[實用新型]一種新型六自由度并聯平臺的主從控制裝置

有效

• 申請號: 201721512958.4
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN207630048U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 郭云鵬;張弓;王衛軍;侯至丞;肖洪午;王力
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院先進技術研究所;深圳市中科德睿智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/00
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本實用新型涉及機器人主從控制技術領域，具體公開了新型六自由度并聯平臺的主從控制裝置，包括用于生成使所述六自由度并聯平臺于六個運動自由度內實現空間運動的鼠標運動增量信息并將該鼠標運動增量信息傳送給計算機的三維鼠標、用于讀取與處理三維鼠標的鼠標運動增量信息并根據一增量映射規則將鼠標運動增量信息轉換為控制所述六自由度并聯平臺的平臺位姿增量信息的計算機、用于控制六自由度并聯平臺于六個運動自由度內實現空間運動的運動控制器。本實用新型實現了機器人在未知環境中的在線路徑規劃，使開發難度低，操作自然，響應及時，實現遠程的實時遙控操作。

技術領域

本實用新型涉及機器人主從控制技術領域，具體涉及一種新型六自由度并聯平臺的主從控制裝置。

背景技術

六自由度并聯平臺具有空間內6個運動自由度，可以完成復雜的任務指令，同時其兼具高剛度、高精度、大負載的特點，被廣泛應用于運動模擬、裝配、檢測等領域。主從式機器人控制，即在機器人控制中引入主手設備，機器人作為從手，通過人操控主手間接控制機器人的方式，這種控制方式充分利用了人的智慧，是未知環境中機器人的主要控制方式。

目前，六自由度并聯平臺的控制有兩種方式，一種是基于離線路徑規劃，即機器人根據預先給定的位姿點數據進行運動的方式；另一種為基于在線路徑規劃，即機器人根據實時調整的位姿進行運動的方式，這種方式當前主要通過人機交互界面或者特種運動輸入設備實現。

采用離線路徑規劃一般只適用于已知作業環境，而對于未知環境，如若采用機器人完全自主在線規劃，需要引入各類傳感器以及復雜的控制算法，這無疑增加了機器人的成本以及開發難度。基于人機交互界面的在線六自由度并聯平臺控制具有操作不自然，響應不及時的問題，基于特種運動輸入設備的六自由度并聯平臺在線控制存在開發難度大，成本高的問題。而且現有的六自由度并聯平臺的控制多為現場近距離控制，無法達到遠程操控。

實用新型內容

有鑒于此，有必要針對上述的問題，提出一種新型六自由度并聯平臺的主從控制裝置。

為實現上述目的，本實用新型采取以下的技術方案：

一種新型六自由度并聯平臺的主從控制裝置連接并控制六自由度并聯平臺，該主從控制裝置包括三維鼠標、計算機、運動控制器；

所述計算機分別與三維鼠標、運動控制器連接，運動控制器又與六自由度并聯平臺連接；

所述三維鼠標作為主從控制的主控制器，用于生成使所述六自由度并聯平臺于六個運動自由度內實現空間運動的鼠標運動增量信息，并將該鼠標運動增量信息傳送給計算機；六個運動自由度分別為前后平移過程的自由度、左右平移過程的自由度、上下平移過程的自由度、旋轉過程的自由度、側傾過程的自由度、俯仰過程的自由度；

所述計算機用于讀取與處理三維鼠標的鼠標運動增量信息，根據一增量映射規則將鼠標運動增量信息轉換為控制所述六自由度并聯平臺的平臺位姿增量信息，并將平臺位姿增量信息發送至運動控制器；

所述運動控制器用于控制六自由度并聯平臺于六個運動自由度內實現空間運動。

進一步地，所述六自由度并聯平臺包括動平臺、靜平臺和六個伺服驅動模塊；

所述伺服驅動模塊包括驅動器、伺服電機和電動缸；驅動器分別與運動控制器、伺服電機連接；伺服電機驅動電動缸；

所述電動缸一端與動平臺連接，其另一端與靜平臺連接，靜平臺保持固定，運動控制器通過改變六個電動缸的長度實現動平臺的位置與姿態的變化。

進一步地，所述計算機通過USB數據線與三維鼠標進行通信連接；所述計算機通過以太網與運動控制器進行通信連接；所述運動控制器通過以太網與六自由度并聯平臺連接。

進一步地，所述計算機采用Ethernet協議與運動控制器進行通信；運動控制器采用Ethercat協議與驅動器進行通信。