙向液壓缸的伸縮、基座在圓形導(dǎo)軌上的移動和四根柔索的收索與放索協(xié)調(diào)動作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被控對象末端執(zhí)行器空間三維平動自由度的高精度運(yùn)動，其中: 安裝在柔索上的拉線位移傳感器用于測量柔索的位移和速度信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，發(fā)出的指令經(jīng)過比例放大器一放大用來控制對應(yīng)的電磁比例換向閥，外部液壓泵通過過濾器抽取液壓油經(jīng)過電磁比例換向閥為雙向液壓馬達(dá)提供原動力，電磁比例換向閥通過調(diào)節(jié)流經(jīng)雙向液壓馬達(dá)的流體流量進(jìn)而控制雙向液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從拉線位移傳感器的反饋到調(diào)節(jié)雙向液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成一個速度反饋機(jī)制保證雙向液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速恒定，雙向液壓馬達(dá)帶動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)而得以保證柔索速度的恒定； 安裝在雙向液壓缸上的光柵位移傳感器測得液壓缸的伸縮位移與速度信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，發(fā)出的指令經(jīng)過比例放大器二放大用來控制對應(yīng)的電磁比例換向閥，外部液壓泵通過過濾器抽取液壓油經(jīng)過電磁比例換向閥為雙向液壓缸提供原動力，電磁比例換向閥通過調(diào)節(jié)流經(jīng)雙向液壓缸的流體流量進(jìn)而控制雙向液壓缸的伸縮位移和速度信號，從光柵位移傳感器的反饋到控制雙向液壓缸的伸縮位移和速度，構(gòu)成速度反饋控制從而保證液壓缸速度恒定； 安裝在伺服電機(jī)上的光電編碼器測得轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號，運(yùn)動控制板卡對該信號進(jìn)行控制處理，并與反饋給運(yùn)動控制板卡的光電編碼器接口構(gòu)成速度反饋控制以保證伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定； (6)、安裝在末端執(zhí)行器上的激光測距傳感器、重力傳感器和接近傳感器，以及分別安裝在四根柔索上的測力傳感器，將進(jìn)一步的檢測末端執(zhí)行器位置、重力以及接近狀態(tài)和柔索應(yīng)力狀態(tài)并及時傳送到運(yùn)動控制板卡的反饋輸入端，運(yùn)動控制板卡實(shí)時處理測量數(shù)據(jù)并通過通信裝置把測量數(shù)據(jù)發(fā)送給主控工控機(jī)；通過人機(jī)交互式界面能夠?qū)崟r觀測到末端執(zhí)行器的位姿和三維空間運(yùn)動圖像信息，并可以進(jìn)行相應(yīng)的操作實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的暫停和繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
【文檔編號】B25J9/00GK104440870SQ201410571166
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】訾斌, 錢森, 劉浩, 王道明 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)