一种模拟零重力及低重力环境的索驱动机器人装置

摘要

一种模拟零重力及低重力环境的索驱动机器人装置，包括基础框架、绳索、绳索驱动单元、绳索导向装置、模拟负载平台、传感器和控制系统，八根绳索采用空间对称的“上四下四”方式布局，绳索的伸长或缩短由电机驱动的驱动单元按照控制系统的指令动作，控制系统根据传感器给出的力和位移数据对各个绳索进行长度和力闭环或半闭环控制进而模拟出模拟负载平台在零重力或低重力环境下的运动，同时，可以选用一根或多根绳索叠加施加外部干扰力；该实验装置克服传统模拟方法工作空间受限制或动态性不足的问题，能够实现零重力或低重力环境下模拟负载平台的6自由度运动控制和受力模拟。

主权项

一种模拟零重力及低重力环境的索驱动机器人装置，包括基础框架、绳索(200)、绳索驱动单元、绳索导向装置、模拟负载平台(300)、传感器和控制系统，绳索(200)共有八根，一端连接在绳索驱动单元上，另一端绕过绳索导向装置连接在模拟负载平台(300)上，绳索(200)的伸长或缩短由电机驱动的绳索驱动单元按照控制系统的指令动作，控制系统根据传感器测得的绳索(200)的受力和位移数据对各个绳索(200)进行长度和力控制进而模拟出模拟负载平台(300)在零重力或低重力环境下的运动，其特征在于，所述基础框架包括基础平台(100)和位于基础平台(100)上的四个立柱(101)，四个立柱(101)在水平面上的投影分别位于一个矩形一的四个顶点，在基础平台(100)上位于每根立柱(101)的底端附近均安装两套绳索驱动单元，绳索驱动单元包括电机(205)和连接电机(205)的滚筒(203)，在每根立柱(101)的顶端和底端位置均各安装一套绳索导向装置构成整体上的空间对称布局，绳索导向装置包括滑轮(213)，八根绳索(200)中，其中四根的一端分别连接在四个绳索驱动单元的滚筒(203)上，另一端分别绕过位于每根立柱(101)顶端的滑轮(213)后连接在模拟负载平台(300)的上表面，在上表面形成四个连接点且该四个连接点位于一个矩形二的四个顶点，另外四根的一端分别连接在另四个绳索驱动单元的滚筒(203)上，另一端分别绕过位于每根立柱(101)底端的滑轮(213)后连接在模拟负载平台(300)的下表面，在下表面形成四个连接点且该四个连接点位于一个矩形三的四个顶点，从而使八根绳索(200)与模拟负载平台(300)的连接构成“上四下四”布局，其中矩形一和矩形二不相似。