[實用新型]一種自由變域裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420128327.2
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN203759541U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊幸芳;王曉華;張衛(wèi)國;馬麗萍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工程大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05D1/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于機械作業(yè)控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自由變域裝置。

背景技術(shù)

進行機械作業(yè)（如：加工、裝配、物流交接等）操作的機械（如：機器人、加工機）稱為作業(yè)機，被施加作業(yè)的對象（如：被加工的工件、裝配的零件、物流交接的物料）稱為作業(yè)對象。

變域型作業(yè)指的是安裝作業(yè)對象的底座和安裝作業(yè)機的底座中，一個固定在大地上，另一個可相對大地運動，即兩底座之間有相對運動，運動的底座可以是安裝作業(yè)機的底座，也可以是安裝作業(yè)對象的底座。底座位置固定的作業(yè)機稱為定域作業(yè)機，底座運動的作業(yè)機稱為變域作業(yè)機。同樣作業(yè)對象也分為定域作業(yè)對象和變域作業(yè)對象。因此，變域型作業(yè)方式可以分為兩種：（1）變域作業(yè)機+定域作業(yè)對象的變域型作業(yè)方式；（2）定域作業(yè)機+變域作業(yè)對象的變域型作業(yè)方式。

按照變域機構(gòu)運動的導向性質(zhì)分類，變域型作業(yè)方式又可分為非自由路徑變域作業(yè)方式和自由路徑變域作業(yè)方式。

一般變域作業(yè)方式是采用機座沿導軌、軌道或傳送帶等硬件連續(xù)引導裝置的路徑運動來改變作業(yè)區(qū)域的方式進行變域，要改變路徑必須重新配置硬件連續(xù)引導裝置，這種不能隨機地、自由地變更路徑的變域作業(yè)方式稱為非自由路徑變域作業(yè)方式。

大型零件（如：飛機、船舶、列車、大型油氣罐等）的加工或裝配往往有若干個部位需要進行銑、鉆、擴、鉸等切削加工或鉚、焊加工，在不同的加工部位進行加工可稱為加工工位，當不同加工工位之間的距離較大、工位的分布又是隨機的，采用定域作業(yè)和非自由路徑變域作業(yè)很難實現(xiàn)或無法實現(xiàn)。

作業(yè)領(lǐng)域可沿自由路徑變更的作業(yè)方式可稱為自由路徑變域作業(yè)方式（可簡稱自由變域作業(yè)）。自由變域作業(yè)由導向與定位控制裝置、變域裝置和作業(yè)機等實現(xiàn)，導向與定位控制裝置自動控制變域裝置沿自由路徑移動到各個作業(yè)站點（即完成變域功能），然后由作業(yè)機完成作業(yè)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種自由變域裝置，不僅可以靈活地實現(xiàn)自由變域，而且定位精度高、實現(xiàn)簡單。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種自由變域裝置，包括有輪式行走車和自由變域?qū)蚣翱刂撇考惠喪叫凶哕嚢ㄓ行凶咧黧w，行走主體的左、右兩側(cè)分別對稱設(shè)置有一個驅(qū)動輪組件，行走主體的前部、后部分別對稱設(shè)置有一個自由輪組件；自由變域?qū)蚣翱刂撇考ㄓ袛?shù)控單元、陀螺儀、兩個編碼器及四組超聲波傳感裝置，數(shù)控單元設(shè)置于行走主體的上面，陀螺儀位于兩個驅(qū)動輪組件中兩個驅(qū)動輪軸線的中部位置，兩個編碼器分別與兩個驅(qū)動輪組件中的電機主軸同軸連接，四組超聲波傳感裝置分別設(shè)置于行走主體的前、后、左、右四個側(cè)面上；數(shù)控單元分別通過導線與兩個驅(qū)動輪組件、兩個編碼器、四組超聲波傳感裝置、陀螺儀連接。

本實用新型的特點還在于，

每個驅(qū)動輪組件，包括有通過導線連接的驅(qū)動輪和電機。

電機為直流伺服電機。

編碼器為旋轉(zhuǎn)編碼器。

每組超聲波傳感裝置均由兩個相同的超聲波傳感器組成。

超聲波傳感器為模擬量超聲波傳感器。

本實用新型的有益效果在于，

（1）本實用新型的自由變域裝置具有適用范圍廣的優(yōu)點，既可適用于自由變域作業(yè)機+定域作業(yè)對象的作業(yè)方式，還可適用于定域作業(yè)機+自由變域作業(yè)對象的作業(yè)方式；

（2）本實用新型的自由變域裝置不僅可以靈活地實現(xiàn)自由變域，而且定位精度高、實現(xiàn)簡單；

（3）本實用新型的自由變域裝置主要有陀螺儀、編碼器、超聲波傳感器、數(shù)控單元和輪式行走車，其中陀螺儀、編碼器、超聲波傳感器和數(shù)控單元均安裝在輪式行走車上，通過兩級定位方式實現(xiàn)輪式行走車的自由變域及精確定位功能。

附圖說明

圖1是本實用新型自由變域裝置中輪式行走車的移動路線示意圖；

圖2是本實用新型的自由變域裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型自由變域裝置中對輪式行走車進行導向及定位的工作原理圖；

圖4是本實用新型自由變域裝置中對輪式行走車進行位姿校正的工作狀態(tài)圖。

圖中，1.輪式行走車，1-1.行走主體，1-2.驅(qū)動輪組件，1-3.數(shù)控單元，1-4.自由輪組件，1-5.陀螺儀，1-6.編碼器，1-7.超聲波傳感器，2.自由路徑，3.墻面，4.位姿校正標識物。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。