CN115258972A - 一种双臂协作柔索并联吊装机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种双臂协作柔索并联吊装机器人，包括底座、支撑板、吊臂、尾臂、吊钩、滑轮和滚扬机；其中，支撑板安装在底座上；在吊臂上设有滑轮、吊钩，在尾臂上设有滚扬机，吊钩通过绳索经过吊臂上的滑轮连接尾臂上的滚扬机；此外，还设有一个推杆、两个连接套、两个吊臂和两个尾臂；其中，支撑板上承载着两个吊臂和两个尾臂；每个吊臂和尾臂之间由连接套连接；尾臂之间设有推杆；所述推杆用来控制吊臂的开合角度。能够实时的将各传感器的运行状态以及监测数据和负载的三维环境模型图像显示在人机交互式界面上,能够全面轻易及时的对起吊的状态进行实时监控、调试处理和安全操控。

Description

一种双臂协作柔索并联吊装机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及的是智能机器人技术领域，具体是一种双臂协作柔索并联吊装机器人及其控制方法。

背景技术

吊装机器人(吊机)是起重机的通俗称呼，在船舶、设备、机械、模具等一系列工业产品有广泛的应用。伴随着社会科技的发展，吊机的种类与应用的场景也越来越多，所需起负载品的大小、形状、质量也各不相同。现在的吊机多为单臂吊机，其承载能力差，且在起吊较为复杂，质量不平衡的物体时，需要先使用辅助装置--吊装框与物体相连接，该结构是在起吊时保持吊装物体平衡的作用，然后再与吊机的吊钩相连接。这使用起来费时费力，且局限性非常大。

目前，吊装机器人在智能机器人领域的种类繁多。虽然单臂吊机结构简单，操作容易，但是其承载能力相对较差，起吊大型不平衡物体时十分的困难，需要使用吊装框。并且部分小吊机的吊臂杆的长度设计都是固死不变的，工作空间十分受限。也有使用多台吊机合作起吊，但这种情况下，所述起吊机结构较为复杂，所占用的起吊空间很大，吊机在工作时的控制难度也十分大。

通过专利检索，存在以下已知的技术方案：

专利1，申请号为“201621391626.0”的一种用于建筑施工的双臂吊机，其主要是涉及的是一种手动葫芦吊机，虽然其双臂受力且有可转动角度的手动葫芦吊机，增加了其工作的效率和使用寿命，但是其双臂之间并无连接，起吊时两臂易随意转动，稳定性较差，并且吊臂的转动空间有限，降低了工作空间。

专利2，申请号为“201510262833.X”的一种多起重机联合作业辅助起吊装置及方法。通过增加相同起重机的台数来协作起负载体，在不增加起重臂长度的情况下，实现多起重机大工作空间吊装，增大起重机抗失稳能力和吊装稳定性，提高吊装效率。但是多机协同工作时，对每个起重机的控制要十分精确，控制难度较大。而且起吊较大物体时，每个起重机之间要相隔合适的距离，这会导致整个装置占用很大的空间，且工作场景得到了限制。

由于所提及的吊机存在以上问题，为了保证一个吊机能够准确简单可靠的工作。设计一种双臂协作柔索并联吊装机器人并能解决上述问题，使得吊装过程能够稳定安全快速的进行。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足之处，提供了一种双臂协作柔索并联吊装机器人的设计方法及其控制方法。其特点是不会占用较大空间，工作空间大，双臂启动时稳定牢固，结构简单，操作方便，性能可靠。能够十分快速准确的对物体实施起吊工作，且能应对多种情况。

为了实现上述目的，本发明采用如下的设计方案：

一种双臂协作柔索并联吊装机器人，包括底座、支撑板、吊臂、尾臂、吊钩、滑轮和滚扬机；其中，支撑板安装在底座上；在吊臂上设有滑轮、吊钩，在尾臂上设有滚扬机，吊钩通过绳索经过吊臂上的滑轮连接尾臂上的滚扬机；此外，还设有一个推杆、两个连接套、两个吊臂和两个尾臂；其中，支撑板上承载着两个吊臂和两个尾臂；每个吊臂和尾臂之间由连接套连接；尾臂之间设有推杆；所述推杆用来控制吊臂的开合角度。

进一步说，吊臂分为主臂和副臂，由丝杠来控制吊臂的伸缩。

进一步说，底座可进行360度转动；在底座的下方设有电机和齿轮，并由电机连接着齿轮进行控制；底座上方的一端通过铰链直接与支撑板连接着，另一端通过液压杆与支撑板相连接。

进一步说，在支撑板的背面固定着一个电机，该电机通过丝杠连接着推杆；支撑板上远离液压杆的位置上有两个对称的转轴，连接套通过该转轴与支撑板相连接。连接套与支撑板直接接触，且在两者的接触处设有一个圆柱滚子轴承与推力球轴承；在连接套中间与顶部各设有一个固定套，用来将连接套固定在支撑板上。

进一步说，连接套的外型为V型，其中间设有H型的槽；在连接套表面设有轴承凹槽，其中内置圆珠滚子轴承。

进一步说，滚扬机通过卷筒支架固定在尾臂上；所述卷筒支架的上下端各设有一个装轴承的凹槽，尾臂末端与推杆相连接，推杆连接着丝杠。丝杠在两尾臂的中间，固定在支撑板的另一面。

进一步说，吊臂分为主臂和副臂；通过连接套将副臂与主臂相连接；连接套设有H型凹槽；

在主臂的前端设有滑轮支架，在其末端设有转弯滑轮支架；转弯滑轮支架位于主臂末端与连接套接触的区域；通过安装主臂上的电机与丝杠，带动副臂的伸缩。

进一步说，设有一组传感器，且与吊机的控制电路相连接；前述传感器包括拉线位移传感器、角速度传感器、光栅位移传感器、测力传感器、视觉传感器和激光测距传感器；其中，

拉线位移传感器安装在绳索的驱动机构上，角速度传感器安装在吊臂的驱动器、底座的驱动器、两吊臂之间的转轴上；光栅测力传感器安装在液压杆上；测力传感器安装在绳索上；视觉传感器安放在底座上，激光测距传感器安放吊钩上。

一种双臂协作柔索并联吊装机器人的控制方法，在起吊过程中，通过两根绳索的长度差值来改变负载的纵向姿态，通过两根吊臂长度的差值来改变负载的横向姿态；

在绳索长度以及吊臂长度变化的同时，两吊臂间的夹角也在随时变化，使绳索始终垂直于地面，确保绳索不会过于脱离滑轮，保证了安全性的同时，也使得控制的精准度更高；

在确定好负载的最终摆放姿态和位置后，放下负载，结束起吊作业。

进一步说，一种双臂协作柔索并联吊装机器人的控制方法，通过传感器反馈的数据，在吊机工作前，首先进行拉力测试，当起吊物的密度均均匀但形状不规则时，或形状规整但质量不平衡时：

如果两绳之间承受力的差距在期望值内，则继续起吊；该期望值为50N—100N；

如果超过期望值，LED实时指示灯就会闪烁警报系统会停止起吊，然后，在人为的操作下更换吊钩在起负载体上的位置，直到两根绳索的受力差在设定范围内；随后，人工手动控制起吊，或在吊装机器人的控制端输入参数自动起吊。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

首先，所述的双臂协作吊装机器人具有两个吊臂，可以构成柔索并联机构。当两个吊臂在起吊时可以对同一物品(的两端)进行起吊，使得其在工作时两个吊臂共同分担负载的重力，每一个吊臂的所受的力相对减小；而且在起吊时可通过两根绳索的舒张与吊臂的伸缩来控制起负载体的姿势，通过两吊臂之间夹角的协同控制，使得整个起吊作业变得简单稳定安全。

其次，所述的支撑部分由支撑板支撑，由特定连接套固定在支撑板上，固定套的中间与顶部都设有固定套，以达到加强固定的效果。并且吊臂的运动，一方面是依靠底部的转盘，另一方面依靠推杆推动尾臂，使两个吊臂绕着各自的轴转动，同时由于推杆与吊臂构成一个三角结构，使其在吊装作业时有较强的抗干扰能力，稳定性和安全性。

最后，所述的吊臂分区主臂和副臂，副臂的移动依靠着丝杠，不仅大大降低了主臂的受力，也使得吊臂伸缩的位置更加精确。同时由于连接套的存在，使得双臂的整体结构类似圆规，使其只要尾臂转动一点，整个吊臂就会转动很大的角度，大大减少了装置的占用空间的同时增加了其工作空间。实用性更强。

通过各类传感器采集信息的反馈融合，能够有效的控制双臂协作柔索并联吊装机器人的机构参数，实现两根绳索与双臂能协调运作完成大负载运转、大范围工作空间的高性能运动输出，实现起负载体的高精度，高平稳性的运动。

采用主控工控机、运动控制板卡和通信装置组成的控制模式，具有系统响应速度快、信息处理能力强、可靠性好；系统中采用测力传感器接近传感器可以监测柔索张力以及重物块运动的避障和防止冲击,从而大大提高了双臂协作柔索并联吊装机器人运动灵活性, 稳定性和精确性；视觉传感器可以更清晰精确的识别出当下起负载体的位姿。同时，通过对各末端执行器上的各传感器信息的采集、分析和处理,通过通讯装置,能够实时的将各传感器的运行状态以及监测数据和负载的三维环境模型图像显示在人机交互式界面上,能够全面轻易及时的对起吊的状态进行实时监控、调试处理和安全操控。

附图说明

图1是本发明双臂协作柔索并联吊装机器人非工作状态下总装配图；

图2是本发明双臂协作柔索并联吊装机器人工作状态下装配图；

图3是本发明连接套处结构示意图；

图4是本发明吊臂示意图；

图5是本发明尾臂部分示意图；

图6是本发明起卷扬机构示意图；

图7是本发明推杆机构示意；

图8是本发明旋转底座结构示意图；

图9是本发明控制系统框图；

图10是本发明的工作流程图。

图中：固定架1、底座2、轴承座3、液压杆4、支撑板5、吊钩6、尾臂7、推杆8、卷扬机构9、连接套A10，呈V型、旋转滑轮架11、吊臂12、绳索13、滑轮架14、负载 15、固定螺钉101、压盖102、深沟球轴承103、螺钉A104、螺钉B105、固定套106、伺服电机201、主臂202、主臂电机架203、螺钉C204、副臂205、吊钩滑轮206、主臂帽207、丝杠A208、丝杠滑块209、连接套B210、联轴器211、卷扬电机301、推杆轴套302、螺钉D303、齿轮轴304、斜齿轮A305、斜齿轮B306、尾臂电机架307、同步带401、同步带轮402、卷筒支架403、轴承404、卷筒405、卷筒轴406、推杆电机501、推杆电机架502、连接杆503、连接轴504、推杆臂505、推杆丝杠套506、丝杠B507、圆柱滚子轴承601、推力球轴承602、斜齿轮C603、斜齿轮D604、底座电机架605、底座旋转电机606。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、图2所示，本发明所述的一种双臂协作柔索并联吊装机器人，包括底座 2，底座2通过推力球轴承和深沟球轴承安放在固定架上1，两个轴承分别安装在固定架1 的中央圆槽中，使得底座2可以更稳定的旋转，底座2的旋转通过伺服电机提供动力，通过底座2中间凸台上固定的斜齿轮来传输动力。在底座2的上方，左侧安装着两个轴承座，通过转套连接固定到支撑板5的一侧，在右侧则通过轴承座连接着液压杆4，而液压杆4 的伸缩杆则通过转套连接着支撑板5的另一侧，转套是通过螺钉固定在支撑板5上的。液压杆4则是用来提升整个吊机的工作高度。右侧的轴承座通过左侧两个轴承座的中垂线，且该中垂线过底座2的圆心。

在支撑板5与底座的2中间，安放在支撑板5上的就是推杆8的驱动以及传动装置，该机构的驱动装置是一个推杆电机501，传动装置则采用的是丝杠B507。推杆8通过支撑板5上的长形通孔，上面的部分连接在尾臂7上，下面的部分则是与丝杠的滑台相连接。长形通孔是用来限制推杆8的最大与最小位移的，从而来实现吊臂12的转动角度的限制。极大的提高了整个结构的稳定性。通过丝杠的运动带动推杆8的往复运动，使得尾臂7可以绕着固定轴转动，从而使吊臂12转动。在支撑板5上有两个对称中线的立柱，这两个立柱分别承载着两个连接套A10，均呈V型。非工作的情况下，两个尾臂7之间的夹角是 60度。当吊机工作时，推杆8推动尾臂7，则吊臂12张开，当最终成型时，吊臂12的两个展角是60度，此时两个尾臂7的展开角度则是0度。也就是说，此吊机的吊臂12的工作角度为0-60度。吊臂12与尾臂7则是通过这个连接套A10连接在一起的。并且通过推力球轴承和深沟球轴承103的衔接，将连接套A10安放在支撑板5上。再通顶端压盖102 与中间固定套106将连接套A10固在支撑板5上起来。所谓的双臂吊机就是整个吊机共有两个吊臂12，它们分别位于支撑板5的上方，并且对称。

吊臂12分为两个部分，主臂202与副臂205。主臂202与副臂205通过连接套B210 相连，主臂202起着固定承载整个起吊的作用。而副臂205则是通过国定在主臂上的电机 201以及丝杠A208沿着主臂202滑动，以此来达到整个吊臂12可以伸缩的目的。在主臂 202的末端设有滑轮架14，连接套A10上设有旋转滑轮架11。吊钩6就是通过绳索13，经过这两个滑轮架连接到卷扬机构9上的。

如图3所示，连接套A10，呈V型，其夹角范围是75-170度，优选的角度为120°、135°、150°或165°。这样使得吊臂12与尾臂7之间有较为不错的旋转角度。又因为吊臂12比尾臂7长，所以当两个尾臂7只需展开一点时，两个吊臂12的最顶点则会展开很大，这样极大的减少吊机的占用空间的同时增加了其工作空间。连接套A10中间设有贯穿整体的H型的槽，这样设计使得吊臂12与尾臂7可以卡在槽中，再通过螺钉A104固定在起来，大大提高了衔接处的稳定性。连接套的上下两边均设有凹槽，在这凹槽中装有深沟球轴承103。

如图4所示，吊臂12分为主臂202和副臂205，主臂202通过螺钉C204固定在连接套B210上。主臂202与副臂205都是由两块长方形铝板组合而成。靠近主臂202末端的部分设有电机201，电机201通过电机架203固定在每个主臂202中间，即两块铝板中间。电机201和丝杠A208通过联轴器211连接着，丝杠A208的另一端连接在主臂帽207上。主臂帽207通过螺钉C204固定在主臂202的前端。一方面其固定丝杠A208的另一端，另一方面则是固定滑轮架14。副臂205通过连接套B210与主臂202相连接。连接套B210的内部也是H型，副臂205固定于连接套B210外侧，主臂202则固定于内部的槽中，内部槽还充当了滑轨的作用，便于副臂205在主臂202上滑动。以达到吊臂12伸缩的目的。丝杠的滑块209则是通过螺钉C204固定在连接套B210的中央。副臂205的顶端则是安装了吊钩滑轮208。

如图5所示，尾臂7是固定在连接套A10另一端的。尾臂7也是由两块长方形铝板组合而成。在尾臂7远离连接套的那侧设有驱动卷扬机构9的电机301，电机301通过电机架307由螺钉D303固定在尾臂7中间。在靠近连接套A10的那一端，通过螺钉固定着卷筒支架403，齿轮轴304贯穿其中。在齿轮轴304上设有斜齿轮A305，吊起负载15时的动力来源就是通过这上面的斜齿轮A305和电301机输出端上的斜齿轮B306来传输的。

如图6所示，卷扬机构9是由吊绳卷筒405，卷筒支架403，四个轴承404，一个齿轮轴304，一个卷筒轴406，两个同步带轮402和一个同步带401组成。每个卷筒支架403 上各有两个圆形通孔，一方面用来放置轴承402，另一方面齿轮轴304和卷筒轴406贯穿其中。卷筒支架9的下端通过螺钉固定在尾臂7上，上端则是通过卷筒轴406来安放吊绳卷筒405。在卷筒支架403的外侧，上下两个伸出来的轮轴则是将同步带轮固402定在上面，再安放同步带401，绳索13起吊的动力，则是通过尾臂7上的电机301通过齿轮传动再经过带传动，促使吊绳滚筒405转动。

如图7所示，是推杆8的结构图。推杆8的推杆轴302套通过螺钉D303分别固定在两个尾臂7上。再将连接杆503通过推杆臂505与推杆轴套302相结合，结合处通过连接轴504连接在一起。然后再将两个推杆臂505的另一端通过连接轴504固定到连接杆503 上，连接杆503的另一端则通过支撑板5上的长形通孔固定到支撑板下方的丝杠的滑块上。通过滑块的运动带动推杆8的运动，从而带动尾臂7转动实现整个吊臂12的转动。推杆8 的移动极限一方面由丝杠滑块决定，另一方面则是通过支撑板5上的长形通孔的长度来限制的。

如图8所示，是固定架1与底座2之间的示意图，圆柱滚子轴承601套在底座2的轴上，并且通过推力球轴承602与固定架1相接触，在将斜齿轮C603固定在底座2的轴上。底座电机架605固定在固定架上，底座旋转电机606通过螺钉与底座电机架相连接。斜齿轮D604固定在底座旋转电机606上，并且端面与斜齿轮C603接触。

双臂协作柔索并联吊装机器人输出端与吊机的控制电路连接，各类传感器与运动控制卡板的反馈输入端连接。传感器包括拉线位移传感器、角速度传感器、光栅位移传感器、测力传感器、视觉传感器和激光测距传感器：拉线位移传感器由有两个，安装在绳索13的驱动机构上，角速度传感器有四个，其中两个安装在吊臂12的驱动器上，一个安装在底座2的驱动器上，一个安放在两吊臂12旋转的转轴上；光栅测力传感器有一个安装在液压杆4上；测力传感器有两个，分别安装在两根绳索13上；视觉传感器有一个，安放在底座2上靠近液压杆4的一侧，两个激光测距传感器分别安放在两个吊钩6上。

如图9所示，双臂协作柔索并联吊装机器人控制系统包括带通信接口的主控工控机、带通讯模块的运动控制板卡、人机交互界面、反馈模块，人机交互界面连接着主控工控机，主控工控机与运动控制板卡通讯连接，各类电机驱动器的输入端分别通过CNC总线接入运动控制板卡，反馈模块包括光栅位移传感器、激光测距传感器、测力传感器、视觉传感器、角速度传感器、拉线位移传感器的数据输出端分别接入运动控制板卡反馈输入端。拉线位移传感器有两个，安装在绳索13的驱动机构上，角速度传感器有四个，其中两个安装在吊臂12的驱动器上，一个安装在底座2的驱动器上，一个安放在两吊臂12旋转的转轴上；光栅测力传感器有一个安装在液压杆4上；测力传感器有两个，分别安装在两根绳索13 上；视觉传感器有一个，安放在底座2上靠近液压杆4的一侧，两个激光测距传感器分别安放在两个吊钩6上。

双臂协作柔索并联吊装机器人控制电路包括绳索13、吊臂12控制电路，该电路由两个卷扬电机301，两个伺服电机201以及与电机一一对应的电机驱动器构成，该电路控制者绳索13的舒张以及吊臂12的伸缩；底座2旋转、支撑板5变幅和吊臂12旋转控制电路，该电路由一个底座旋转电机606、一个推杆电机501和液压杆4以及相对应的电机驱动器和液压阀构成，该电路控制底座2的旋转，支撑板5上下的变幅以及吊臂12之间的旋转。各个电机驱动器的输入端分别接入吊机的控制系统。

主控工控机、运动控制板卡、电机驱动器以及反馈模块之间以串行总线方式进行通信，构成一个通信网络系统。

如图10所示，双臂协作柔索并联吊装机器人的控制系统的控制方法，包括以下几个步骤：

步骤一：进行系统的初始化，检测各个模块之间的网络通讯状况是否良好，人工输入末端执行器的初始坐标，根据最终位置与负载15姿态进行全局路径规划。此操作系统可以在自动和手动之间切换，自动时通过键盘鼠标输入参数，手动时使用操纵杆进行手动操作。

步骤二：开启传感器单元，检测安装在吊装机器人上的各种传感器与反馈各类信号的实时状态，规划好末端执行器的运动轨迹路线和其他传感器反馈信号均通过通讯装置在人机交互界面上实时显示和更新，便于监控和调试。

步骤三：当负载15被末端执行器吊钩6牵引运动时，安装在吊钩6上的激光测距传感器(用于检测末端执行器的空间位置、位置和速度信号)，安装在底座2前端即液压杆 4附近的视觉传感器(用于检测负载15的姿势)，以及分别安装在两根绳索上的测力传感器(用于检测绳索上收到内部力的大小)。将测得的对应数据传送到运动控制卡板的反馈输入端，运动控制卡板实时分析处理测量数据并通过通信装置把测量数据发送给主控工控机，并及时的把各类传感器信号的数据显示在人机交互界面上，便于检测和调控。

步骤四：主控工控机对各类接收到的信号进行处理分析，完成人机交互功能以及各种数据的计算，获得控制指令，控制指令通过通信装置传送给运动控制卡板。

步骤五：运动控制卡板对接收的各类控制指令进行综合分析，计算出控制信号，分别将信号发给吊机的各类驱动电路，实时完成吊机绳索13的收放，吊臂12的伸缩，底座4 的旋转，吊臂12间的开合以及支撑板5的转动。其中绳索13、吊臂12之间是协调运作的，最终实现负载15的高精度控制。

(1)绳索13伸缩与吊臂12伸缩的控制方法：安装在绳索13上的测力传感器用于测量每根绳索所受拉力，当开始起吊复杂或质量不平衡物体时，先进行起吊测试，如果两绳的承受力的差距在设定差距范围内，则继续起吊，如果差距过大，则LED实时指示灯会闪烁，程序自动停止起吊。然后通过计算机计算吊钩6需要安放的大概位置，在人为的操作下更换吊钩6在负载15上的位置。拉线位移传感器用来测量绳索13的位移和速度，角速度传感器测量吊臂12上丝杠A208的转角与转速，再转换成吊臂12伸缩的位移和速度，运动控制卡板对该类信号进行控制和处理，形成反馈保护机制，从而实现绳索13与吊臂 12的稳步移动；

(2)底座2旋转、支撑板5变幅以及吊臂12旋转的控制方法：角速度传感器测量底座2的旋转的转角与转速以及吊臂12中丝杠A208的转角与转速，之后测得两吊臂12之间的转角与转速。光栅位移传感器用来测液压杆4的伸缩位移以及速度信号，之后将此信号转换成支撑板5的转角与转速。运动控制卡板对该类信号进行控制和处理，形成反馈保护机制，从而实现各类机械转角与转速的稳定。

以上两个模块根据实施任务的不同，既可以分别单独运作也可以综合协同运作从而达到最高效率。

步骤六：通过安装的视觉传感器以及激光测距传感器，可进一步的将监测所吊物的姿势和位置的信号及时传送到运动控制卡板的反馈输入端，运动控制卡板实时处理测量数据并通过通信装置把测量数据发送给主控工控机；通过人机交互界面能够实时观测到吊物的位姿和三位空间运动图像信息，并可以进行相应的操作实现暂停和继续执行等任务，直到结束起吊工作。

步骤七：结束起吊工作后，将吊机恢复到初始状态，下电关机。

主控工控机、运动控制板卡、各驱动器以及末端执行器用于反馈的传感器之间以串行总线方式进行通信,构成一个通信网络系统。上述的控制方法包括控制系统和反馈系统均基于此网络系统而建立,此通讯网络系统为整个控制网络构建了一个不可或缺的平台。

Claims (10)

1.一种双臂协作柔索并联吊装机器人，包括底座、支撑板、吊臂、尾臂、吊钩、滑轮和滚扬机；其中，支撑板安装在底座上；在吊臂上设有滑轮、吊钩，在尾臂上设有滚扬机，吊钩通过绳索经过吊臂上的滑轮连接尾臂上的滚扬机；其特征在于：还设有一个推杆、两个连接套、两个吊臂和两个尾臂；其中，支撑板上承载着两个吊臂和两个尾臂；每个吊臂和尾臂之间由连接套连接；尾臂之间设有推杆；所述推杆用来控制吊臂的开合角度。

2.根据权利要求1所述的一种双臂协作柔索并联吊装机器人，其特征在于：吊臂分为主臂和副臂，由丝杠来控制吊臂的伸缩；

底座可进行360度转动；在底座的下方设有电机和齿轮，并由电机连接着齿轮进行控制；底座上方的一端通过铰链直接与支撑板连接着，另一端通过液压杆与支撑板相连接。

3.根据权利要求1所述的一种双臂协作柔索并联吊装机器人，其特征在于：在支撑板的下方固定着一个电机，该电机通过丝杠连接着推杆；

在支撑板上远离液压杆的位置设有两个转轴；

在连接套中间与顶部各设有一个固定套；

连接套通过该转轴与支撑板相连接，且在两者的接触端面处设有一个圆柱滚子轴承与推力球轴承；即用来将连接套固定在支撑板的转轴上。

4.根据权利要求1所述的一种双臂协作柔索并联吊装机器人，其特征在于：连接套的外型为V型，其中间设有H型的槽；在连接套中间设有一个固定套；在连接套表面设有轴承凹槽，其中内置圆珠滚子轴承。

5.根据权利要求1所述的一种双臂协作柔索并联吊装机器人，其特征在于：滚扬机通过卷筒支架固定在尾臂上；所述卷筒支架的上下端设有一个凹槽，凹槽内放置轴承，尾臂末端与推杆相连接；在两尾臂的中间设有丝杠；该丝杠的一端与推杆相连，另一端与支撑板的固定连接；丝杠为滚珠丝杠。

6.根据权利要求1所述的一种双臂协作柔索并联吊装机器人，其特征在于：

吊臂分为主臂和副臂；通过连接套将副臂与主臂相连接；

在主臂的前端设有滑轮支架，在其末端设有转弯滑轮支架；通过安装主臂上的电机与丝杠，带动副臂的伸缩。

7.根据权利要求1所述的一种双臂协作柔索并联吊装机器人，其特征在于：设有主控工控机、人机交互系统、运动控制板卡、驱动器以及反馈模块，并相互以串行总线方式进行通信，构成一个通信网络系统；反馈模块包括传感器以及LED指示灯，且与吊机的控制电路相连接；前述传感器包括拉线位移传感器、角速度传感器、光栅位移传感器、测力传感器、视觉传感器和激光测距传感器；其中，

拉线位移传感器安装在绳索的驱动机构上，角速度传感器安装在吊臂的驱动器、底座的驱动器、两吊臂之间的转轴上；光栅测力传感器安装在液压杆上；测力传感器安装在绳索上；视觉传感器安放在底座上，激光测距传感器安放吊钩上。

8.根据权利要求1至7所述的任一一种双臂协作柔索并联吊装机器人的控制方法，其特征在于：在起吊过程中，通过两根绳索的长度差值来改变负载的纵向姿态，通过两根吊臂长度的差值来改变负载的横向姿态；

在绳索长度以及吊臂长度变化的同时，两吊臂间的夹角也在随时变化，使绳索始终垂直于地面，确保绳索不会过于脱离滑轮，保证了安全性的同时，也使得控制的精准度更高；

在确定好吊物的最终摆放姿态和位置后，放下吊物，结束起吊作业。

9.根据权利要求8所述的一种双臂协作柔索并联吊装机器人的控制方法，其特征在于：通过传感器反馈的数据，当吊物形状不规则，或吊物质量不平衡物体时，首先进行绳索的拉力测试：

如果两绳之间承受力的差距在期望值内，则继续起吊；该期望值设定为50N—100N之间；

如果两绳之间承受力的差距超过期望值，LED实时指示灯就会闪烁警报，系统会停止起吊；然后通过计算机或/和人工计算的方式计算出吊钩在负载/吊物上的间距/位置后，再人工更换吊钩在负载上的位置，并通过传感器反馈的数据，再次进行绳索的拉力测试直到两根绳索的受力差在期望值范围内；随后，人工手动控制起吊，或在吊装机器人的控制端输入参数自动起吊。

10.根据权利要求8所述的一种双臂协作柔索并联吊装机器人的控制方法，其特征在于：按如下步骤进行：

步骤一：进行系统的初始化，检测各个模块之间的网络通讯状况是否良好，人工输入末端执行器的初始坐标，根据最终位置与负载姿态进行全局路径规划；

步骤二：开启传感器单元，检测安装在吊装机器人上的各种传感器与反馈各类信号的实时状态，规划好末端执行器的运动轨迹路线和其他传感器反馈信号均通过通讯装置在人机交互界面上实时显示和更新，便于监控和调试；

步骤三：当负载被牵引运动时，传感器反馈数据至主控工控机，并及时显示在人机交互界面上；

步骤四：主控工控机对各类接收到的信号进行处理分析，完成人机交互功能以及各种数据的计算，获得控制指令，控制指令通过通信装置传送给运动控制卡板；

步骤五：运动控制卡板对接收的各类控制指令进行综合分析，计算出控制信号，分别将信号发给吊机的各类驱动电路，实时完成吊机绳索的收放、吊臂的伸缩、底座的旋转、吊臂间的开合以及支撑板的转动；其中，绳索、吊臂之间是协调运作的，最终实现负载的高精度控制；

步骤六：通过传感器反馈的负载姿势和位置的信号，经运动控制卡板实时处理测量数据并通过通信装置把测量数据发送给主控工控机；通过人机交互界面能够实时观测到负载的位姿和三位空间运动图像信息，并可以进行相应的操作实现暂停和继续执行等任务，直到结束起吊工作。

步骤七：结束起吊工作后，将吊机恢复到初始状态，下电关机。

Images