[發(fā)明專利]高精度全自動(dòng)大型轉(zhuǎn)載系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010222798.6
• 申請(qǐng)日: 2010-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN101913147A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志乾;劉紹錦;李建榮;趙雁;劉暢;沈鋮武;耿天文;李冬寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J13/00;B25J19/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 王立偉

1.高精度全自動(dòng)大型轉(zhuǎn)載系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括：測(cè)量單元(1)、對(duì)準(zhǔn)單元(2)、控制單元(3)、執(zhí)行單元(4)和顯示單元(5)；

各單元的控制連接關(guān)系：測(cè)量單元(1)提供機(jī)械手原點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的空間相對(duì)坐標(biāo)，并將其傳輸給控制單元(3)，控制單元(3)根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行軌跡設(shè)置后對(duì)執(zhí)行單元(4)驅(qū)動(dòng)，最終完成機(jī)械手的定位控制，控制單元(3)根據(jù)測(cè)量單元(1)的測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)執(zhí)行單元(4)中的液壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，同時(shí)通過對(duì)準(zhǔn)單元(2)的測(cè)量數(shù)據(jù)和安裝在各關(guān)節(jié)處的傳感器反饋回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，最終將各種控制信息送到顯示單元(5)顯示；

1)所述測(cè)量單元(1)

測(cè)量單元(1)包括位置檢測(cè)目標(biāo)和位置檢測(cè)模塊兩部分，檢測(cè)目標(biāo)由4個(gè)激光器和四片毛玻璃組成；位置檢測(cè)模塊由光學(xué)鏡頭、面陣CCD相機(jī)、處理電路、電源模塊組成；以位置檢測(cè)模塊中心建立三維坐標(biāo)系，4個(gè)位置檢測(cè)目標(biāo)通過光學(xué)鏡頭成像到面陣CCD上，通過面陣CCD上的目標(biāo)成像位置關(guān)系，即可得出被轉(zhuǎn)載物體與機(jī)械手在三個(gè)坐標(biāo)軸方向的相對(duì)位置坐標(biāo)X、Y、Z；

2)所述對(duì)準(zhǔn)單元(2)

對(duì)準(zhǔn)單元(2)安裝在機(jī)械手的終端位置，由光學(xué)鏡頭、面陣CCD和光源組成，對(duì)準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo)安裝在被轉(zhuǎn)載物體上，由2個(gè)與中心點(diǎn)對(duì)稱的圓形紅色反射目標(biāo)構(gòu)成，其余部分不反光；

對(duì)準(zhǔn)測(cè)量模塊上有光源照明，照亮測(cè)量目標(biāo)，反射回紅色的目標(biāo)圓點(diǎn)，通過光學(xué)鏡頭成像到面陣CCD上，根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)的成像位置即可對(duì)被轉(zhuǎn)載物體的位置進(jìn)行定位；

3)所述控制單元(3)

控制單元(3)由數(shù)字模塊執(zhí)行，控制單元(3)電路硬件由DSP和FPGA組成，實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)液壓閥的開關(guān)，同時(shí)接收傳感器反饋信號(hào)，完成對(duì)機(jī)械手的控制；首先根據(jù)測(cè)量單元(1)所給出的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，確定被控對(duì)象同目標(biāo)點(diǎn)的位置關(guān)系，設(shè)置每一個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)量或者位移量的大小；之后根據(jù)該轉(zhuǎn)動(dòng)量或者位移量分別對(duì)各個(gè)液壓閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使機(jī)械手按照所設(shè)置的數(shù)值移動(dòng)，在移動(dòng)的過程中，通過對(duì)準(zhǔn)單元(2)實(shí)時(shí)獲取位置坐標(biāo)信息，通過安裝在各個(gè)關(guān)節(jié)處的傳感器實(shí)時(shí)獲取移動(dòng)量反饋信號(hào)，不斷地對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償，從而完成機(jī)械手的精確定位；

4)所述執(zhí)行單元(4)

執(zhí)行單元(4)包括液壓調(diào)節(jié)閥、關(guān)節(jié)傳感器和機(jī)械手，其中機(jī)械手包含數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和伸縮自由度；根據(jù)測(cè)量單元(1)所給出的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，控制單元(3)對(duì)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行軌跡規(guī)劃，設(shè)置每一個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)量或者位移量的大小，之后分別對(duì)各個(gè)液壓油缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使之按照所設(shè)置的數(shù)值移動(dòng)，在移動(dòng)的過程中，通過安裝在各個(gè)關(guān)節(jié)處的傳感器實(shí)時(shí)將移動(dòng)量反饋回控制單元(3)，對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償，從而完成機(jī)械手定位；

5)顯示單元(5)

顯示單元(5)包括液晶屏、人機(jī)接口，主要完成將各種控制信息及測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示，同時(shí)通過人機(jī)交互接受輸入指令，對(duì)控制單元(3)的操作進(jìn)行更新。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度全自動(dòng)大型轉(zhuǎn)載系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)量單元(1)中4個(gè)激光器即第一激光器A1、第二激光器A2、第三激光器B1、第四激光器B2組成矩形圖案；四片毛玻璃采用透過波段和激光器波段相同的毛玻璃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度全自動(dòng)大型轉(zhuǎn)載系統(tǒng)，其特征在于所述所述執(zhí)行單元(4)中機(jī)械手設(shè)有3-5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和2-3個(gè)伸縮自由度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度全自動(dòng)大型轉(zhuǎn)載系統(tǒng)，其特征在于所述執(zhí)行單元(4)中的液壓閥包括：比例換向閥、平衡閥和雙向液壓鎖，傳感器采用旋轉(zhuǎn)編碼器和磁滯伸縮位移傳感器。