可变结构参数柔索并联机器人系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种可变结构参数柔索并联机器人系统及控制方法，系统包括柔索并联机器人、柔索并联机器人的液路系统、柔索并联机器人控制电路、柔索并联机器人控制系统，方法通过控制系统中反馈模块采集的参数，由控制系统中主控工控机控制运动控制板卡向柔索并联机器人控制电路发送控制命令。本发明能够有效控制可变机器人机构参数完成大负载运转、大范围工作空间高性能运动输出，实现被控对象末端执行器空间三维平动自由度的高精度运动。

主权项

可变结构参数柔索并联机器人系统，其特征在于：包括柔索并联机器人、柔索并联机器人的液路系统、柔索并联机器人控制电路、柔索并联机器人控制系统，其中：所述柔索并联机器人包括有水平设置的环形导轨，导轨上滑动安装有多个基座，所述基座上分别设置有伺服电机、双向液压马达，其中伺服电机传动连接有变速箱，每个基座中分别转动安装有与变速箱传动连接的驱动轮，各个基座分别通过驱动轮滑动安装在导轨上，双向液压马达传动连接有减速机，减速机传动连接有卷扬机，每个基座上还竖向安装有液电混合驱动的双向液压缸，双向液压缸伸缩部顶端分别转动安装有导向定滑轮，导向定滑轮上分别绕过有柔索，每个柔索一端分别多圈缠绕在各自对应的基座上的卷扬机上，多个柔索另一端分别伸向环形导轨中心上方并共同连接有末端执行器；所述柔索并联机器人的液路系统包括液压泵，液压泵的输入与外部液压油源连接，液压泵有两路输出，其中一路输出通过一个电磁比例换向阀供油至各个双向液压缸，另一路输出通过另一个电磁比例换向阀供油至各个双向液压马达；所述柔索并联机器人控制电路包括柔索驱动机构控制电路、伸缩式柔索支柱控制电路、可移动基座控制电路，可移动基座控制电路由伺服电机数量相同的伺服电机驱动器构成，柔索驱动机构控制电路由与双向液压马达数量相同的比例放大器一构成，伸缩式柔索支柱控制电路由与双向液压缸数量相同的比例放大器二构成，其中伺服电机驱动器的输出端一一对应与各个伺服电机连接，比例放大器一的输出端分别与供油至各个双向液压马达的电磁比例换向阀连接，比例放大器二的输出端分别与供油至各个双向液压缸的电磁比例换向阀连接，各个伺服电机驱动器、比例放大器的输入端分别接入柔索并联机器人控制系统；所述柔索并联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，所述人机交互界面接入主控工控机，主控工控机与运动控制板卡通讯连接，各个伺服电机驱动器、比例放大器的输入端分别通过CAN总线接入运动控制板卡，所述反馈模块包括多组一一对应安装在伺服电机上的光电编码器、多组一一对应安装在双向液压缸上的光栅位移传感器、多组共同安装在末端执行器上的激光测距传感器、接近传感器、重力传感器，以及多组一一对应安装在柔索上的测力传感器和拉线位移传感器，所述光电编码器、光栅位移传感、激光测距传感器、接近传感器、重力传感器、测力传感器、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。