[實用新型]機器人走柔性鋼絲繩實驗測試平臺

有效

• 申請號: 201720096591.6
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN206436248U
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 黃用華;陳亞雄;莊未;鐘艷如;黃美發;匡兵;孫永厚;劉夫云;鐘永全
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 黃瑋

技術領域

本實用新型涉及機器人技術領域，具體為一種機器人走柔性鋼絲繩實驗測試平臺。

背景技術

人類在高空上走鋼絲是一種驚險、刺激的娛樂項目，可以給人們帶來感官的愉悅和心靈的震撼。機器人走鋼絲來源于用機器人模擬人類走鋼絲的行為進行替代表演，其目的在于降低人類走鋼絲表演的危險性。

目前，大多數在鋼絲上行走的機器人(即走鋼絲機器人)，其基本原理是通過平衡調節機構，比如轉桿，實現其本體在拉緊的柔性鋼絲之上平衡行走。其中，機器人本體一般都會安裝有陀螺儀、編碼器等測控部件以便測量走鋼絲機器人的姿態、速度等運動參數；而對于柔性鋼絲的運動狀態，由于測試的復雜度與難度，通常不會進行測量。

在實際的走鋼絲機器人平衡控制實踐中，人們往往會忽略鋼絲繩的柔性，僅僅把其當作是系統的一種微小的干擾。工程實踐表明，這樣的做法加大了走鋼絲機器人平衡控制器設計的難度并影響控制的實際效果，尤其是在鋼絲繩跨度增大柔性增加的時候問題更為突出。

比較合理的處理方法是，將柔性鋼絲繩的運動狀態參數作為重要因素在機器人控制器中加以考慮并進行控制器設計。因此，實時反饋柔性鋼絲繩的運動狀態對于走鋼絲機器人系統具有重要的理論意義與實踐價值。然而，從目前的技術設備看，尚且沒有專門的平臺可以完成上述的工作，這在一定程度上限制了走鋼絲機器人實驗研究的開展。

實用新型內容

針對現有走鋼絲機器人系統實驗測試技術的不足，本實用新型有針對性的提出了一種機器人走柔性鋼絲繩實驗測試平臺。

本實用新型機器人走柔性鋼絲繩實驗測試平臺，其技術方案包括左、右相同且對稱的兩個支撐架以及左、右相同且對稱設于左、右支撐架上的鋼絲繩牽拉機構，所不同的是：

1、各鋼絲繩牽拉機構包括十字軸，所述十字軸的上、下軸端通過上、下軸承座安裝于十字軸豎軸架內，十字軸的左、右軸端通過左、右軸承座安裝于十字軸橫軸架內，所述十字軸橫軸架上安裝有檢測柔性鋼絲繩拉力值并將其轉換為柔性鋼絲繩伸長量的拉力傳感器。

2、左、右十字軸豎軸架固定安裝于左、右支撐架上，所述柔性鋼絲繩拉緊在左、右拉力傳感器之間。

3、所述十字軸橫軸架上設有檢測其上、下擺動角度的絕對編碼器和檢測其上、下擺動速度的增量編碼器。

4、所述十字軸豎軸架上設有檢測十字軸橫軸架左、右擺動角度的絕對編碼器和檢測十字軸橫軸架左、右擺動速度的增量編碼器。

一種簡單的結構方案為：左、右十字軸豎軸架為開口相對的U形豎框，所述十字軸的上、下軸端通過上、下軸承座安裝于U形豎框的上、下框板上；左、右十字軸橫軸架為開口相背的U形橫框，左、右軸端于十字軸豎軸架外并通過左、右軸承座安裝于U形橫框的左、右框板上；左、右拉力傳感器分別安裝于左、右U形橫框相對的框板上。

本實用新型的有益效果：

1、本實用新型可以通過絕對編碼器和增量編碼器以及拉力傳感器的測量數據得到機器人行走鋼絲繩時的運動狀態，由此可計算出走鋼絲機器人與柔性鋼絲繩接觸點的三維坐標、柔性鋼絲繩的彈性勢能等相關參數，有利于在設計機器人控制器時引入柔性鋼絲繩的柔性參數。

2、本實用新型的結構中，左、右對稱的鋼絲繩牽拉機構完全相同，即其中用于檢測的傳感器完全一樣，就檢測原理而言，左、右兩邊傳感器提供的數據可以起到冗余互補的作用，提高了檢測的可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型一種實施方式的立體結構示意圖。

圖2為圖1實施方式的主視圖。

圖3為圖2的俯視圖。

圖4為圖1、圖2、圖3中柔性鋼絲繩牽拉機構的結構示意圖。

圖5為圖2實施方式中柔性鋼絲繩的形變情況。

圖號標識：1、支撐架；2、柔性鋼絲繩；3、十字軸；4、軸承座；5、十字軸豎軸架；6、十字軸橫軸架；7、拉力傳感器；8、絕對編碼器；9、增量編碼器；10、地板；11、走鋼絲機器人；12、柔性鋼絲繩牽拉機構。

具體實施方式

下面結合附圖所示實施方式對本實用新型的技術方案作進一步說明。

本實用新型機器人走柔性鋼絲繩實驗測試平臺包括左、右相同且對稱的兩個支撐架1，左、右支撐架1上分別設有左、右相同且對稱的柔性鋼絲繩牽拉機構12，所述支撐架1為固定在地面或地板10上的三腳架，左、右三腳架形狀一樣、高度一致，如圖1、圖2所示。