[發明專利]一種機器人運動學正解機構

有效

• 申請號: 201611239966.6
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106737864B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 文靜;王冠群;張鴻鴦;匡志鵬;何永義
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發明涉及一種機器人運動學正解機構，用于測量機器人運動學正解結果的末端空間位置。包括安裝框架，X軸移動組件、Y軸移動組件、Z軸移動組件及各軸相對應的位移測量裝置；所述X軸移動組件、Y軸移動組件、Z軸移動組件通過直線軸承連接相互垂直安裝，構成標準笛卡爾坐標系；所述位移測量裝置分別裝在X、Y、Z三軸上，用于測量三軸所移動的距離，并能得出運動時間和運動速度；機構末端通過機器人連接塊與機器人末端執行器連接。通過機構外接數據處理顯示設備，得出機器人的運動學實時正解空間位置和其他運動參數。本發明精度高、結構簡單、操作方便。適用于機器人教學課程，能直觀得出機器人的正解結果。

技術領域

本發明公開了一種機器人運動學正解機構，涉及機器人運動學正解機構領域。

背景技術

操作臂運動學研究一直是機器人研究的重點和難點，其主要研究機器人各手臂各連桿間的位移關系、速度關系和加速度關系。機器人操作臂可以看作為一個開式運動鏈，由一系列連桿通過轉動或移動關節串聯而成。

運動學研究涉及正解和逆解，運動學正解是已知結構參數，及各個關節變量的值，從而計算末端執行器的位置和姿態，以及在知道機器人各個關節的變量值時，我們可以明確末端執行器的狀態。

若有一個機構，當輸入串聯每個關節驅動值，能直接得出其末端執行器的位置，即機器人正解，使得機器人運動學解釋變得可視化，能實時反映機器人的運動末端的參數，便于進行下一步的分析和驗證。該機構能更好地適用于教學和實驗研究。

發明內容

本發明彌補機器人研究領域的空缺，提供一種機器人運動學正解機構，精度高、結構簡單、操作方便。適用于機器人教學課程及實驗分析，能直接得出機器人末端的位置和速度等運動參數，補充了現有研究上的空缺。

本發明采用的技術方案如下：

一種機器人運動學正解機構，包括安裝框架，X軸移動組件、Y軸移動組件、Z軸移動組件及各軸相對應的位移測量裝置；所述X軸移動組件、Y軸移動組件、Z軸移動組件通過直線軸承連接相互垂直安裝，構成標準笛卡爾坐標系；所述位移測量裝置分別裝在X、Y、Z三軸上，用于測量三軸所移動的距離，并能得出運動時間和運動速度；機構末端通過機器人連接塊與機器人末端執行器連接。

所述的X軸移動組件由兩根相互平行的X軸導軌，四個X軸導軌固定塊，兩個X軸滑塊、以及直線軸承組成；所述四個X軸導軌固定塊分別固定在安裝框架的四個角上，兩根X軸導軌兩端固定在X軸導軌固定塊上；所述直線軸承安裝于X軸滑塊內，并套在X軸導軌上；位移測量裝置中的磁條固定座固定在安裝框架內側，磁性傳感器通過傳感器安裝塊上固定在X軸滑塊上。

所述的Y軸移動組件由兩根相互平行的Y軸導軌，Y軸滑塊、直線軸承組成；所述兩根Y軸導軌的兩端固定在X軸滑塊上，直線軸承安裝于Y軸滑塊內，并套在兩根Y軸導軌上，位移測量裝置中的磁條固定座兩端固定在X軸滑塊之間，磁性傳感器通過傳感器安裝塊上固定在Y軸滑塊上。

所述的Z軸移動組件由兩根相互平行的Z軸導軌、Z軸滑塊、直線軸承組成，四個直線軸承安裝于Z軸滑塊內，并套在兩根Z軸導軌上，兩根Z軸導軌上下兩端分別裝有兩個導軌固定塊，所述Z軸滑塊與Y軸滑塊通過一塊過渡板固定連接；位移測量裝置中磁條固定座固定在過渡板的一側，磁性傳感器通過傳感器安裝塊固定在上端的導軌固定塊上；所述Y軸滑塊下端裝有一個平衡吊，平衡吊的吊環固定在T型連接塊上，所述T型連接塊固定在下端的導軌固定塊上，下端的導軌固定塊與機器人連接塊連接。

所述位移測量裝置均由磁性傳感器、磁條、不銹鋼覆蓋條、磁條固定座、傳感器安裝塊組成；所述磁條一面黏貼在磁條固定座的凹槽內，另一面貼有不銹鋼覆蓋條；磁性傳感器安裝在傳感器安裝塊上；各軸移動組件上的位移測量裝置結構相同僅長度有差別。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：