[發明專利]用于精細定位末端部的自動機械手裝置及相關控制

有效

• 申請號: 200980114642.1
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN102046336A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 讓-弗朗索瓦·布萊斯
• 申請（專利權）人: 勒阿佛爾大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

1.自動裝置，包括：用于使端部在N維空間中移動的鉸接臂，所述鉸接臂包括至少N+1個電動關節；以及計算機，用于控制所述電動關節的移動，其特征在于，所述計算機控制對所述鉸接臂的末端部進行預定位的第一步驟和進行精細定位的第二步驟，

預定位的第一步驟包括使所述鉸接臂的端部進入到感興趣區域中，盡可能靠近最優定位區域的中心，所述中心由N個輔助電動關節限定，所述關節中的至少一個是旋轉軸；

精細定位的第二步驟包括：阻止除所述N個輔助電動關節之外的所有關節活動；以及通過所述N個輔助電動關節中的至少一個的基本移動來控制所述末端部的移動。

2.根據權利要求1所述的自動裝置，其特征在于，用于在三維空間中定位的鉸接臂包括至少4個電動關節，所述至少4個電動關節包括至少3個輔助旋轉軸，所述預定位的第一步驟包括將所述自動裝置的末端部引入到感興趣區域中，所述感興趣區域是工作空間的子集合，所述精細定位的第二步驟包括：阻止除所述輔助電動旋轉軸之外的所有關節活動、以及通過所述輔助軸中的至少一個的旋轉所引起的基本移動進行最終定位。

3.根據權利要求1所述的自動裝置，其特征在于，用于在三維空間中定位的鉸接臂包括至少4個電動關節，所述至少4個電動關節包括至少2個旋轉軸，所述預定位的第一步驟包括將所述自動裝置的末端部引入到所述感興趣區域中，所述感興趣區域是工作空間的子集合，所述精細定位的第二步驟包括：阻止除包括2個旋轉軸在內的3個輔助電動關節之外的所有關節活動、以及通過所述輔助關節中的至少一個的基本移動進行最終定位。

4.根據權利要求1所述的自動裝置，其特征在于，用于在三維空間中定位的鉸接臂包括至少4個電動關節，所述至少4個電動關節包括至少一個旋轉軸，所述預定位的第一步驟包括將所述自動裝置的末端部引入到所述感興趣區域中，所述感興趣區域是工作空間的子集合，所述精細定位的第二步驟包括：阻止除包括所述旋轉軸在內的3個輔助電動關節之外的所有關節活動、以及通過所述輔助關節中的至少一個的基本移動進行最終定位。

5.根據權利要求1所述的自動裝置，其特征在于，所述鉸接臂包括至少3個電動關節，所述至少3個電動關節包括至少2個輔助平行旋轉軸，所述預定位的第一步驟包括將所述自動裝置的末端部引入到所述感興趣區域中，所述感興趣區域是圓盤，所述圓盤的中心是與等腰直角三角形的斜邊相對的頂點，所述等腰直角三角形包含在包括操縱臂的末端部并且垂直于所述輔助旋轉軸的平面中，所述斜邊具有在第一輔助旋轉軸上的第一頂點和在第二輔助旋轉軸上的第二頂點；所述圓盤的直徑近似等于兩個輔助旋轉軸之間的距離，所述精細定位的第二步驟包括：阻止除所述輔助電動旋轉軸之外的所有電動關節活動、以及通過所述輔助軸中的至少一個的旋轉所引起的基本移動進行最終定位。

6.根據權利要求1所述的自動裝置，其特征在于，所述鉸接結構包括至少3個電動關節，所述至少3個電動關節包括至少2個輔助平行旋轉軸，所述預定位的第一步驟包括將所述自動裝置的末端部引入到所述感興趣區域中，所述精細定位的第二步驟包括：阻止除所述輔助電動旋轉軸之外的所有電動關節活動、以及通過所述輔助軸中的至少一個的旋轉所引起的基本移動進行最終定位。

7.根據權利要求1所述的自動裝置，其特征在于，用于在所述空間的平面中定位的鉸接臂包括至少3個電動關節，所述至少3個電動關節包括至少一個旋轉軸，所述預定位的第一步驟包括將所述自動裝置的末端部引入到所述感興趣區域中，所述感興趣區域是工作空間的子集合，所述精細定位的第二步驟包括：阻止除包括所述旋轉軸在內的2個輔助電動關節之外的所有關節活動、以及通過所述輔助關節中的至少一個的基本移動進行最終定位。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的自動裝置，包括至少一個位于運動鏈上游的附加關節，其特征在于，一個打開步驟能夠通過所述附加關節的動作限定感興趣區域。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的自動裝置，其特征在于，所述精細定位是通過重復從稱為協調點的特定點到目標點的運動路徑的一部分而間接獲得的，從而解決干摩擦的問題，所述協調點是位于與所述目標點相關聯的死區之外的點。