長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)按照操控區(qū)域大小分為多級(jí)，初級(jí)采用精密矩形導(dǎo)軌-精密可調(diào)壓板-軸向彈性行走輪系-激光測(cè)距準(zhǔn)直相結(jié)合的形式進(jìn)行測(cè)控，與次級(jí)較小區(qū)間的區(qū)域測(cè)量基準(zhǔn)重新標(biāo)定進(jìn)行校正，和后級(jí)常規(guī)精密數(shù)控(機(jī)器人)測(cè)控系統(tǒng)相結(jié)合，能夠滿足長(zhǎng)行程大空間三維機(jī)器人定位控制的要求。可以提供X坐標(biāo)數(shù)千米，Y坐標(biāo)數(shù)百米，Z坐標(biāo)數(shù)十米的測(cè)控空間，滿足對(duì)大型件和超長(zhǎng)件進(jìn)行打磨、拋光、劃線、鉆孔、銑削、焊接、切割和測(cè)量、大型平面貨場(chǎng)物流以及作為大型結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的3d打印技術(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等任務(wù)的廣泛需求。
【專利說明】
長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)
[0001]技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種采用激光測(cè)距的長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】直角坐標(biāo)三維機(jī)器人在幾十米以下規(guī)模的工作范圍得到了廣泛的應(yīng)用。在上百米甚至更大工作范圍的切割機(jī)、鉆孔機(jī)和銑削加工設(shè)備及精密測(cè)量、質(zhì)量檢測(cè)、無損探傷設(shè)備以及大型結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的3d打印技術(shù)應(yīng)用等很多領(lǐng)域都有著非常廣泛的需求，但在目前為止超長(zhǎng)行程的工程應(yīng)用中缺少理想的位置測(cè)控系統(tǒng)，傳統(tǒng)的絲杠、步進(jìn)電機(jī)、齒輪齒條等常規(guī)機(jī)床式結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)，成本畸高精度也不盡理想。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明將長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)按照操控區(qū)域大小分為多級(jí)，初級(jí)大范圍采用精密矩形導(dǎo)軌-精密可調(diào)壓板-軸向彈性行走輪系-激光測(cè)距相結(jié)合的形式進(jìn)行操控，與次級(jí)較小區(qū)間的區(qū)域測(cè)量基準(zhǔn)重新標(biāo)定進(jìn)行校正，與安裝在工作平臺(tái)上的后級(jí)常規(guī)精密數(shù)控(機(jī)器人)測(cè)控系統(tǒng)相結(jié)合，能夠滿足長(zhǎng)行程大空間三維機(jī)器人定位控制的要求。
[0004]【附圖說明】圖1是矩形精密導(dǎo)軌系統(tǒng)，圖中1.側(cè)面加工后的精密矩形導(dǎo)軌，2.精密可調(diào)壓板，3.帶有軸向間隙補(bǔ)償?shù)妮喯担?.底板，5.固定螺栓，6.高程調(diào)整活動(dòng)楔塊，
7.高程調(diào)整絲杠，8.水平調(diào)整滑塊，9.水平調(diào)整絲杠，10.緊定螺栓，11.導(dǎo)軌壓板，12.導(dǎo)軌壓緊螺栓，13.絲杠蓋，14.絲杠蓋螺釘，15.輪緣螺栓，16.彈簧墊，17.活動(dòng)輪緣，18.單緣車輪，19.油霧潤(rùn)滑裝置
[0005]圖2是全系統(tǒng)示意圖，圖中1.柱梁系統(tǒng)，2.精密可調(diào)壓板，3.精密導(dǎo)軌，4.橋架端梁，5.橋架，6.小車端梁，7.車體，8.垂直線性機(jī)構(gòu)，9.工作平臺(tái)，10.次級(jí)測(cè)控基準(zhǔn)柱(塊)，11.激光測(cè)距儀、激光準(zhǔn)直儀靶標(biāo)，12.激光反射鏡、激光準(zhǔn)直儀。
【具體實(shí)施方式】
[0006]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0007]在圖1中矩形導(dǎo)軌(I)用普通導(dǎo)軌改制，將導(dǎo)軌上部“工”字一橫的兩側(cè)采用定距銑削進(jìn)行精密加工，使得其精度達(dá)到0.1mm甚至更高，按照需要的間距(如數(shù)十米、數(shù)百米)兩根并排擺放，每根導(dǎo)軌采用精密可調(diào)壓板(2)隔一固定距離如500-600mm間距進(jìn)行固定，精密可調(diào)壓板底板(4)用螺栓(5)固定在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，高程調(diào)整活動(dòng)楔塊(6)上裝有高程調(diào)整絲杠(7)，水平調(diào)整滑塊(8)上裝有水平調(diào)整絲杠(9)，底板(4)、高程調(diào)整活動(dòng)楔塊(6)、上有小于摩擦角的斜面移動(dòng)付完成高程調(diào)整，底板(4)、高程調(diào)整活動(dòng)楔塊(6)、水平調(diào)整滑塊(8)對(duì)應(yīng)接觸面上有滑槽(10)進(jìn)行導(dǎo)向，用緊定螺栓(11)壓緊在底板(4)上，導(dǎo)軌壓板(12)和導(dǎo)軌壓緊螺栓(13)將導(dǎo)軌固定在水平調(diào)整滑塊(8)上，絲杠蓋(14)和絲杠蓋螺釘(15)將高程調(diào)整絲杠(7)、水平調(diào)整絲杠(9)固定在底板(4)上。輪系(3)的定程輪緣螺栓(16)、彈簧墊(17)將活動(dòng)輪緣(18)浮動(dòng)固定在單緣車輪(19)上，采用油霧潤(rùn)滑裝置(20)對(duì)軌道進(jìn)行潤(rùn)滑。
[0008]在圖2中柱梁(I)上安裝精密可調(diào)壓板(2)，隔一固定距離如500-600mm間距固定導(dǎo)軌(3)，按照需要的間距(如數(shù)十米、數(shù)百米)矩形兩組并排擺放，導(dǎo)軌上承載具有軸向彈性間隙補(bǔ)償裝置和潤(rùn)滑裝置的橋架端梁(4)，端梁間為相對(duì)剛性能夠滿足跨度要求的橋架
(5)，橋架上同樣裝有兩條由精密可調(diào)壓板固定的矩形導(dǎo)軌。橋架導(dǎo)軌上裝有同樣軸向彈性間隙補(bǔ)償裝置的小車端梁(6)和小車(7)，橋架和小車采用調(diào)頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，小車上裝有更夠提供數(shù)米乃至十?dāng)?shù)米垂直行程的常規(guī)液壓或電力驅(qū)動(dòng)的線性機(jī)構(gòu)(8)。線性機(jī)構(gòu)上具有能夠安裝滿足使用要求的常規(guī)精密數(shù)控功能設(shè)備的工作平臺(tái)(9)，橋架、小車負(fù)載能力要能夠滿足功能設(shè)備的工作要求，功能設(shè)備、小車、橋架采用激光測(cè)距儀、激光準(zhǔn)直儀靶標(biāo)(10)和導(dǎo)軌端部安裝的反射鏡、激光準(zhǔn)直儀(11)進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算后操縱系統(tǒng)完成精密定位，在與相應(yīng)工作區(qū)間設(shè)置的次級(jí)基準(zhǔn)柱(塊)(12)作為測(cè)控基準(zhǔn)重新校準(zhǔn)定位后，可獲得更高的測(cè)控精度。
[0009]本發(fā)明的有益效果是初級(jí)測(cè)量控制系統(tǒng)與次級(jí)區(qū)域基準(zhǔn)及后級(jí)常規(guī)精密數(shù)控設(shè)備相結(jié)合，可以提供X坐標(biāo)數(shù)千米，Y坐標(biāo)數(shù)百米，Z坐標(biāo)數(shù)十米的的高精度作業(yè)空間，能夠滿足對(duì)大型件和超長(zhǎng)件進(jìn)行打磨、拋光、劃線、鉆孔、銑削、焊接、切割和測(cè)量、大型平面貨場(chǎng)物流以及作為大型結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的3d打印技術(shù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等任務(wù)的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)按照操控區(qū)域大小分為多級(jí)，初級(jí)大范圍采用精密矩形導(dǎo)軌-精密可調(diào)壓板-軸向彈性行走輪系-激光測(cè)距相結(jié)合的形式進(jìn)行操控，與次級(jí)較小區(qū)間的區(qū)域測(cè)量基準(zhǔn)重新標(biāo)定進(jìn)行校正，與后級(jí)常規(guī)精密數(shù)控(機(jī)器人)測(cè)控系統(tǒng)相結(jié)合，能夠滿足長(zhǎng)行程大空間三維機(jī)器人定位控制的要求。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)，其特征是精密矩形導(dǎo)軌用普通導(dǎo)軌改制，將導(dǎo)軌上部“工”字一橫的兩側(cè)進(jìn)行精密加工。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)，精密可調(diào)壓板底板用螺栓固定在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，高程調(diào)整活動(dòng)楔塊上裝有高程調(diào)整絲杠，水平調(diào)整滑塊上裝有水平調(diào)整絲杠，底板、高程調(diào)整活動(dòng)楔塊上有小于摩擦角的斜面移動(dòng)付完成高程調(diào)整，底板、高程調(diào)整活動(dòng)楔塊、水平調(diào)整滑塊上對(duì)應(yīng)接觸面有滑槽進(jìn)行導(dǎo)向，用緊定螺栓壓緊在底板上，導(dǎo)軌壓板和導(dǎo)軌壓緊螺栓將導(dǎo)軌固定在水平調(diào)整滑塊上，絲杠蓋和絲杠蓋螺釘將高程調(diào)整絲杠、水平調(diào)整絲杠固定在底板上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)，行走輪系為用輪緣螺栓、彈簧墊將活動(dòng)輪緣浮動(dòng)固定在單緣車輪上，采用油霧潤(rùn)滑裝置進(jìn)行潤(rùn)滑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)，柱梁上安裝精密可調(diào)壓板，相隔固定距離和距兩組并排固定導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上承載具有軸向彈性間隙補(bǔ)償裝置和潤(rùn)滑裝置的橋架端梁，端梁間為相對(duì)剛性能夠滿足跨度要求的橋架，橋架上同樣裝有兩條由精密可調(diào)壓板固定的矩形導(dǎo)軌。橋架導(dǎo)軌上裝有同樣軸向柔性間隙補(bǔ)償裝置的小車端梁和小車，橋架和小車采用調(diào)頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，小車上裝有更夠提供數(shù)米乃至十?dāng)?shù)米垂直行程的常規(guī)液壓或電力驅(qū)動(dòng)線性機(jī)構(gòu)。線性機(jī)構(gòu)上具有能夠安裝滿足使用要求的常規(guī)精密數(shù)控功能設(shè)備的工作平臺(tái)，橋架、小車負(fù)載能力要能夠滿足功能設(shè)備的工作要求。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)，其功能設(shè)備、小車、橋架采用激光測(cè)距儀和導(dǎo)軌端部安裝的反射鏡進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算后操縱系統(tǒng)完成精密定位。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)程三維機(jī)器人測(cè)量控制系統(tǒng)，更高測(cè)控精度在相應(yīng)工作區(qū)間設(shè)置次級(jí)基準(zhǔn)柱(塊)作為較小區(qū)間的位置校正測(cè)量基準(zhǔn)。
【文檔編號(hào)】B25J9/10GK105890516SQ201410653043
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年11月14日
【發(fā)明人】王英放
【申請(qǐng)人】北京方道環(huán)保科技有限公司