本發(fā)明涉及一種基于柔索并聯(lián)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)裝置，是一種結(jié)合VR實(shí)現(xiàn)模擬飛行的技術(shù)，可模擬飛行過程中大部分動(dòng)作，從而達(dá)到飛行體驗(yàn)及訓(xùn)練的目的。

背景技術(shù)：

串聯(lián)機(jī)器人各個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入之間相互影響,最終的合成運(yùn)動(dòng)去控制末端的執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)及位姿的調(diào)整,優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)動(dòng)學(xué)正解更容易,缺點(diǎn)是控制精度低,工作空間小,運(yùn)動(dòng)學(xué)反解復(fù)雜。并聯(lián)機(jī)器人多個(gè)運(yùn)動(dòng)輸入相互獨(dú)立，共同控制末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)及位姿調(diào)整，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)反解簡(jiǎn)單，控制精度高，工作空間大，缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)正解復(fù)雜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前，基于柔索并聯(lián)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)裝置用于結(jié)合VR實(shí)現(xiàn)模擬飛行的技術(shù)和模擬飛行過程中大部分動(dòng)作的還未見報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述問題的不足，提供一種基于柔索并聯(lián)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)裝置，它相比于串聯(lián)機(jī)器人，并聯(lián)機(jī)器人工作空間大，控制靈活，并且可實(shí)現(xiàn)多種姿態(tài)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明一種基于柔索并聯(lián)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)裝置，包括固定平臺(tái)、滑輪固定平臺(tái)、金屬框架、繞線鼓輪、中間平臺(tái)、滑輪、柔索，所述金屬框架為正方體形或長(zhǎng)方體形，所述金屬框架的上方四個(gè)角部分別安裝有滑輪，所述金屬框架的下方四個(gè)角部分別固定在四個(gè)固定平臺(tái)上，每個(gè)固定平臺(tái)上還設(shè)有步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)控制機(jī)構(gòu)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述步進(jìn)電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，所述中間平臺(tái)位于金屬框架的里面，其四個(gè)角部分別通過四個(gè)柔索的一端連接固定，四個(gè)柔索的另一端分別經(jīng)金屬框架上方的四個(gè)滑輪與固定平臺(tái)上的四個(gè)繞線鼓輪連接，四個(gè)繞線鼓輪與四個(gè)步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接。

所述4個(gè)電機(jī)控制機(jī)構(gòu)位于金屬框架下方的角部，并通過數(shù)據(jù)線與四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接。

所述中間平臺(tái)的下方設(shè)有位姿數(shù)據(jù)采集單元，所述位姿數(shù)據(jù)采集單元包括第一單片機(jī)、陀螺儀、第一wiFi控制模塊，所述陀螺儀、第一wiFi控制模塊分別與單片機(jī)連接。

電機(jī)控制機(jī)構(gòu)包括連接的第二單片機(jī)、第二WiFi控制模塊。

所述金屬框架為1米的立方體形。

所述步進(jìn)電機(jī)為57HB7615型。

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為STP-MD542型。

優(yōu)選的，所述中間平臺(tái)的每個(gè)邊長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)金屬框架邊長(zhǎng)的1/5～2/3。

優(yōu)選的，所述中間平臺(tái)的每個(gè)邊長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)金屬框架邊長(zhǎng)的1/2～2/3。

優(yōu)選的，所述中間平臺(tái)的高度為金屬框架縱向高度的1/3～2/3。

優(yōu)選的，所述第一單片機(jī)為32單片機(jī)，所述陀螺儀為陀螺儀6050。

優(yōu)選的，所述第一單片機(jī)與第二單片機(jī)相同，所述第一wiFi控制模塊與第二WiFi控制模塊相同。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的顯著優(yōu)點(diǎn)為：

本發(fā)明一種基于柔索并聯(lián)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)裝置，是繼串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人之后出現(xiàn)的一種新型并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，在剛度和工作空間方面，柔索并聯(lián)機(jī)器人介于串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人之間，是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模塊化程度高、能夠大負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)、高性能運(yùn)動(dòng)輸出，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的裝置，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明裝置工作空間大，控制靈活，并且可實(shí)現(xiàn)多種姿態(tài)。采用柔索機(jī)構(gòu)可以減小沖擊震動(dòng)，成本低，質(zhì)量小，能耗低。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)物體上升，下降，前后左右多方向翻轉(zhuǎn)，方便實(shí)用，可廣泛應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明俯視圖；

圖2為本發(fā)明的主視圖；

圖3為本發(fā)明的立體圖

圖4為本發(fā)明的位姿數(shù)據(jù)采集單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明的電機(jī)控制機(jī)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

參見圖1至圖5。

圖中各部件標(biāo)號(hào)為：

1、固定平臺(tái)；2、滑輪固定平臺(tái)；3、金屬框架；4、繞線鼓輪；5、步進(jìn)電機(jī)；6、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；7、滑輪；8、柔索；9、中間平臺(tái)；10、位姿數(shù)據(jù)采集單元；11、電機(jī)控制機(jī)構(gòu)；12、驅(qū)動(dòng)器；13、數(shù)據(jù)線；

第一單片機(jī)102，陀螺儀101，第一wiFi控制模塊103；

第二單片機(jī)111，第二WiFi控制模塊112。

本發(fā)明一種基于柔索并聯(lián)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)裝置，包括固定平臺(tái)1、滑輪固定平臺(tái)2、金屬框架3、繞線鼓輪4、中間平臺(tái)9、滑輪7、柔索8，所述金屬框架3為正方體形或長(zhǎng)方體形，所述金屬框架3的上方四個(gè)角部分別安裝有滑輪7，所述金屬框架3的下方四個(gè)角部分別固定在四個(gè)固定平臺(tái)1上，每個(gè)固定平臺(tái)1上還設(shè)有步進(jìn)電機(jī)5、電機(jī)控制機(jī)構(gòu)11、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12，所述步進(jìn)電機(jī)5與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12連接，所述中間平臺(tái)9位于金屬框架3的里面，其四個(gè)角部分別通過四個(gè)柔索8的一端連接固定，四個(gè)柔索8的另一端分別經(jīng)金屬框架3上方的四個(gè)滑輪7與固定平臺(tái)1上的四個(gè)繞線鼓輪4連接，四個(gè)繞線鼓輪4與四個(gè)步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸連接。

所述4個(gè)電機(jī)控制機(jī)構(gòu)11位于金屬框架3下方的角部，并通過數(shù)據(jù)線與四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接。

所述中間平臺(tái)9的下方設(shè)有位姿數(shù)據(jù)采集單元10，所述位姿數(shù)據(jù)采集單元10包括第一單片機(jī)102、陀螺儀101、第一wiFi控制模塊103，所述陀螺儀101、第一wiFi控制模塊103分別與單片機(jī)102連接。

電機(jī)控制機(jī)構(gòu)11包括連接的第二單片機(jī)111、第二WiFi控制模塊112。

所述金屬框架3為1米的立方體形。

所述步進(jìn)電機(jī)5為57HB7615型。

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為STP-MD542型。

所述中間平臺(tái)9的每個(gè)邊長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)金屬框架3邊長(zhǎng)的1/5～2/3。

所述中間平臺(tái)9的每個(gè)邊長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)金屬框架3邊長(zhǎng)的1/2～2/3。

所述中間平臺(tái)9的高度為金屬框架3縱向高度的1/3～2/3。

所述第一單片機(jī)102為32單片機(jī)，所述陀螺儀101為陀螺儀6050。

所述第一單片機(jī)102與第二單片機(jī)111相同，所述第一wiFi控制模塊103與第二WiFi控制模塊112相同。

本發(fā)明中電機(jī)驅(qū)動(dòng)器STP-MD542型驅(qū)動(dòng)器采用獨(dú)特控制電路，能使電機(jī)發(fā)熱和運(yùn)行噪聲更低，平穩(wěn)性更高，是一款具有極高性價(jià)比的兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。主要驅(qū)動(dòng)42、57型兩相混合式步進(jìn)電機(jī)。其微步細(xì)分?jǐn)?shù)有15種，最大步數(shù)為25000Pulse/rev；其工作峰值電流范圍為1.0A－4.2A，輸出電流共有8檔，電流的分辨率約為0.45A；具有自動(dòng)半流，過壓和過流保護(hù)等功能。本驅(qū)動(dòng)器為直流供電，建議工作電壓范圍為24VDC－36VDC，電壓不超過50VDC，不低于20VDC。

工作過程：

位姿數(shù)據(jù)采集單元10上的陀螺儀101采集位姿數(shù)據(jù)輸入到第一單片機(jī)102，然后第一單片機(jī)102通過第一WiFi模塊103傳遞到外部的PC機(jī)，獲得位姿數(shù)據(jù)，PC機(jī)通過第二WiFi模塊112傳遞到電機(jī)控制機(jī)構(gòu)11上的第二單片機(jī)112，第二單片機(jī)112控制4個(gè)6電機(jī)驅(qū)動(dòng)器從而控制4個(gè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)5，4個(gè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)5帶動(dòng)柔索8調(diào)節(jié)9中間平臺(tái)的位姿。

本發(fā)明是基于機(jī)械柔索技術(shù)，結(jié)合電子控制，再與VR結(jié)合進(jìn)行模擬飛行，適應(yīng)了時(shí)代潮流，既適用于生活?yuàn)蕵?，也適應(yīng)于飛行員模擬訓(xùn)練，是一個(gè)很有前景的項(xiàng)目，具有巨大的推廣價(jià)值。