[实用新型]一种双柔性机器人同步运动控制装置

说明书

本实用新型公开了一种双柔性机器人同步运动控制装置，包括机械本体部分、检测驱动部分及控制部分，机械本体部分由第一柔性本体及第二柔性本体部分构成，检测驱动部分包括压电传感器及压电驱动器，控制部分对接收的检测信号进行处理输出控制信号，对四个柔性臂进行振动控制。本实用新型实现对振动量无法直接测量的柔性臂进行振动控制，并且可以比较两柔性臂的同步运动的控制效果。

技术领域

本实用新型涉及柔性机器人领域，特别涉及一种双柔性机器人同步运动控制装置。

背景技术

随着科学技术的发展，机器人技术不断朝着轻质、高速度和高精度的方向发展，特别是进入二十一世纪以来，人类对太空的探索不断深入，考虑到外太空环境的恶劣和复杂性以及宇航员自身安全，在执行复杂的空间探索和操作任务时，十分有必要采用结合航空技术和机器人技术的机械臂结构来代替航天员完成这些任务。因此对机械臂的结构设计和振动控制技术的研究已经成为机器人技术和航空航天领域的一个重要研究方向。

传统的工业机器人为了避免产生定位误差和机械振动，手臂一般都被设计成刚性结构，随着航天事业的飞速发展，空间机械臂索要完成的任务复杂度日益增加，其对结构和性能的要求也越来越高，复杂的任务使得空间机械臂的结构越来越大，另一方面为了降低航天成本和机械臂能量消耗，并且保证其灵活性，空间机械臂往往采用新型轻质材料制造，因此，空间机械臂朝着低刚度、高精度和柔性化的趋势发展。从单自由度的柔性机械臂开始，柔性机械臂的研究发轫于上世纪80年代，随着机械臂所执行的任务越来越复杂，单自由度的柔性机械臂无法满足使用需要，两自由度柔性机械臂的研究随之兴起，其中最为著名的为加拿大航空署为国际空间站设计的加拿大臂二号(SSRMS-2)，与传统的刚性机械臂相比，柔性机械臂具有轻质、高响应速度、高载重/自重比等特点，但同时由于其低刚度和大扰度的特点，当收到外部激励时，两自由度柔性机械臂很容易产生的自身低频率、大幅度的弹性振动，从而导致其在使用过程中也存在一些问题，以空间站的第一阶段的装配为例，空间柔性机械臂系统需要工作47小时左右，但其约有20％～30％的时间用于等待其自身残余振动的衰减，同时为了避免机械臂运动过程中产生较大的弹性振动，机械臂的展开过程也需要较长时间,这些问题显然与柔性机械臂高速高精的工作要求不符，影响了机械臂工作的定位精度，弹性振动将是结构产生过早的疲劳破坏，同时可能引发系统共振导致系统破坏和失效，因此如何正确分析两自由度柔性机械臂的动力特性和驱动特性并对其运动过程中的弹性振动的抑制显得尤为重要。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种双柔性机器人同步运动控制装置。

本实用新型使得柔性机械臂结构在较大的旋转范围内运动，并使之在较大的工作空间上实现稳定、准确、快速的到达预设定的定位，并快速抑制振动，位于柔性臂末端的视觉检测装置可实时检测柔性臂位姿，对柔性臂末端轨迹规划和机械臂避障具有重要作用。

本实用新型采用如下技术方案：

一种双柔性机器人同步运动控制装置，包括机械本体部分、检测驱动部分及控制部分；

所述机械本体部分由第一柔性本体及第二柔性本体构成；

所述第一柔性本体包括第一柔性臂、第一减速器、第一伺服电机、第一移动装置、第二柔性臂、第二减速器及第二伺服电机，所述第一柔性臂的一端通过第一法兰盘机械连接装置与第一减速器的输出端连接，其另一端为自由端，第一伺服电机安装在第一减速器的输入端；第一减速器的基座与第二柔性臂的一端连接；

第二伺服电机与第二减速器的输入端连接，第二减速器的基座安装在第一移动装置上，第二减速器的输出端通过第二法兰盘连接装置与第二柔性臂的另一端连接，所述第一移动装置固定在试验台上；

第二柔性本体包括第三柔性臂、第四柔性臂、第四伺服电机、第五伺服电机、第五减速器及第二移动装置；