一种自由变域装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开的一种自由变域装置，包括有轮式行走车和自由变域导向及控制部件，轮式行走车包括有行走主体，行走主体的左、右两侧均设置有驱动轮组件，行走主体的前、部均设置有自由轮组件；自由变域导向及控制部件包括有数控单元、陀螺仪、两个编码器及四组超声波传感装置，数控单元设置于行走主体的上面，陀螺仪位于两个驱动轮组件中两个驱动轮轴线的中部位置，两个编码器分别与两个驱动轮组件中的电机主轴同轴连接，四组超声波传感装置分别设置于行走主体的前后左右四个侧面；数控单元分别与两个驱动轮组件、两个编码器、四组超声波传感装置、陀螺仪连接。本实用新型专利技术自由变域装不仅可以灵活地实现自由变域，而且定位精度高、实现简单。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开的一种自由变域装置，包括有轮式行走车和自由变域导向及控制部件，轮式行走车包括有行走主体，行走主体的左、右两侧均设置有驱动轮组件，行走主体的前、部均设置有自由轮组件；自由变域导向及控制部件包括有数控单元、陀螺仪、两个编码器及四组超声波传感装置，数控单元设置于行走主体的上面，陀螺仪位于两个驱动轮组件中两个驱动轮轴线的中部位置，两个编码器分别与两个驱动轮组件中的电机主轴同轴连接，四组超声波传感装置分别设置于行走主体的前后左右四个侧面；数控单元分别与两个驱动轮组件、两个编码器、四组超声波传感装置、陀螺仪连接。本技术自由变域装不仅可以灵活地实现自由变域，而且定位精度高、实现简单。【专利说明】一种自由变域装置
本技术属于机械作业控制设备
，涉及一种自由变域装置。
技术介绍
进行机械作业(如:加工、装配、物流交接等)操作的机械(如:机器人、加工机)称为作业机，被施加作业的对象(如:被加工的工件、装配的零件、物流交接的物料)称为作业对象。变域型作业指的是安装作业对象的底座和安装作业机的底座中，一个固定在大地上，另一个可相对大地运动，即两底座之间有相对运动，运动的底座可以是安装作业机的底座，也可以是安装作业对象的底座。底座位置固定的作业机称为定域作业机，底座运动的作业机称为变域作业机。同样作业对象也分为定域作业对象和变域作业对象。因此，变域型作业方式可以分为两种:(I)变域作业机+定域作业对象的变域型作业方式；(2)定域作业机+变域作业对象的变域型作业方式。按照变域机构运动的导向性质分类，变域型作业方式又可分为非自由路径变域作业方式和自由路径变域作业方式。一般变域作业方式是采用机座沿导轨、轨道或传送带等硬件连续引导装置的路径运动来改变作业区域的方式进行变域，要改变路径必须重新配置硬件连续引导装置，这种不能随机地、自由地变更路径的变域作业方式称为非自由路径变域作业方式。大型零件(如:飞机、船舶、列车、大型油气罐等)的加工或装配往往有若干个部位需要进行铣、钻、扩、铰等切削加工或铆、焊加工，在不同的加工部位进行加工可称为加工工位，当不同加工工位之间的距离较大、工位的分布又是随机的，采用定域作业和非自由路径变域作业很难实现或无法实现。作业领域可沿自由路径变更的作业方式可称为自由路径变域作业方式(可简称自由变域作业)。自由变域作业由导向与定位控制装置、变域装置和作业机等实现，导向与定位控制装置自动控制变域装置沿自由路径移动到各个作业站点(即完成变域功能)，然后由作业机完成作业。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种自由变域装置，不仅可以灵活地实现自由变域，而且定位精度高、实现简单。本技术所采用的技术方案是，一种自由变域装置，包括有轮式行走车和自由变域导向及控制部件；轮式行走车包括有行走主体，行走主体的左、右两侧分别对称设置有一个驱动轮组件，行走主体的前部、后部分别对称设置有一个自由轮组件；自由变域导向及控制部件，包括有数控单元、陀螺仪、两个编码器及四组超声波传感装置，数控单元设置于行走主体的上面，陀螺仪位于两个驱动轮组件中两个驱动轮轴线的中部位置，两个编码器分别与两个驱动轮组件中的电机主轴同轴连接，四组超声波传感装置分别设置于行走主体的前、后、左、右四个侧面上；数控单元分别通过导线与两个驱动轮组件、两个编码器、四组超声波传感装置、陀螺仪连接。本技术的特点还在于，每个驱动轮组件，包括有通过导线连接的驱动轮和电机。电机为直流伺服电机。编码器为旋转编码器。每组超声波传感装置均由两个相同的超声波传感器组成。超声波传感器为模拟量超声波传感器。本技术的有益效果在于，( I)本技术的自由变域装置具有适用范围广的优点，既可适用于自由变域作业机+定域作业对象的作业方式，还可适用于定域作业机+自由变域作业对象的作业方式；(2)本技术的自由变域装置不仅可以灵活地实现自由变域，而且定位精度高、实现简单；(3)本技术的自由变域装置主要有陀螺仪、编码器、超声波传感器、数控单元和轮式行走车，其中陀螺仪、编码器、超声波传感器和数控单元均安装在轮式行走车上，通过两级定位方式实现轮式行走车的自由变域及精确定位功能。【专利附图】【附图说明】图1是本技术自由变域装置中轮式行走车的移动路线示意图；图2是本技术的自由变域装置的结构示意图；图3是本技术自由变域装置中对轮式行走车进行导向及定位的工作原理图；图4是本技术自由变域装置中对轮式行走车进行位姿校正的工作状态图。图中，1.轮式行走车，1-1.行走主体，1-2.驱动轮组件，1-3.数控单元，1_4.自由轮组件，1-5.陀螺仪，1-6.编码器，1-7.超声波传感器，2.自由路径，3.墙面，4.位姿校正标识物。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术进行详细说明。本技术的自由变域装置的工作原理为:轮式行走车I的移动路线如图1所示，自由路径2附近标识有A、B、C、D为作业现场的四个作业站点；轮式行走车I能够沿预先设置的自由路径2进行移动，轮式行走车I经惯性导航(即第I级定位)移动到每一个作业站点后，还要进行位姿校正(即第2级定位)，然后由作业机进行作业任务，一个作业站点的作业任务完成后，轮式行走车I再移动到另一个作业站点，重复上述循环，直到全部作业任务完成。本技术的自由变域装置，其结构图2所示，包括有轮式行走车I和自由变域导向及控制部件；轮式行走车I包括有行走主体1-1，行走主体1-1的左、右两侧分别对称设置有一个驱动轮组件1-2，行走主体1-1的前部、后部分别对称设置有一个自由轮组件1-4 ；自由变域导向及控制部件，包括有数控单元1-3、陀螺仪1-5、两个编码器1-6及四组超声波传感装置，数控单元1-3设置于行走主体1-1上面，陀螺仪1-5位于两个驱动轮组件中两个驱动轮轴线的中部位置，两个编码器1-6分别与两个驱动轮组件1-2中的电机主轴同轴连接，四组超声波传感装置分别设置于行走主体1-1的前、后、左、右四个侧面上；数控单元1-3分别通过导线与两个驱动轮组件1-2、两个编码器1-6、四组超声波传感装置、陀螺仪1-5连接。每个驱动轮组件，包括有通过导线连接的驱动轮和电机，电机为直流伺服电机。编码器1-6为旋转编码器。每组超声波传感装置由两个相同的超声波传感器1-7组成；超声波传感器1-7为模拟量超声波传感器。本技术自由变域装置内各部件之间的相互作用如下:由数控单元1-3、陀螺仪1-5、编码器1-6 —起构成轮式行走车I的自由变域控制单元；由数控单元1-3、超声波传感器1-7和后续的位姿校正标识物4 一起构成轮式行走车I的位姿校正控制单元。行走主体1-1上的数控单元1-3用于对轮式行走车I实现导向及定位；行走主体1-1的左、右两侧各设置有一个驱动轮组件1-2 (共有2个)，两个驱动轮组件1-2均由数控单元1-3控制，带动轮式行走车I自动行走和差速转弯转向及定位；行走主体1-1的前部、后部各设置有一个自由轮组件1-4 (共有2个)，自由轮组件1-4本身无动力源，仅对轮式行走车I起支承作用。陀螺仪1-5和编码器1-6用于对轮式行走车I在行走途中进行惯性导航及定位，轮式行走车I内侧(靠近作业站点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自由变域装置，其特征在于，包括有轮式行走车（1）和自由变域导向及控制部件；所述轮式行走车（1）包括有行走主体（1‑1），所述行走主体（1‑1）的左、右两侧分别对称设置有一个驱动轮组件（1‑2），所述行走主体（1‑1）的前部、后部分别对称设置有一个自由轮组件（1‑4）；所述自由变域导向及控制部件，包括有数控单元（1‑3）、陀螺仪（1‑5）、两个编码器（1‑6）及四组超声波传感装置，所述数控单元（1‑3）设置于所述行走主体（1‑1）上面，所述陀螺仪（1‑5）位于两个驱动轮组件中两个驱动轮轴线的中部位置，所述两个编码器（1‑6）分别与两个驱动轮组件（1‑2）中的电机主轴同轴连接，所述四组超声波传感装置分别设置于所述行走主体（1‑1）的前、后、左、右四个侧面上所述数控单元（1‑3）分别通过导线与所述两个驱动轮组件（1‑2）、两个编码器（1‑6）、四组超声波传感装置、陀螺仪（1‑5）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨幸芳，王晓华，张卫国，马丽萍，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61