拉线式机器人位置姿态测量仪及测量方法技术

本发明专利技术涉及多自由度运动平台测控技术领域，具体而言涉及拉线式机器人位置姿态测量仪，包括：承载框架，固定于承载面，并设有连接端面；连接部件，连接到所述承载框架的连接端面；运动平台，所述运动平台用于固定到被测目标平台；基准平台，第一端被连接到所述运动平台，第二端连接到所述连接部件；拉线式测量部件，设置于所述运动平台和所述基准平台。本发明专利技术通过采用平行支撑部件保持基准平台和运动平台之间的平行姿态，并采用可变自由度状态的连接部件，使基准平台在保持与机器人的目标平台平行的状态下，仍可以被准确的固定到承载框架上，为后续的拉线式姿态测量获得准确的数据奠定基础。奠定基础。奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
拉线式机器人位置姿态测量仪及测量方法


[0001]本专利技术涉及多自由度运动平台测控
，具体而言涉及拉线式机器人位置姿态测量仪及测量方法。

技术介绍

[0002]直接测量终端位姿的方法，通常是采用光学测量仪器进行非接触式测量，如采用三台光学仪器测量刚体上三个点的位置信息即可得到刚体的六自由度位姿信息。但是普通的光学测量设备实时性差，而可以满足实时性要求时的光学测量设备，成本又成几十倍的增加。另外光学测量仪器对环境以及被测刚体的空间有一定的要求。
[0003]因此，现有技术中提出六位移传感器动态测量法测量多自由度平台的空间姿态，如专利文献1和专利文献2所示的技术方案，虽然现有技术公开了使用上述测量方法测量的原理，但是，两种技术方案仅提到测量过程，对于测量的初始时刻，尤其是传感器的初始数据在安装时产生的误差及其如何被消除并未提及，并且拉线式传感器在安装后存在张力，初始值不准确，影响机器人空间姿态的测量结果。
[0004]介于此，人们迫切希望得到一种检测手段便捷、检测设备成本低、检测结果准确的姿态测量方案。
[0005]现有技术文献：
[0006]专利文献1：CN102636139A空间六自由度运动的六位移传感器动态测量法
[0007]专利文献2：CN1262816C刚体空间位姿测量装置及其测量方法
[0008]专利文献3：CN110948522A一种基于拉线旋转传感器的工业机器人空间位姿测量机构及测量方法

技术实现思路

[0009]本专利技术目的在于提供拉线式机器人位置姿态测量仪，能准确的定位基准平台和测量平台的初始位置，并消除安装中给拉线式传感器带来的应力，以保持传感器初始值准确。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供一种拉线式机器人位置姿态测量仪，包括：
[0011]承载框架，固定于承载面，并设有连接端面；
[0012]连接部件，连接到所述承载框架的连接端面；
[0013]运动平台，所述运动平台用于固定到被测目标平台；
[0014]基准平台，连接到所述连接部件；
[0015]拉线式测量部件，第一端连接到所述运动平台，第二端连接到所述基准平台，用于检测所述运动平台和所述基准平台的相对位移数据；
[0016]其中，所述连接部件被设置成具有自由状态和固定状态，在自由状态时，所述基准平台相对于所述承载框架的连接端面活动连接，在固定状态时，所述基准平台相对于所述承载框架的连接端面固定连接；
[0017]还包括平行支撑部件，用于保持所述运动平台和基准平台在空间上平行，被可拆
卸连接在所述运动平台和基准平台之间。
[0018]优选的，所述连接部件包括多个两两能相对运动的待紧固部件，所述待紧固部件以螺纹连接部件拧紧/松弛的方式改变连接状态；所述螺纹连接部件在松弛状态下，所述连接部件处于自由状态，所述螺纹连接部件在紧固状态下，所述连接部件处于固定状态。
[0019]优选的，所述螺纹连接部件加压方向与两个待紧固部件的相对运动方向垂直。
[0020]优选的，所述连接部件包括三组连接构件，所述连接构件具有四个自由度。
[0021]优选的，所述连接构件包括：
[0022]‑
连接板，设有与所述基准平台连接的第一端面，以及沿其长度方向设置的第一滑轴；
[0023]‑
第一轴套，套设在所述第一滑轴外壁，并设有两个与所述第一滑轴垂直分布的第二滑轴；
[0024]‑
两个第二轴套，分别套设在所述第二滑轴外壁，并设有垂直于所述第二滑轴的第三滑轴；
[0025]‑
第三轴套，套设在两个所述第二轴套的第三滑轴外壁，并设有用于连接到连接端面的连接轴；
[0026]‑
多个螺母，用于紧固所述第一滑轴和第一轴套、第二滑轴和第二轴套以及第三滑轴和第三轴套。
[0027]优选的，所述平行支撑部件设有两个固定间距的卡槽，第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽夹持在所述运动平台的上下端面，所述第二卡槽夹持在所述基准平台的上下端面，使所述基准平台和运动平台之间等距布置达到平行状态。
[0028]优选的，所述平行支撑部件包括至少三个等长的刚性支柱，每个刚性支柱的第一端和第二端均设有螺纹杆，所述螺纹杆上设有螺母，所述刚性支柱和螺母之间形成第一卡槽和第二卡槽，分别用于夹持所述运动平台和基准平台。
[0029]优选的，所述拉线式测量部件包括六个测量单元，每个测量单元包括：
[0030]两个二自由度滑轮组，分别固定到所述运动平台和基准平台相对的端面；
[0031]拉绳式位移传感器，第一端被固定到所述运动平台的二自由度滑轮组，第二端绕过所述基准平台的二自由度滑轮组并固定到所述基准平台。
[0032]本专利技术提出另一种技术方案，一种拉线式机器人位置测量方法，包括以下步骤：
[0033]步骤1、在地面上设置带有连接端面的承载框架，在连接端面上安装连接部件；
[0034]步骤2、在运动平台和基准平台之间安装平行支撑部件，使运动平台和基准平台保持平行；
[0035]步骤3、在基准平台和运动平台之间安装拉线式位移传感器；
[0036]步骤4、将运动平台连接到被测机器人；
[0037]步骤5、将基准平台连接到自由状态的连接部件，在连接后使连接部件由自由状态变为固定状态；其中，连接部件以逐个限缩自由度的方式由自由状态变为固定状态；
[0038]步骤6、拆除运动平台和基准平台之间安装的平行支撑部件，可以开始测量。
[0039]优选的，在步骤5中，所述连接部件限缩自由度的顺序为：由基准平面向承载框架方向逐个限缩。
[0040]优选的，在步骤5中，以螺纹紧固的方式完成自由度的限缩。
[0041]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。
[0042]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0043]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：
[0044]图1是本专利技术所示的拉线式机器人位置姿态测量仪的轴测图；
[0045]图2是本专利技术所示的拉线式机器人位置姿态测量仪的主视图；
[0046]图3是本专利技术所示的平行支撑部件安装到基准平台和运动平台之间的结构示意图；
[0047]图4是本专利技术所示的测量单元的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拉线式机器人位置姿态测量仪，其特征在于，包括：承载框架，固定于承载面，并设有连接端面；连接部件，连接到所述承载框架的连接端面；运动平台，所述运动平台用于固定到被测目标平台；基准平台，连接到所述连接部件；拉线式测量部件，第一端连接到所述运动平台，第二端连接到所述基准平台，用于检测所述运动平台和所述基准平台的相对位移数据；其中，所述连接部件被设置成具有自由状态和固定状态，在自由状态时，所述基准平台相对于所述承载框架的连接端面活动连接，在固定状态时，所述基准平台相对于所述承载框架的连接端面固定连接；还包括平行支撑部件，用于保持所述运动平台和基准平台在空间上平行，被可拆卸连接在所述运动平台和基准平台之间。2.根据权利要求1所述的拉线式机器人位置姿态测量仪，其特征在于，所述连接部件包括多个两两能相对运动的待紧固部件，所述待紧固部件以螺纹连接部件拧紧/松弛的方式改变连接状态；所述螺纹连接部件在松弛状态下，所述连接部件处于自由状态，所述螺纹连接部件在紧固状态下，所述连接部件处于固定状态。3.根据权利要求2所述的拉线式机器人位置姿态测量仪，其特征在于，所述螺纹连接部件加压方向与两个待紧固部件的相对运动方向垂直。4.根据权利要求1所述的拉线式机器人位置姿态测量仪，其特征在于，所述连接部件包括三组连接构件，所述连接构件具有四个自由度。5.根据权利要求4所述的拉线式机器人位置姿态测量仪，其特征在于，所述连接构件包括：
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连接板，设有与所述基准平台连接的第一端面，以及沿其长度方向设置的第一滑轴；
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第一轴套，套设在所述第一滑轴外壁，并设有两个与所述第一滑轴垂直分布的第二滑轴；
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两个第二轴套，分别套设在所述第二滑轴外壁，并设有垂直于所述第二滑轴的第三滑轴；
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第三轴套，套设在两个所述第二轴套的第三滑轴外壁，并设有用于连接到连接端面的连接轴；
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多...

【专利技术属性】
技术研发人员：相铁武，王赛进，韩观林，
申请(专利权)人：南京全控航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：