CN108942957A - 大跨度绳索驱动的测量机器人 - Google Patents

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陈根良
杜聪聪
王皓
王珏
曹琪
韩瀚
李聪
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Shanghai Jiaotong University
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness

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Abstract

一种大跨度绳索驱动的测量机器人，包括：绳索驱动机构、绳索传动系统、动平台机构和绳索，其中：绳索驱动机构设置于测量框架的八个顶点上，绳索传动系统设置于绳索驱动机构的旁侧以引导和张紧绳索，动平台机构通过八条绳索与绳索驱动机构相连以实现其六个自由度的空间运动。本发明提供了一种对大型部件测量的并联绳索机构，能够大范围、多角度地对部件的侧面进行在线测量，自动化程度高，降低了工作人员的工作强度和危险性；本发明安装所占空间小，安装方便，测量过程耗时短、精度高；本发明具有六个自由度，能够实时调整测量仪器的空间姿态和位置，实现对曲面壁均匀、准确扫描，无需反复调整测量设备的位置。

Description

大跨度绳索驱动的测量机器人
技术领域
本发明涉及的是一种曲面测量领域的技术，具体是一种跨度超过20m的绳索驱动的测量机器人。
背景技术
目前自动装配技术已成为我国研制大型装备过程中较为薄弱的环节，装备巨型化导致装配工艺、测量、模拟搭载修型、调姿装备和管控等技术的瓶颈问题日显突出。其中一个关键问题是测量大型部件的曲面尺寸难度太大，现有设备不能实时测量并及时反馈误差信息。现有技术难以对装配的巨型部件实现高精度、大范围的在线测量，这导致了装配质量差和对接装配效率低。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种大跨度绳索驱动的测量机器人，只需要在巨型部件上安装若干关键点，布置绳索传动机构，就能完成整个大尺寸曲面区域的测量任务，该机构整体精简，减少工作人力，缩短测量时间，提高了整个装配效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：若干组绳索驱动机构和绳索传动系统以及分别与绳索传动系统相连的动平台机构，其中：绳索驱动机构和对应的绳索传动系统分别设置于测量框架的顶点上，动平台机构通过绳索与绳索驱动机构相连以实现其六个自由度的空间运动。
所述的测量框架构成六面体结构。
所述的绳索驱动机构包括：卷绕电机、卷绕轴、推动电机和导轨，其中：卷绕电机的输出端与卷绕轴相连，推动电机推动导轨实现卷绕轴的轴向运动，卷绕电机和推动电机配合工作以实现卷绕轴上的绳索被均匀卷绕。
所述的动平台机构包括：平台基体和光学测绘仪器，其中：绳索通过平台基体的八个顶点上的吊环连接件与之相连，光学测绘仪器设置于平台基体的中心。
技术效果
与现有技术相比，本发明能够大范围、多角度地对部件的侧面进行在线测量，自动化程度高，降低了工作人员的工作强度和危险性；本发明安装所占空间小，安装方便，通过八条绳索驱动测量平台，使得测量范围大大增加；本发明测量过程耗时短、精度高，主要缩短了部件对接的协调时间，可靠性极高；本发明具有六个自由度，能够实时调整测量仪器的空间姿态和位置，实现对曲面壁均匀、准确扫描，无需反复调整测量设备的位置。此外，本发明所用的各个部件均为规则形状，便于加工制造。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为绳索驱动机构的结构示意图；
图4为动平台机构的结构示意图；
图中：绳索驱动机构1、绳索传动系统2、动平台机构3、安装基座4、测量框架5、绳索6、电机安装台7、卷绕电机8、联轴器9、卷绕轴10、轴承座11、导轨12、推动电机13、吊环连接件14、平台基体15、光学测绘仪器16。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实施例包括：绳索驱动机构1、绳索传动系统2、动平台机构3和绳索6，其中：绳索驱动机构1设置于测量框架5的八个顶点上，绳索传动系统2设置于绳索驱动机构1的旁侧以引导和张紧绳索6，动平台机构3通过八条绳索6与绳索驱动机构1相连以实现其六个自由度的空间运动。
如图3所示，所述的绳索驱动机构1包括：电机安装台7、卷绕电机8、联轴器9、卷绕轴10、轴承座11、安装基座4、推动电机13和导轨12，其中：卷绕电机8设置于电机安装台7上，卷绕电机8的输出端通过联轴器9与卷绕轴10相连，卷绕轴10的另一端穿过轴承座11上的孔，推动电机13位于电机安装台7的下方并与安装基座4固定相连，推动电机13推动导轨12实现卷绕轴10的轴向运动，卷绕电机8和推动电机13配合工作以实现卷绕轴10上的绳索6被均匀卷绕。
如图4所示，所述的动平台机构3包括：平台基体15和光学测绘仪器16，其中：绳索6通过平台基体15的八个顶点上的吊环连接件14与之相连，光学测绘仪器16设置于平台基体15的中心。
所述的整个大跨度绳索驱动的测量机器人数量为偶数，分别布置在两段对接的大型部件上，每对布置在大型部件的两侧面上。
本装置通过以下方式进行工作：绳索驱动机构1设置于测量框架5的八个顶点上，绳索传动系统2设置于绳索驱动机构的旁侧以引导和张紧绳索，绳索另外一段固定铰接在动平台机构3的8个角点上，通过八条绳索的同步协调收回与伸长，实现动平台机构3的XYZ方向的平动和绕XYZ三轴的转动的效果，最终实现动平台机构3的六个自由度空间运动。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (3)

1.一种大跨度绳索驱动的测量机器人，其特征在于，包括：绳索驱动机构、绳索传动系统、动平台机构和绳索，其中：绳索驱动机构设置于测量框架的八个顶点上，绳索传动系统设置于绳索驱动机构的旁侧以引导和张紧绳索，动平台机构通过八条绳索与绳索驱动机构相连以实现其六个自由度的空间运动。
2.根据权利要求1所述的大跨度绳索驱动的测量机器人，其特征是，所述的绳索驱动机构包括：卷绕电机、卷绕轴、推动电机和导轨，其中：卷绕电机的输出端与卷绕轴相连，推动电机推动导轨实现卷绕轴的轴向运动，卷绕电机和推动电机配合工作以实现卷绕轴上的绳索被均匀卷绕。
3.根据权利要求1所述的大跨度绳索驱动的测量机器人，其特征是，所述的动平台机构包括：平台基体和光学测绘仪器，其中：绳索通过平台基体的八个顶点上的吊环连接件与之相连，光学测绘仪器设置于平台基体的中心。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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