CN108748091A - 面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法 - Google Patents

面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法 Download PDF

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孙聪
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Abstract

面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法，它涉及一种重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法，具体涉及一种面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法。本发明为了解决目前还没有一种专门用于大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法的问题。本发明包括第一绳驱动机构、第二绳驱动机构、第三绳驱动机构、第四绳驱动机构、第五绳驱动机构、第六绳驱动机构、第七绳驱动机构、第八绳驱动机构和八根绳索。本发明属于航空航天领域。

Description

面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统及绳驱动单元自 重构方法
技术领域
本发明涉及一种重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法，具体涉及一种面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法，属于航空航天领域。
背景技术
空间机械臂、行星探测车等装置的工作情况和各项技术指标在研发过程中需要在地面环境下进行评估，为模拟机构未来真实工作所处的重力环境，需要低重力模拟实验系统。
为了在地面模拟外行星或外层空间的低重力环境，需要研发相应的低重力模拟设备。由于绳驱动并联机器人具有驱动模块小，成本低，运动空间大等优点，绳驱动并联机器人系统可以作为地面低重力模拟设备。
发明内容
本发明为解决目前还没有一种专门用于大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法的问题，进而提出面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统及绳驱动单元自重构方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括第一绳驱动机构、第二绳驱动机构、第三绳驱动机构、第四绳驱动机构、第五绳驱动机构、第六绳驱动机构、第七绳驱动机构、第八绳驱动机构和八根绳索，第一绳驱动机构通过一根绳索与动平台的A点连接，第二绳驱动机构通过一根绳索与动平台的B点连接，第三绳驱动机构通过一根绳索与动平台的C点连接，第四绳驱动机构通过一根绳索与动平台的D点连接，第五绳驱动机构通过一根绳索与动平台的E点连接，第六绳驱动机构通过一根绳索与动平台的F点连接，第七绳驱动机构通过一个绳索与动平台的G点连接，第八绳驱动机构通过一个绳索与动平台的H点连接。
进一步的，第一绳驱动机构、第二绳驱动机构、第三绳驱动机构、第四绳驱动机构、第五绳驱动机构、第六绳驱动机构、第七绳驱动机构、第八绳驱动机构均包括直线电机驱动模块、卷筒电机和卷筒，直线电机驱动模块由直线电机动子和直线电机定子组成，卷筒电机安装直线电机动子上，直线电机动子安装在直线电机定子上，直线电机定子安装在基座上，卷筒电机的转动轴与卷筒的一端连接，绳索的一端与卷筒连接。
进一步的，卷筒的另一端安装有编码器。
进一步的，绳索通过绳力传感器与卷筒连接。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种可以自重构的并联绳驱动重力补偿机器人系统，它可以通过协调直线电机驱动模块的驱动位置和绳驱系统绳长和绳力的关系，使系统在避免绳-绳碰撞、绳-物碰撞的前提下可以自行组装与重构，使得动平台保持静态稳定或动态运动，同时使系统获得更大的可以使用的位置空间。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是绳驱动机构的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统包括第一绳驱动机构1、第二绳驱动机构2、第三绳驱动机构3、第四绳驱动机构4、第五绳驱动机构5、第六绳驱动机构6、第七绳驱动机构7、第八绳驱动机构8和八根绳索9，第一绳驱动机构1通过一根绳索9与动平台10的A点连接，第二绳驱动机构2通过一根绳索9与动平台10的B点连接，第三绳驱动机构3通过一根绳索9与动平台10的C点连接，第四绳驱动机构4通过一根绳索9与动平台10的D点连接，第五绳驱动机构5通过一根绳索9与动平台10的E点连接，第六绳驱动机构5通过一根绳索9与动平台10的F点连接，第七绳驱动机构7通过一个绳索9与动平台10的G点连接，第八绳驱动机构8通过一个绳索9与动平台10的H点连接。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统的第一绳驱动机构1、第二绳驱动机构2、第三绳驱动机构3、第四绳驱动机构4、第五绳驱动机构5、第六绳驱动机构6、第七绳驱动机构7、第八绳驱动机构8均包括直线电机驱动模块1-1、卷筒电机1-2和卷筒1-3，直线电机驱动模块1-1由直线电机动子1-1-1和直线电机定子1-1-2组成，卷筒电机1-2安装直线电机动子1-1-1上，直线电机动子1-1-1安装在直线电机定子1-1-2上，直线电机定子1-1-2安装在基座上，卷筒电机1-2的转动轴与卷筒1-3的一端连接，绳索9的一端与卷筒1-3连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统的卷筒1-2的卷筒轴的另一端安装有编码器1-4。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统的绳索9通过绳力传感器1-5与卷筒1-2连接。
工作原理
动平台10被空间的8根绳长张紧并驱动。在进行地面低重力模拟过程中，动平台会被绳索8驱动着移动和转动，同时也会与外界进行交互实验，如刚体接触、碰撞、运动、安装组合。在这过程中绳与绳之间，绳与动平台、刚体之间发生干涉碰撞，在预测即将碰撞时，需要启动直线电机驱动模块1-1改变整个绳驱动机构的位置，避开有可能发生的干涉碰撞，实现8个绳驱动机构的重构。在实现8个绳驱动机构的重构的过程中，动平台不能被系统重构过程影响。至此，具备避免绳-绳碰撞、绳-物碰撞能力的绳驱动并联重力补偿机器人系统和绳驱动单元自重构方法实现。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统，其特征在于：所述面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统包括第一绳驱动机构(1)、第二绳驱动机构(2)、第三绳驱动机构(3)、第四绳驱动机构(4)、第五绳驱动机构(5)、第六绳驱动机构(6)、第七绳驱动机构(7)、第八绳驱动机构(8)和八根绳索(9)，第一绳驱动机构(1)通过一根绳索(9)与动平台(10)的A点连接，第二绳驱动机构(2)通过一根绳索(9)与动平台(10)的B点连接，第三绳驱动机构(3)通过一根绳索(9)与动平台(10)的C点连接，第四绳驱动机构(4)通过一根绳索(9)与动平台(10)的D点连接，第五绳驱动机构(5)通过一根绳索(9)与动平台(10)的E点连接，第六绳驱动机构(5)通过一根绳索(9)与动平台(10)的F点连接，第七绳驱动机构(7)通过一个绳索(9)与动平台(10)的G点连接，第八绳驱动机构(8)通过一个绳索(9)与动平台(10)的H点连接。
2.根据权利要求1所述面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统，其特征在于：第一绳驱动机构(1)、第二绳驱动机构(2)、第三绳驱动机构(3)、第四绳驱动机构(4)、第五绳驱动机构(5)、第六绳驱动机构(6)、第七绳驱动机构(7)、第八绳驱动机构(8)均包括直线电机驱动模块(1-1)、卷筒电机(1-2)和卷筒(1-3)，直线电机驱动模块(1-1)由直线电机动子(1-1-1)和直线电机定子(1-1-2)组成，卷筒电机(1-2)安装直线电机动子(1-1-1)上，直线电机动子(1-1-1)安装在直线电机定子(1-1-2)上，直线电机定子(1-1-2)安装在基座上，卷筒电机(1-2)的转动轴与卷筒(1-3)的一端连接，绳索(9)的一端与卷筒(1-3)连接。
3.根据权利要求2所述面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统，其特征在于：卷筒(1-3)的另一端安装有编码器(1-4)。
4.根据权利要求2所述面向大可达空间的绳驱动并联重力补偿系统，其特征在于：绳索(9)通过绳力传感器(1-5)与卷筒(1-3)连接。
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