[發明專利]一種基于柔性平臺的刀具位姿調整機構及方法

在審

• 申請號: 202111510036.0
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114035618A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 東輝;李敘兵;孫浩;陳鑫凱
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;A01D34/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 張燈燦;蔡學俊

1.一種基于柔性平臺的刀具位姿調整機構，其特征在于，包括柔性姿態調整機構、四個電磁閥、控制器和氣泵組成，所述柔性姿態調整機構由刀具、慣性傳感器、刀具安裝平臺、四個密封柔性管和固定安裝板組成，所述刀具和慣性傳感器安裝于刀具安裝平臺上，所述刀具安裝平臺經所述四個密封柔性管安裝于固定安裝板上，所述氣泵分別連接四個電磁閥的進氣端，所述四個電磁閥的出氣端分別連通所述四個密封柔性管，所述控制器分別與四個電磁閥的控制端電性連接，以控制四路電磁閥的通斷，通過控制密封柔性管中氣壓來控制其伸展，進而控制刀具安裝平臺及其上刀具的姿態。

2.根據權利要求1所述的一種基于柔性平臺的刀具位姿調整機構，其特征在于，所述密封柔性管為波紋軟管，四個密封柔性管均布于刀具安裝平臺與固定安裝板之間，一端安裝于刀具安裝平臺上，另一端安裝于固定安裝板上。

3.根據權利要求1所述的一種基于柔性平臺的刀具位姿調整機構，其特征在于，所述固定安裝板上分別開設有四個與密封柔性管密封連通的通氣孔，所述四個電磁閥的出氣端分別經導氣管連接四個通氣孔；四個電磁閥控制四個密封柔性管中空氣流量的開關，決定四個密封柔性管中是否填充氣體以及充氣量的多少。

4.根據權利要求1所述的一種基于柔性平臺的刀具位姿調整機構，其特征在于，所述固定安裝板固定安裝于相應的工作機構上。

5.根據權利要求1所述的一種基于柔性平臺的刀具位姿調整機構，其特征在于，所述慣性傳感器的安裝方向與刀具的軸向一致，以使慣性傳感器獲取的姿態數據即為刀具的姿態；所述慣性傳感器與控制器連接，以將獲取的姿態數據傳輸給控制器。

6.根據權利要求1所述的一種基于柔性平臺的刀具位姿調整機構，其特征在于，所述控制器分別經銅纜導線連接四個電磁閥的控制端，以傳輸電信號控制電磁閥的開關。

7.根據權利要求1所述的一種基于柔性平臺的刀具位姿調整機構，其特征在于，所述密封柔性管在靠近刀具安裝平臺的一側部開設有一放氣孔，所述放氣孔通過密封件堵住密封。

8.一種基于如權利要求1-7所述機構的刀具位姿調整方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）給定目標姿態數據TH1和允許誤差e；

2）通過慣性傳感器獲取刀具當前的姿態數據TH2；

3）判斷是否滿足|TH1-TH2|e，是則轉下一步，否則結束刀具姿態調整；

4）計算四個密封柔性管的充氣量，然后分別控制四個控制閥的通斷，向四個密封柔性管分別填充相應量的氣體；

5）更新慣性傳感器獲取的姿態數據TH2，并返回步驟3）。