CN110509739B - 融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其包括控制单元、车体、工作台以及驱动机构，车体包括车体框架以及设置在车体框架外部的外壳，工作台设置在车体的上表面，驱动机构包括四条支链腿，四条支链腿包括至少两条三驱动支链腿，当其中不同支链腿的连接支撑板沿支链腿导轨上下升降不同确定高度时，能够实现工作台姿态的调节；当四条支链腿的车轮同时向某个方向滚动时，能够实现车体向某个方向移动；当四条支链腿的车轮转向与地面某一点和车轮的连线垂直时，车轮滚动能够实现车体绕地面该某一点的转动。其自动化程度高，可适应性强，尤其适合自动化程度很高的无人或很少人员的车间。

Description

融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台
技术领域
本发明属于大型中载部件类智能调姿装备技术领域，具体地涉及一种融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台。
背景技术
随着中国经济和航天技术的不断发展，我国的卫星发射数量快速增长，不断刷新发射记录，并在2018年航天发射次数达到38次，年度航天发射次数首次荣登世界第一。卫星等航天器上的能源来源有三种，一是电池，二是核发电，三是太阳能。目前人类在太空的航天器搜集太阳能主要通过太阳能电池帆板，可以将太阳的光能转换成电能。太阳能电池帆板又叫做太阳翼，太阳翼上贴有半导体硅片或砷化镓片，靠它们将太阳光的光能转换成电能。目前在我国大多数卫星与太阳翼的对接装配是先通过模拟墙调整好太阳翼的位置，再将装好在支架车上的卫星与太阳翼进行对接。这个对接装配的过程需要根据调整的太阳翼的角度来调整卫星的姿态，当前完成这种对接是利用工具敲，翘支架车等人工操作，这种装配对接的方式存在操作复杂、精度不易控制、效率较低等缺点，也与现代智能制造和装配的大趋势相悖。
现代工厂发展的方向是智能化，即无人化车间。无人化的前提是足够的自动化设备，自动化设备能够大大减少智能工厂对人员的需求，传统只能通过人工完成的任务现在可以通过智能的自动化设备来完成，减少或者完全不需要人员参与。例如飞机部件的对接组装，飞机机体构造复杂，零件和连接件的数量多，例如一架大型飞机就有近10万个零件，如此多的零件对接装配，传统的装配方法不能适应未来生产的需求，一种装配既能实现运输又能完成装配，将很大程度提高生产效率。
经对现有文献检索发现，中国专利CN201610533403.1公开了一种装配对接技术领域的用于大部件自动装配的六自由度定位调姿装备，其技术方案为3-PPSR并联机构，定平台为基座，P副通过丝杠驱动沿导轨移动，两P副水平垂直且为上下布置，连杆两端分别为S副和R副。该发明可以实现大部件的定位调姿，但受限于球副的范围，而且不能实现全向运动；中国专利CN201010224524.0公开了基于六自由度并联机构飞机部件调姿装配系统及调试方法，其技术方案是：基于四支链并联机构2-PSS-2-PPRS，设有静平台，动平台为调姿平台，P副通过丝杠驱动，沿导轨移动，PP副为水平垂直且一上一下布置。该发明四个支链的并联平台承载性更好，且提供了调姿方法及其参数，可以较好完成一些调姿装配工序。
综上所述，目前公开的发明主要集中：(1)能够实现调姿功能的装置，仅能完成调姿功能，不具备全向运动功能；(2)可以实现全向运动的装置通过麦克纳姆轮来实现，实现调姿功能通过加装另外的装置，造成装置重量及复杂度增加；(3)没有将整个装置融入智能工厂的一个环节，不能完成更好适应未来生产。
发明内容
基于目前存在的问题，本发明提供了一种承载能力较强，具有全向运动的智能车间通用定位/调姿/对接/装配六自由度并联调姿平台。
具体地，本发明提供一种融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其包括控制单元、车体、工作台以及驱动机构，所述车体包括车体框架以及设置在所述车体框架外部的外壳，所述工作台设置在所述车体的上表面，所述驱动机构包括四条支链腿，每一条支链腿的连接支撑板固定连接在车体框架的一个内侧角，
当其中不同支链腿的连接支撑板沿支链腿导轨上下升降不同确定高度时，能够实现工作台姿态的调节；
当四条支链腿的车轮同时向某个方向滚动时，能够实现车体向某个方向移动；
当四条支链腿的车轮转向与地面某一点和车轮的连线垂直时，车轮滚动能够实现车体绕地面该某一点的转动；
四条支链腿均包括行进单元、行进方向控制单元、升降单元和基板；
所述支链腿包括三驱动支链腿和二驱动支链腿，所述三驱动支链腿包括有驱动行进单元、行进方向控制单元及升降单元，所述二驱动支链腿包括无驱动行进单元、行进方向控制单元及升降单元；
所述有驱动行进单元包括第一驱动电机组、第一车轮、第一转角仪、轴承、U形轴承座和轴承端盖，第一车轮通过套在第一车轮的轮轴的轴承支承于所述U形轴承座之间，所述第一驱动电机组用于驱动第一车轮转动，所述第一转角仪套设在所述第一车轮的轮轴外部并固定在所述U形轴承座的内侧，所述第一转角仪的配置用来获取第一车轮的转动角度信号并将该角度信号反馈至控制单元；
所述行进方向控制单元包括竖直轴、第二转角仪、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第二驱动电机组以及第三驱动电机组，第二齿轮和第三齿轮的齿数和模数相等，所述第一齿轮的分度圆半径大于第二齿轮和第三齿轮的分度圆半径，
所述竖直轴底端与U形轴承座固定连接，所述竖直轴顶端通过紧固件与第一齿轮连接，所述第二齿轮和所述第三齿轮分别设置在所述第一齿轮的两侧，第二驱动电机组以及第三驱动电机组分别驱动第二齿轮和第三齿轮，第二齿轮和第三齿轮分别与第一齿轮啮合传动从而实现对竖直轴及其固定行进单元的转向控制，所述第二转角仪套设在所述竖直轴上，所述第二转角仪的设置用于获取所述竖直轴的转动角度信号并将该角度信号反馈至控制单元；
所述升降单元包括第四驱动电机组、第一齿形带轮、第二齿形带轮、齿形带、丝杠螺母组件、螺母架、两条导轨滑块组件、高度感应装置和连接支撑板，所述丝杠螺母组件为丝杠和螺母组成的移动副，导轨滑块组件为导轨和滑块组成的滑动副，所述第四驱动电机组驱动第一齿形带轮，所述第一齿形带轮和第二齿形带轮之间通过齿形带连接，所述第二齿形带轮连接所述丝杠，两条导轨分别和丝杠分别固定在基板的一侧，每一条导轨安装有两个滑块，所述导轨与所述丝杠平行设置，所述丝杠上安装有螺母，所述螺母与所述螺母架固定连接，所述螺母架和连接支撑板固定连接，所述丝杠带动螺母沿其轴线方向进行移动以完成升降功能。
优选地，所述第一驱动电机组、第二驱动电机组、第三驱动电机组以及第四驱动电机组均包括驱动电机、减速器和扭矩传感器，所述驱动电机的输出轴安装有所述减速器，所述减速器的第一端安装所述扭矩传感器，所述第一驱动电机组的减速器的输出轴上安装所述第一车轮的车轮轴，第二驱动电机组以及第三驱动电机组的减速器的输出轴上分别安装第二齿轮或第三齿轮，所述第四驱动电机组的减速器的输出轴上安装有所述第一齿形带轮。
优选地，所述高度感应装置包括磁尺和磁尺感应头，所述磁尺感应头和导轨滑块保持上下同步运动，从而获取升降高度信号，并将该升降高度信号反馈至控制单元。
优选地，所述丝杠上部和下部以及所述竖直轴的上部和下部分别设置有用于定位的轴承组件，轴承组件均包括轴承、轴承座和轴承端盖，所述轴承设置在所述轴承座内部，所述轴承端盖设置在所述轴承座的一个端部。
优选地，所述螺母和所述螺母架之间设置有力传感器，所述力传感器用来测量螺母架与螺母之间的压力值，所述力传感器的输出端与所述控制单元的输入端通讯连接。
优选地，所述控制单元包括控制柜、两个倾角仪、四个激光测距装置以及四个电源单元，每一个电源单元分别连接一个驱动机构，所述控制柜分别与每一个驱动单元、倾角仪以及激光测距装置通讯连接，两个倾角仪分别安装在所述车体框架内部的不同位置，激光测距装置安装于车体框架内部四周的能够对四周的路况进行探测。
优选地，所述控制单元的输出端分别与所述第一驱动电机组、第二驱动电机组、第三驱动电机组以及第四驱动电机组通讯连接，并根据第一转角仪、第二转角仪以及高度感应装置获取的角度信号及高度信号调控所述第一驱动电机组、第二驱动电机组、第三驱动电机组以及第四驱动电机组。
优选地，所述二驱动支链腿的无驱动行进单元包括第二车轮、轴承、U形轴承座和轴承端盖，第二车轮通过套在轮轴的轴承支承于U形轴承座之间，二驱动支链腿的车轮在相邻的三驱动支链腿的第一驱动电机组的带动下转动。
优选地，所述车体框架为空心方钢与钢板焊接而成的双层框架式结构。
优选地，所述外壳包括上车体外壳和下底板，上车体外壳和下底板包裹了整个车体框架，所述外壳的底部设置有防撞条。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明的承载力强，支链腿的车轮是普通车轮，与地面接触是面接触而不是线接触或者点接触，所以承载能力较强。
2、本发明的车整体结构更为简单，单个腿可以实现行进和升降的功能，避免了其他复杂辅助结构的出现。
3、本发明的平台高度较低，能较为方便地完成装卸作业和水平对接工作。
4、本发明具有自动化程度高，可适应性强，尤其适合自动化程度很高的无人或很少人员的车间。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明移除工作台和车体外壳的内部结构示意图；
图3为本发明车体框架的结构示意图；
图4为本发明三驱动支链腿的结构示意图；
图5为本发明支链腿的有驱动行进单元的局部剖后的结构示意图；
图6为本发明支链腿的无驱动行进单元的局部剖后的结构示意图；
图7为本发明支链腿的行进方向控制单元局部剖后的结构示意图；
图8为本发明支链腿的升降单元局部剖后的结构示意图；
图9为本发明两驱动支链腿的结构示意图。
图中各结构的部分标记如下：
1-工作台；2-车体外壳；3-防撞条；4-支链腿；5-倾角仪；6-车体框架；7-支链腿；8-控制柜；9-蓄电池组；10-支链腿；11-激光测距仪；12-支链腿；13-倾角仪；14-有驱动行进单元；14’-无驱动行进单元；15-行进方向控制单元；16-基板；17-升降单元；141-第一转角仪；142-驱动电机；143-减速器；144-扭矩传感器；145-U型轴承座；146-第一车轮；147-轴承端盖；148-轴承；146’-第二车轮；151-轴承；152-第二转角仪；153-竖直轴；154-第一齿轮；155-第二齿轮；156-扭矩传感器；157-减速器；158-驱动电机；159-驱动电机；1510-减速器；1511-扭矩传感器；1512-第三齿轮；1513：轴承座；1514：轴承端盖；171-滑块；172驱动电机；173-减速器；174-扭矩传感器；175-第一齿形带轮；176-磁尺；177-第二齿形带轮；178-齿形带；179-轴承座；1710-轴承；1711-轴承端盖；1712-丝杠；1713-导轨；1714-磁尺感应头；1715-连接支撑板；1716-螺母；1717-力传感器；1718-螺母架。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本发明以4-PzRzRyS+并联机构为原型，四腿总体布局为正方或长方形。支链PzRzRyS+涉及一种与地面封闭接触点具有类球面特征并且位置可变的串联支链，将并联机构支链PzRzRyS+进行等效具体化设计，PzRzRyS+支链中的Pz副设计为PzRzRyS+支链腿的升降单元，PzRzRyS+支链中的Rz副设计为PzRzRyS+支链腿的行进方向控制单元，PzRzRyS+支链中的Ry副和S+副设计为PzRzRyS+支链腿的行进单元，轮子绕轮轴的转动为Ry副，轮子绕轮轴非转动状态下相对地面发生的类球副的转动为S+副，动平台设计为工作台。最后根据并联机构的驱动冗余程度，可以将等效具体化的支链腿的分为三驱动支链腿和两驱动支链腿。
本发明提供一种融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，如图1至图9所示，其包括控制单元、车体、工作台1以及驱动机构，车体包括车体框架6以及设置在车体框架6外部的车体外壳2，工作台1设置在车体的上表面，驱动机构包括四条支链腿，每一条支链腿的连接支撑板1715固定连接在车体框架6的一个内侧角。
当其中不同支链腿的连接支撑板1715沿支链腿导轨1713上下升降不同确定高度时，能够实现工作台姿态的调节。
当四条支链腿的车轮同时向某个方向滚动时，能够实现车体向某个方向移动。
当四条支链腿的车轮转向与地面某一点和车轮的连线垂直时，车轮滚动能够实现车体绕地面该某一点的转动。
四条支链腿均包括行进单元、行进方向控制单元15、升降单元17和基板16。
支链腿按各单元有无驱动分为三驱动支链腿和二驱动支链腿，三驱动支链腿包括有驱动行进单元14、行进方向控制单元15及升降单元17，二驱动支链腿包括无驱动行进单元14’、行进方向控制单元15及升降单元17。
有驱动行进单元14包括第一驱动电机组、第一车轮146、第一转角仪141、轴承148、U形轴承座145和轴承端盖147，第一车轮146通过套在第一车轮146的轮轴的轴承148支承于U形轴承座145之间，第一驱动电机组用于驱动第一车轮146转动，第一转角仪141套设在第一车轮146的轮轴外部并固定在U形轴承座145的内侧，第一转角仪141的配置用来获取第一车轮146的转动角度信号并将该角度信号反馈至控制单元；
行进方向控制单元15包括竖直轴153、第二转角仪152、第一齿轮154、第二齿轮155、第三齿轮1512、第二驱动电机组以及第三驱动电机组，第二齿轮155和第三齿轮1512的齿数和模数完全相等，第一齿轮154的分度圆半径大于第二齿轮155和第三齿轮1512的分度圆半径，
竖直轴153底端与U形轴承座145固定连接，竖直轴153顶端通过紧固件与第一齿轮154连接，第二齿轮155和第三齿轮1512分别设置在第一齿轮154的两侧，第二驱动电机组以及第三驱动电机组分别驱动第二齿轮155和第三齿轮1512，第二齿轮155和第三齿轮1512分别与第一齿轮154啮合传动从而实现对竖直轴153及其固定行进单元的转向控制，第二转角仪152套设在竖直轴上，第二转角仪152的设置用于获取竖直轴153的转动角度信号并将该角度信号反馈至控制单元。
升降单元17包括第四驱动电机组、第一齿形带轮175、第二齿形带轮177、齿形带178、丝杠螺母组件、螺母架1718、两组导轨滑块组件、高度感应装置和连接支撑板1715，丝杠螺母组件为丝杠和螺母组成的移动副，导轨滑块组件为导轨和滑块组成的滑动副，第四驱动电机组驱动第一齿形带轮175，第一齿形带轮175和第二齿形带轮177之间通过齿形带178连接，第二齿形带轮177连接丝杠，两条导轨1713分别和丝杠1712分别固定在基板16的一侧，每一条导轨1713安装有两个滑块171，导轨1713与丝杠1712平行设置，丝杠1712上安装有螺母1716，螺母1716与螺母架1718固定连接，螺母架1718和连接支撑板1715固定连接，丝杠1712带动螺母1716沿其轴线方向进行移动以完成升降功能。
优选地，第一驱动电机组、第二驱动电机组、第三驱动电机组以及第四驱动电机组均包括驱动电机、减速器和扭矩传感器，驱动电机的输出轴安装有减速器，减速器的第一端安装扭矩传感器，第一驱动电机组的减速器的输出轴上安装第一车轮146的车轮轴，第二驱动电机组以及第三驱动电机组的减速器的输出轴上分别安装第二齿轮155或第三齿轮1512，第四驱动电机组的减速器的输出轴上安装有第一齿形带轮175。第一齿形带轮175为主动轮，第二齿形带轮177为从动轮。
优选地，高度感应装置包括磁尺176和磁尺感应头1714，磁尺感应头1714和导轨滑块保持上下同步运动，从而获取升降高度信号，并将该升降高度信号反馈至控制单元。
优选地，丝杠1712上部和下部以及竖直轴153的上部和下部分别设置有用于定位的轴承组件，轴承组件均包括轴承、轴承座和轴承端盖，轴承设置在轴承座内部，轴承端盖设置在轴承座的一个端部。
优选地，螺母1716和螺母架1718之间设置有力传感器1717，力传感器1717用来测量螺母架1718与螺母1716之间的压力值，力传感器1717的输出端与控制单元的输入端通讯连接。
优选地，控制单元包括控制柜8、两个倾角仪、四个激光测距装置11以及四个电源单元，每一个电源单元分别连接一个驱动机构，在本专利中，电源单元为蓄电池组9。控制柜8分别与每一个驱动单元、倾角仪以及激光测距装置通讯连接，两个倾角仪分别安装在车体框架6内部的不同位置，两个倾角仪相互校正以使数据更加准确。激光测距装置安装于车体框架内部四周的能够对四周的路况进行探测。
优选地，控制单元的输出端分别与第一驱动电机组、第二驱动电机组、第三驱动电机组以及第四驱动电机组通讯连接，并根据第一转角仪141、第二转角仪152以及高度感应装置获取的角度信号及高度信号调控第一驱动电机组、第二驱动电机组、第三驱动电机组以及第四驱动电机组。
优选地，在其余实施例中，二驱动支链腿的无驱动行进单元14’相比有驱动行进单元14不设置第一驱动电机组及第一转角仪，该支链腿的车轮在相邻的支链腿的第一驱动电机组的带动下转动。
具体实施例一
如图1和图2为本发明公开的第一个实施具体实施例。其包括三驱动支链腿4、三驱动支链腿7、三驱动支链腿10、三驱动支链腿12、车体框架6、工作台1、车体外壳2和其他非结构器件。三驱动支链腿4、7、10、12分别布置在车体框架6的四个内侧角，通过各自支链腿的连接支撑板1715固定连接在车体框架6的下层梁。
其他非结构器件主要是防撞条3、蓄电池组9、控制柜8、四个激光测距仪11、倾角仪5和倾角仪13。防撞条3布置在车体外壳2的下侧四周。蓄电池组9，控制柜8安装在车体框架6内部。倾角仪5安装在车体框架6内部，倾角仪13安装在车体框架6底部，两个倾角仪相互校正，使测得的数据更加准确可靠。激光测距仪11安装于车体框架6内部四周的能够对四周的路况进行探测，以便进行路径规划。
图3为车体框架6的结构示意图，车体框架为空心方钢与钢板焊接而成的双层框架式结构。如图1所示，车体外壳2包括上车体外壳和下底板，上车体外壳和下底板包裹了整个车体框架，车体外壳的底部四周设置有防撞条。
如图4所示，三驱动支链腿4、7、10、12均包括有驱动行进单元14、行进方向控制单元15、升降单元17和基板16。
如图5所示，有驱动行进单元14包括第一驱动电机组、第一转角仪141、U形轴承座145和第一车轮146。第一驱动电机组包括驱动电机142、减速器143和扭矩传感器144，布置在第一车轮146轮轴轴线方向的U形轴承座145外侧。轮轴一体的车轮的轮轴由轴承148、U形轴承座145和轴承端盖147支承和定位。驱动电机142输出轴通过减速器143，扭矩传感器144将扭矩传递给轮轴，从而实现车轮转动。第一转角仪141来测量车轮转动的角度，进而可以将测量的数据反馈给控制单元，来修正驱动电机142的转速。
如图6所示，行进方向控制单元15包括竖直轴153、轴承座1513、轴承151、轴承端盖1514、第二转角仪152、第一齿轮154、第二齿轮155、第三齿轮1512、第二驱动电机组和第三驱动电机组。竖直轴153通过上下两端的轴承151、轴承座1513及轴承端盖1514来定位与支承，竖直轴153底端与U形轴承座145固定连接，竖直轴153顶端与第一齿轮154通过紧固件实现径向定位连接和轴向定位连接。第二驱动电机组包括驱动电机158、减速器157和扭矩传感器156，第三驱动电机组包括驱动电机159、减速器1510和扭矩传感器1511，第二驱动电机组和第三驱动电机组分别固定布置在第一齿轮154及竖直轴153两侧的基板16上，第二齿轮155、第三齿轮1512与第一齿轮154分别啮合。第二转角仪152套装在竖直轴153上，来测量竖直轴153转动的角度并将所测的转角数据反馈给控制单元。第二驱动电机组、第三驱动电机组同步驱动第二齿轮155、第三齿轮1512转动，带动第一齿轮154及竖直轴153转动，进而实现有驱动行进单元14的行进方向的控制。
如图7所示，升降单元17包括第四驱动电机组、第一齿形带轮175、第二齿形带轮177、齿形带178、丝杠1712、螺母1716、力传感器1717、螺母架1718、两组导轨1713、四个滑块171、磁尺176、磁尺感应头1714和连接支撑板1715。第四驱动电机组包括驱动电机172、减速器173和扭矩传感器174，固定布置在基板16行进方向控制单元15的第二驱动电机组、第三驱动电机组之间。丝杠1712布置在基板16另一侧，且由上下两端的轴承1710、轴承座179、轴承端盖1711定位与支承。螺母1716、力传感器1717和螺母架1718依次固连，力传感器1717用来测量螺母1716与螺母架1718之间的压力。两条导轨1713平行固定布置在基板16的丝杠1712同侧且关于丝杠1712对称。连接支撑板1715与螺母架1718固定连接，连接支撑板1715也与滑块171固定连接。磁尺176固定布置沿导轨1713方向外侧，磁尺感应头1714可以随滑块171上下运动来测量升降高度。第四驱动电机组通过齿形带传动驱动丝杠1712转动，转动丝杠1712驱动螺母1716及其固连的连接支撑板1715，沿导轨1713方向上下升降运动。
本发明具体实施例一调姿时各自由度调整方法如下：
如图2，当三驱动支链腿4和三驱动支链腿7升降单元17同时降低相同高度，而三驱动支链腿10和三驱动支链腿12升降单元17同时升高相同高度，则调姿平台绕X轴正向调姿(逆时针)；当三驱动支链腿4和三驱动支链腿7升降单元17同时升高相同高度，而三驱动支链腿10和三驱动支链腿12升降单元17同时降低相同高度，则本发明完成绕X轴反向调姿(顺时针)。
如图2，当三驱动支链腿4和三驱动支链腿12升降单元17同时降低相同高度，而三驱动支链腿7和三驱动支链腿10升降单元17同时升高相同高度，则调姿平台绕Y轴正向调姿(逆时针)；当三驱动支链腿4和三驱动支链腿12升降单元17同时升高相同高度，而三驱动支链腿7和三驱动支链腿10升降单元17同时降低相同高度，则本发明完成绕Y轴反向调姿(顺时针)。
如图2，当需要完成绕Z轴转动时，各车轮在各自行进方向控制单元15的控制下，向Z轴与地面交点连线垂直的方向调整并保持，并在有驱动行进单元14第一驱动电机组的驱动下，则本发明完成绕Z轴转动调姿。
本发明的支链腿可以在行进方向控制单元15的控制下使有驱动行进单元14协调一致向某个方向转向，然后在有驱动行进单元14第一驱动电机组的驱动下向X轴、Y轴或者平面任意方向运动；当支链腿的升降单元17同时升高或者降低高度时，可以完成整个平台沿Z轴的升降。
具体实施例二
本发明公开的第二个实施，其包括两个二驱动支链腿、两个三驱动支链腿、车体框架6、工作台1、车体外壳2和其他非结构器件。四个支链腿分别布置在车体框架6的四个内侧角，两个二驱动支链腿分别布置在车体框架6对角位置，两个三驱动支链腿布置在车体框架6另一对角，通过各自支链腿的连接支撑板1715固定连接在车体框架6的下层梁。其他部件安装布置与具体实施例一相同。三驱动支链腿的结构如上所述，二驱动支链腿结构如图9所示，与三驱动支链腿区别在于行进单元，为无驱动行进单元，故二支链腿的无驱动行进单元为随动，而三支链腿的有驱动行进单元为主动，这样可以减少调姿平台的驱动冗余度。同样可以完成具体实施例一完成的六自由度的移动和调姿，且结构与控制系统相比具体实施例一更为简单，成本更低。
本发明具体实施例二用于卫星太阳翼水平对接时各自由度调整方法绕本发明具体实施例一一致，区别在于两个二驱动支链腿不提供行进动力，为随动。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：其包括控制单元、车体、工作台以及驱动机构，所述车体包括车体框架以及设置在所述车体框架外部的外壳，所述工作台设置在所述车体的上表面，所述驱动机构包括四条支链腿，每一条支链腿的连接支撑板固定在车体框架的一个内侧角，
当其中不同支链腿的连接支撑板沿支链腿导轨上下升降不同确定高度时，能够实现工作台姿态的调节；
当四条支链腿的车轮同时向某个方向滚动时，能够实现车体向某个方向移动；
当四条支链腿的车轮转向与地面某一点和车轮的连线垂直时，车轮滚动能够实现车体绕地面该某一点的转动；
四条支链腿均包括行进单元、行进方向控制单元、升降单元和基板；
所述支链腿包括三驱动支链腿和二驱动支链腿，所述三驱动支链腿包括有驱动行进单元、行进方向控制单元及升降单元，所述二驱动支链腿包括无驱动行进单元、行进方向控制单元及升降单元；
所述有驱动行进单元包括第一驱动电机组、第一车轮、第一转角仪、轴承、U形轴承座和轴承端盖，第一车轮通过套在第一车轮的轮轴的轴承支承于所述U形轴承座之间，所述第一驱动电机组用于驱动第一车轮转动，所述第一转角仪套设在所述第一车轮的轮轴外部并固定在所述U形轴承座的内侧，所述第一转角仪的配置用来获取第一车轮的转动角度信号并将该角度信号反馈至控制单元；
所述行进方向控制单元包括竖直轴、第二转角仪、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第二驱动电机组以及第三驱动电机组，第二齿轮和第三齿轮的齿数和模数相等，所述第一齿轮的分度圆半径大于第二齿轮和第三齿轮的分度圆半径，
所述竖直轴底端与U形轴承座固定连接，所述竖直轴顶端通过紧固件与第一齿轮连接，所述第二齿轮和所述第三齿轮分别设置在所述第一齿轮的两侧，第二驱动电机组以及第三驱动电机组分别驱动第二齿轮和第三齿轮，第二齿轮和第三齿轮分别与第一齿轮啮合传动从而实现对竖直轴及其固定行进单元的转向控制，所述第二转角仪套设在所述竖直轴上，所述第二转角仪的设置用于获取所述竖直轴的转动角度信号并将该角度信号反馈至控制单元；
所述升降单元包括第四驱动电机组、第一齿形带轮、第二齿形带轮、齿形带、丝杠螺母组件、螺母架、两条导轨滑块组件、高度感应装置和连接支撑板，所述丝杠螺母组件为丝杠和螺母组成的移动副，导轨滑块组件为导轨和滑块组成的滑动副，所述第四驱动电机组驱动第一齿形带轮，所述第一齿形带轮和第二齿形带轮之间通过齿形带连接，所述第二齿形带轮连接所述丝杠，两条导轨分别和丝杠分别固定在基板的一侧，每一条导轨安装有两个滑块，所述导轨与所述丝杠平行设置，所述丝杠上安装有螺母，所述螺母与所述螺母架固定连接，所述螺母架和连接支撑板固定连接，所述丝杠带动螺母沿其轴线方向进行移动以完成升降功能。
2.根据权利要求1所述的融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：所述第一驱动电机组、第二驱动电机组、第三驱动电机组以及第四驱动电机组均包括驱动电机、减速器和扭矩传感器，所述驱动电机的输出轴安装有所述减速器，所述减速器的第一端安装所述扭矩传感器，所述第一驱动电机组的减速器的输出轴上安装所述第一车轮的车轮轴，第二驱动电机组以及第三驱动电机组的减速器的输出轴上分别安装第二齿轮或第三齿轮，所述第四驱动电机组的减速器的输出轴上安装有所述第一齿形带轮。
3.根据权利要求2所述的融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：所述高度感应装置包括磁尺和磁尺感应头，所述磁尺感应头和导轨滑块保持上下同步运动，从而获取升降高度信号，并将该升降高度信号反馈至控制单元。
4.根据权利要求1所述的融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：所述丝杠上部和下部以及所述竖直轴的上部和下部分别设置有用于定位的轴承组件，轴承组件均包括轴承、轴承座和轴承端盖，所述轴承设置在所述轴承座内部，所述轴承端盖设置在所述轴承座的一个端部。
5.根据权利要求1所述的融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：所述螺母和所述螺母架之间设置有力传感器，所述力传感器用来测量螺母架与螺母之间的压力值，所述力传感器的输出端与所述控制单元的输入端通讯连接。
6.根据权利要求1所述的融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：所述控制单元包括控制柜、两个倾角仪、四个激光测距装置以及四个电源单元，每一个电源单元分别连接一个驱动机构，所述控制柜分别与每一个驱动单元、倾角仪以及激光测距装置通讯连接，两个倾角仪分别安装在所述车体框架内部的不同位置，激光测距装置安装于车体框架内部四周的能够对四周的路况进行探测。
7.根据权利要求3所述的融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：所述控制单元的输出端分别与所述第一驱动电机组、第二驱动电机组、第三驱动电机组以及第四驱动电机组通讯连接，并根据第一转角仪、第二转角仪以及高度感应装置获取的角度信号及高度信号调控所述第一驱动电机组、第二驱动电机组、第三驱动电机组以及第四驱动电机组。
8.根据权利要求1所述的融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：所述二驱动支链腿的无驱动行进单元包括第二车轮、轴承、U形轴承座和轴承端盖，第二车轮通过套在轮轴的轴承支承于U形轴承座之间，二驱动支链腿的车轮在相邻的三驱动支链腿的第一驱动电机组的带动下转动。
9.根据权利要求1所述的融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：所述车体框架为空心方钢与钢板焊接而成的双层框架式结构。
10.根据权利要求1所述的融合全向运动的智能车间通用六自由度并联调姿平台，其特征在于：所述外壳包括上车体外壳和下底板，上车体外壳和下底板包裹了整个车体框架，所述外壳的底部设置有防撞条。
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