[发明专利]一种防索并联机器人虚牵的检测装置

说明书

本发明公开了一种防索并联机器人虚牵的检测装置，包括外壳、内筒、弹簧和接近开关；弹簧的上端固结在外壳顶部并与索连接，下端固结在内筒底部并与索连接，弹簧的长度随着索的张紧力的增大同步增长；内筒部分置于外壳内，随着弹簧的伸长与缩短，内筒相对外壳上下滑动；外壳上设置有接近开关，接近开关通过检测内筒的位置而识别索的张紧程度。本发明通过接近开关对索力进行检测以及判断是否虚牵，相对于现有技术，模块化程度高，结构简单可靠，安装实施方便，而且可以利用弹簧的伸缩运动切割磁力线产生电力而供电给接近开关，从而省却外界电源参与，特别适合安装环境复杂多变的情况。

技术领域

本发明涉及并联装置技术领域，尤其涉及一种防索并联机器人虚牵的检测装置

背景技术

索并联机构的研究与应用起源于上世纪80年代末期，是并联机构中的一种特殊柔性机构，其驱动支链为柔性索。索并联机构相较于刚性杆支撑并联机构，具有结构简单，工作空间大，高负载能力，易拆装，可重组，模块化程度高和运动速度快等优点。

然而，由于绳索只能承受拉力无法承受压力，索并联机构的构型受到诸多限制。为了保证绳索的终端运动的完全约束，绳索的数量必须多于终端自由度数目，从而引入冗余驱动和索虚牵的问题。索处于虚牵状态时，容易导致索的张力极不均匀，甚至导致运动失控。目前，解决这个问题有两种办法：一是让绳索成对拉结构，以保证绳索始终张紧；二是在控制系统中加入索力检测模块。前者绳索较多不利于应用，后者常采用力传感器解决这个问题，但这个方法接线复杂，需要考虑安装位置，且费用较高，需要专门的供电线路对力传感器进行供电。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种防索并联机器人虚牵的检测装置，通过接近开关对索力进行检测以及判断是否虚牵，接线简单，成本较低，适合各种复杂环境。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种防索并联机器人虚牵的检测装置，包括外壳、内筒、弹簧和接近开关；所述弹簧的上端固结在外壳顶部且与索连接，下端固结在内筒底部且与索连接，弹簧的长度随着索的张紧力的增大同步增长；所述内筒部分置于外壳内，随着弹簧的伸长与缩短，内筒相对外壳上下滑动；所述外壳上设置有接近开关，接近开关通过检测内筒的靠近而识别索的张紧程度。

优选的，所述的接近开关为无源接近开关或霍尔接近开关或涡流式接近开关，所述内筒含铁质材料体。

优选的，所述的接近开关为光电接近开关。光电接近开关利用内筒对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测内筒的位置，判断出索是否处于虚牵位置。

优选的，所述的外壳上设置有至少两组光电接近开关。

进一步改进，还包括设置在内筒上端的永磁体和设置在外壳上的线圈，索的索力变化带来弹簧的伸长与缩短，弹簧带着内筒上的永磁体使得线圈切割磁力线而形成电流，此电流可给接近开关提供工作电源。

进一步改进，线圈设置在外壳的外壁上。

进一步改进，所述内筒和外壳上均设有挂钩，索通过索结形成的绳环挂在挂钩上；与现有技术相比，本发明通过接近开关对索力进行检测以及判断是否虚牵，相对于现有技术，模块化程度高，结构简单可靠，安装实施方便，而且可以利用弹簧的伸缩运动切割磁力线产生电力而供电给接近开关，从而省却外界电源参与，特别适合安装环境复杂多变的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是包含检测装置的冗余驱动并联机器人的结构示意图；