[發(fā)明專利]一種基于力反饋的主動補(bǔ)償抑振系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310234986.4
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103323163A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳保林;王達(dá);徐德
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;B25J13/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種基于力反饋的主動補(bǔ)償抑振系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：長懸臂、多維力覺檢測系統(tǒng)、并聯(lián)多自由度運動平臺、轉(zhuǎn)接鐘罩和檢測塊，其中：

所述長懸臂為高剛度中空管狀結(jié)構(gòu)，其一端為細(xì)牙外螺紋，用于與連接有振動模擬系統(tǒng)的連接裝置進(jìn)行連接，另一端焊接一個用于連接所述多維力覺檢測系統(tǒng)的連接圓盤；

所述連接圓盤的外表面開設(shè)有多個鉸制孔，所述鉸制孔的表面開有同心沉孔，所述鉸制孔的開孔位置與所述多維力覺檢測系統(tǒng)的連接板的開孔位置相同，用來將所述連接圓盤與所述多維力覺檢測系統(tǒng)進(jìn)行連接；

所述多維力覺檢測系統(tǒng)包括前連接板(8)，后連接板(10)和多維力/力矩傳感器(9)，用于感知和檢測振動模擬系統(tǒng)產(chǎn)生的振動的影響；所述前連接板(8)的一面與多維力/力矩傳感器(9)的一面通過螺釘連接在一起，所述后連接板(10)的一面與多維力/力矩傳感器(9)的另一面通過螺釘連接在一起；所述前連接板(8)和所述后連接板(10)連接所述多維力/力矩傳感器(9)的一面的中心均加工有一個小的圓形凸臺，凸臺上沿圓周方向均布開有通孔，所述通孔的位置與所述多維力/力矩傳感器(9)的安裝孔的位置相對應(yīng)；

所述前連接板(8)和所述后連接板(10)遠(yuǎn)離所述多維力/力矩傳感器(9)的一面的中心加工有一個較大的圓形沉孔，以減輕連接板的質(zhì)量，以及隱藏連接螺釘?shù)念^部；

所述前連接板(8)和所述后連接板(10)遠(yuǎn)離所述多維力/力矩傳感器(9)的一面在沉孔與連接板外圓之間的環(huán)帶上沿圓周方向均布開有通孔，用于與所述長懸臂的連接圓盤和所述并聯(lián)多自由度平臺的靜平臺連接，通孔的位置與需要連接的其它器件的安裝孔的位置相對應(yīng)；

所述并聯(lián)多自由度運動平臺用于沿著運動軸進(jìn)行不同自由度的平動和旋轉(zhuǎn)，其包括動平臺(4)、多條伸縮桿(5)、多對鉸鏈(6)和靜平臺(7)，其中，所述伸縮桿(5)和鉸鏈(6)的數(shù)量相同，每條伸縮桿(5)和與其連接的一對鉸鏈(6)構(gòu)成一套運動驅(qū)動裝置，所述伸縮桿(5)與所述動平臺(4)和所述靜平臺(7)均通過鉸鏈(6)進(jìn)行連接，通過多套伸縮桿(5)和鉸鏈(6)組成的運動驅(qū)動裝置的對稱連接，將靜平臺(7)和動平臺(4)連接在一起；

所述轉(zhuǎn)接鐘罩的主體為一圓錐形中空結(jié)構(gòu)，用于將所述并聯(lián)多自由度運動平臺和所述檢測塊連接到一起；

所述檢測塊為一底端為圓柱頂端為長方體的結(jié)構(gòu)，用來與所述連接鐘罩進(jìn)行連接，并配合檢測儀器對所述檢測塊進(jìn)行末端定位檢測；

所述主動補(bǔ)償抑振系統(tǒng)工作時，通過所述多維力/力矩傳感器(9)將振動模擬系統(tǒng)在多個自由度上產(chǎn)生的振動擾動的特征反應(yīng)出來；再通過多維力/力矩傳感器(9)檢測到的力/力矩特性與振動模擬系統(tǒng)產(chǎn)生的振動之間的關(guān)系獲得振動擾動在各自由度上分量的特性；控制所述并聯(lián)多自由度平臺對檢測到的振動擾動做逆向補(bǔ)償，即可抑制和消減振動的影響，將末端檢測塊的定位精度控制在許可的范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接圓盤的直徑與所述并聯(lián)多自由度平臺的靜平臺直徑以及多維力覺檢測系統(tǒng)的前后連接板的直徑相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接圓盤為中空結(jié)構(gòu)；所述前連接板(8)和后連接板(10)具有相同的結(jié)構(gòu)，其中心都開有減重圓孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多維力/力矩傳感器(9)為一六維力/力矩傳感器，所述并聯(lián)多自由度運動平臺為并聯(lián)六自由度運動平臺。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接鐘罩的底盤凸沿圓周上均勻開有多個鉸制孔，所述鉸制孔的位置與并聯(lián)多自由度平臺的動平臺相對應(yīng)，以與所述并聯(lián)多自由度平臺的動平臺相連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接鐘罩的底面锪有大的沉孔。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接鐘罩的頂部為中心開圓形通孔的柱狀結(jié)構(gòu)，中心通孔的軸線垂直于所述轉(zhuǎn)接鐘罩的安裝底面；所述轉(zhuǎn)接鐘罩沿頂部圓柱柱身均勻開有多個螺紋孔，用來安裝頂絲，所述頂絲用于鎖緊所述檢測塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測塊中，圓柱與長方體過渡區(qū)采用圓角過渡，以減小局部應(yīng)力。