[發(fā)明專利]基于六自由度位姿力深度耦合與聯(lián)合控制的大型結(jié)構(gòu)件全自動精準定位與穩(wěn)定支撐方法

在審

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• 申請日: 2022-10-29
• 公開（公告）號: CN116460832A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝志江;楊林;謝章;代正宏;李彥琪;夏寧明;葉秋;李亞梅;唐浩;蘇振鈞
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J9/16
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 馬健

本發(fā)明公開了基于六自由度位姿力深度耦合與聯(lián)合控制的大型結(jié)構(gòu)件全自動精準定位與穩(wěn)定支撐方法，基于調(diào)節(jié)模組和調(diào)節(jié)墊塊，步驟如下：1)將M個六維調(diào)節(jié)模組移動至結(jié)構(gòu)件底部；2)完成幾何關(guān)系自標定；3)檢測結(jié)構(gòu)件六維位姿信息；4)解算調(diào)節(jié)模組直線位移；5)調(diào)節(jié)模組完成直線位移調(diào)整；6)將N個調(diào)節(jié)墊塊安裝在結(jié)構(gòu)件底部并上升，調(diào)節(jié)模組下降；7)控制調(diào)節(jié)墊塊受力達到理論水平；8)檢測結(jié)構(gòu)件位姿是否達到定位精度要求；9)向調(diào)節(jié)墊塊填充定位膠進行固定。本發(fā)明消除了調(diào)節(jié)和支撐過程中的過約束內(nèi)力，可實現(xiàn)零冗余驅(qū)動或多驅(qū)動的約束解耦，提高了大型結(jié)構(gòu)件定位精度、效率和支撐的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了大型結(jié)構(gòu)件全自動精準定位與穩(wěn)定支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大型結(jié)構(gòu)件定位與支撐領(lǐng)域，具體涉及基于六自由度位姿力深度耦合與聯(lián)合控制的大型結(jié)構(gòu)件全自動精準定位與穩(wěn)定支撐方法。

背景技術(shù)

目前通常采用的六自由度調(diào)節(jié)機構(gòu)大多數(shù)為Stewart機構(gòu)或者變形得到的類似機構(gòu)。這類機構(gòu)通過6個支鏈分別連接上下平臺，每個支鏈上一個驅(qū)動，通過激光跟蹤儀檢測結(jié)構(gòu)件(即：末端)的位姿并反饋給調(diào)節(jié)機構(gòu)，實現(xiàn)6-DOF運動，該類機構(gòu)工作空間相對狹小，易發(fā)生構(gòu)件干涉，奇異位形多，機構(gòu)的運動可控性較差。傳統(tǒng)的大型結(jié)構(gòu)件定位方法一般采用螺栓調(diào)節(jié)，在大型結(jié)構(gòu)件六維位姿與力深度耦合的情形下，調(diào)節(jié)和支撐無法解耦，同時在調(diào)節(jié)過程中容易出現(xiàn)過約束且承載能力和穩(wěn)定性較差，嚴重影響調(diào)節(jié)效率與穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供基于六自由度位姿力深度耦合與聯(lián)合控制的大型結(jié)構(gòu)件全自動精準定位與穩(wěn)定支撐方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，基于六自由度位姿力深度耦合與聯(lián)合控制的大型結(jié)構(gòu)件全自動精準定位與穩(wěn)定支撐方法，基于M個六維調(diào)節(jié)模組和N個四自由度自適應(yīng)調(diào)節(jié)墊塊，M≥3，N≥3。

所述六維調(diào)節(jié)模組包括設(shè)置在空間直角坐標系O₁-X₁Y₁Z₁內(nèi)的Z₁向調(diào)整機構(gòu)、繞X₁/Y₁/Z₁旋轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)、連接板和X₁/Y₁向調(diào)整機構(gòu)，平面O₁-X₁Y₁為水平面，Z₁向與豎向一致。

所述Z₁向調(diào)整機構(gòu)通過連接板連接到X₁/Y₁向調(diào)整機構(gòu)上，繞X₁/Y₁/Z₁旋轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)連接到Z₁向調(diào)整機構(gòu)上，繞X₁/Y₁/Z₁旋轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)上設(shè)置有球窩Ⅰ，球窩Ⅰ內(nèi)安裝有滾球Ⅰ。

所述四自由度自適應(yīng)調(diào)節(jié)墊塊包括設(shè)置在空間直角坐標系O₁-X₁Y₁?Z₁內(nèi)的滾球Ⅱ、球窩Ⅱ、安裝下底板、上支撐墊板、楔形塊和推動螺栓。

所述安裝下底板開設(shè)有供球窩Ⅱ、上支撐墊板和楔形塊安裝的腔體，腔體的上端呈敞口狀，腔體腔體的底面為在X₁方向的斜面Ⅰ。

所述安裝下底板的側(cè)壁上開設(shè)有注膠孔和豎直的條形孔，條形孔和注膠孔均貫穿腔體的內(nèi)外側(cè)，條形孔的下端靠近腔體底面的最低處。

所述楔形塊安裝在腔體的底面，上支撐墊板安裝在楔形塊上，球窩Ⅱ安裝在上支撐墊板上，球窩Ⅱ的上表面伸出腔體，滾球Ⅱ安裝在球窩Ⅱ內(nèi)。

所述楔形塊的下表面為斜面Ⅱ，斜面Ⅱ與斜面Ⅰ相匹配且兩者貼合。

所述楔形塊的上表面為斜面Ⅲ，上支撐墊板的下表面為斜面Ⅳ，斜面Ⅲ與斜面Ⅳ相匹配且兩者貼合，斜面Ⅳ為在X₁方向的斜面。