CN207630048U - 一种新型六自由度并联平台的主从控制装置 - Google Patents
一种新型六自由度并联平台的主从控制装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及机器人主从控制技术领域，具体公开了新型六自由度并联平台的主从控制装置，包括用于生成使所述六自由度并联平台于六个运动自由度内实现空间运动的鼠标运动增量信息并将该鼠标运动增量信息传送给计算机的三维鼠标、用于读取与处理三维鼠标的鼠标运动增量信息并根据一增量映射规则将鼠标运动增量信息转换为控制所述六自由度并联平台的平台位姿增量信息的计算机、用于控制六自由度并联平台于六个运动自由度内实现空间运动的运动控制器。本实用新型实现了机器人在未知环境中的在线路径规划，使开发难度低，操作自然，响应及时，实现远程的实时遥控操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人主从控制技术领域，具体涉及一种新型六自由度并联平台的主从控制装置。
背景技术
六自由度并联平台具有空间内6个运动自由度，可以完成复杂的任务指令，同时其兼具高刚度、高精度、大负载的特点，被广泛应用于运动模拟、装配、检测等领域。主从式机器人控制，即在机器人控制中引入主手设备，机器人作为从手，通过人操控主手间接控制机器人的方式，这种控制方式充分利用了人的智慧，是未知环境中机器人的主要控制方式。
目前，六自由度并联平台的控制有两种方式，一种是基于离线路径规划，即机器人根据预先给定的位姿点数据进行运动的方式；另一种为基于在线路径规划，即机器人根据实时调整的位姿进行运动的方式，这种方式当前主要通过人机交互界面或者特种运动输入设备实现。
采用离线路径规划一般只适用于已知作业环境，而对于未知环境，如若采用机器人完全自主在线规划，需要引入各类传感器以及复杂的控制算法，这无疑增加了机器人的成本以及开发难度。基于人机交互界面的在线六自由度并联平台控制具有操作不自然，响应不及时的问题，基于特种运动输入设备的六自由度并联平台在线控制存在开发难度大，成本高的问题。而且现有的六自由度并联平台的控制多为现场近距离控制，无法达到远程操控。
实用新型内容
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提出一种新型六自由度并联平台的主从控制装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下的技术方案：
一种新型六自由度并联平台的主从控制装置连接并控制六自由度并联平台，该主从控制装置包括三维鼠标、计算机、运动控制器；
所述计算机分别与三维鼠标、运动控制器连接，运动控制器又与六自由度并联平台连接；
所述三维鼠标作为主从控制的主控制器，用于生成使所述六自由度并联平台于六个运动自由度内实现空间运动的鼠标运动增量信息，并将该鼠标运动增量信息传送给计算机；六个运动自由度分别为前后平移过程的自由度、左右平移过程的自由度、上下平移过程的自由度、旋转过程的自由度、侧倾过程的自由度、俯仰过程的自由度；
所述计算机用于读取与处理三维鼠标的鼠标运动增量信息，根据一增量映射规则将鼠标运动增量信息转换为控制所述六自由度并联平台的平台位姿增量信息，并将平台位姿增量信息发送至运动控制器；
所述运动控制器用于控制六自由度并联平台于六个运动自由度内实现空间运动。
进一步地，所述六自由度并联平台包括动平台、静平台和六个伺服驱动模块；
所述伺服驱动模块包括驱动器、伺服电机和电动缸；驱动器分别与运动控制器、伺服电机连接；伺服电机驱动电动缸；
所述电动缸一端与动平台连接，其另一端与静平台连接，静平台保持固定，运动控制器通过改变六个电动缸的长度实现动平台的位置与姿态的变化。
进一步地，所述计算机通过USB数据线与三维鼠标进行通信连接；所述计算机通过以太网与运动控制器进行通信连接；所述运动控制器通过以太网与六自由度并联平台连接。
进一步地，所述计算机采用Ethernet协议与运动控制器进行通信；运动控制器采用Ethercat协议与驱动器进行通信。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型的一种新型六自由度并联平台的主从控制装置，通过三维鼠标充分利用人的决策能力，实现了机器人在未知环境中的在线路径规划，同时实现了远程的实时遥控操作；本实用新型采用通用三维鼠标作为六自由度并联平台的运动输入，使开发难度低，操作自然，响应及时。
附图说明
图1为本实用新型的一种新型六自由度并联平台的主从控制装置的结构示意图；
图2为本实用新型涉及的六自由度并联平台的结构示意图。
附图标记说明：
1、六自由度并联平台；2、三维鼠标；3、计算机；4、运动控制器；11、动平台；12、静平台；13、伺服驱动模块；131、驱动器；132、伺服电机；133、电动缸。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
实施例
如图1所示，一种新型六自由度并联平台的主从控制装置连接并控制六自由度并联平台1，该主从控制装置包括三维鼠标2、计算机3、运动控制器4；
所述计算机3分别与三维鼠标2、运动控制器4连接，运动控制器4又与六自由度并联平台1连接；
所述三维鼠标2作为主从控制的主控制器，用于生成使所述六自由度并联平台1于六个运动自由度内实现空间运动的鼠标运动增量信息，并将该鼠标运动增量信息传送给计算机3；六个运动自由度分别为前后平移过程的自由度、左右平移过程的自由度、上下平移过程的自由度、旋转过程的自由度、侧倾过程的自由度、俯仰过程的自由度；
所述计算机3用于读取与处理三维鼠标2的鼠标运动增量信息，根据一增量映射规则将鼠标运动增量信息转换为控制所述六自由度并联平台1的平台位姿增量信息，并将平台位姿增量信息发送至运动控制器4；
所述运动控制器4用于控制六自由度并联平台1于六个运动自由度内实现空间运动；所述六自由度并联平台1为经典Stewart结构，可以实现前后、左右、上下的平移以及俯仰、横滚和偏航等自由度运动。
如图2所示，所述六自由度并联平台1包括动平台11、静平台12和六个伺服驱动模块13；
所述伺服驱动模块13包括驱动器131、伺服电机132和电动缸133；驱动器131分别与运动控制器4、伺服电机132连接；伺服电机132驱动电动缸；
所述电动缸133一端与动平台11连接，其另一端与静平台12连接，静平台12保持固定，运动控制器4通过改变六个电动缸133的长度实现动平台11的位置与姿态的变化；
所述计算机3通过USB数据线与三维鼠标2进行通信连接；所述计算机3通过以太网与运动控制器4进行通信连接；所述运动控制器4通过以太网与六自由度并联平台1连接；
所述计算机3采用Ethernet协议与运动控制器4进行通信；运动控制器4采用Ethercat协议与驱动器131进行通信，保障了跟随运动的实时性。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种新型六自由度并联平台的主从控制装置，其特征在于，连接并控制六自由度并联平台，该主从控制装置包括三维鼠标、计算机、运动控制器；
所述计算机分别与三维鼠标、运动控制器连接，运动控制器又与六自由度并联平台连接；
所述三维鼠标作为主从控制的主控制器，用于生成使所述六自由度并联平台于六个运动自由度内实现空间运动的鼠标运动增量信息，并将该鼠标运动增量信息传送给计算机；六个运动自由度分别为前后平移过程的自由度、左右平移过程的自由度、上下平移过程的自由度、旋转过程的自由度、侧倾过程的自由度、俯仰过程的自由度；
所述计算机用于读取与处理三维鼠标的鼠标运动增量信息，根据一增量映射规则将鼠标运动增量信息转换为控制所述六自由度并联平台的平台位姿增量信息，并将平台位姿增量信息发送至运动控制器；
所述运动控制器用于控制六自由度并联平台于六个运动自由度内实现空间运动。
2.根据权利要求1所述的新型六自由度并联平台的主从控制装置，其特征在于，所述六自由度并联平台包括动平台、静平台和六个伺服驱动模块；
所述伺服驱动模块包括驱动器、伺服电机和电动缸；驱动器分别与运动控制器、伺服电机连接；伺服电机驱动电动缸；
所述电动缸一端与动平台连接，其另一端与静平台连接，静平台保持固定，运动控制器通过改变六个电动缸的长度实现动平台的位置与姿态的变化。
3.根据权利要求1所述的新型六自由度并联平台的主从控制装置，其特征在于，所述计算机通过USB数据线与三维鼠标进行通信连接；所述计算机通过以太网与运动控制器进行通信连接；所述运动控制器通过以太网与六自由度并联平台连接。
4.根据权利要求1所述的新型六自由度并联平台的主从控制装置，其特征在于，所述计算机采用Ethernet协议与运动控制器进行通信；运动控制器采用Ethercat协议与驱动器进行通信。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721512958.4U CN207630048U (zh) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 一种新型六自由度并联平台的主从控制装置 |
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| CN201721512958.4U CN207630048U (zh) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 一种新型六自由度并联平台的主从控制装置 |
Publications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN207630048U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109773773A (zh) * | 2017-11-10 | 2019-05-21 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种新型六自由度并联平台的主从控制装置、系统及方法 |
| CN115148063A (zh) * | 2021-03-31 | 2022-10-04 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种基于unity3D的虚拟挖掘机系统 |
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2017
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