[发明专利]一种绳式六自由度测量装置

说明书

本发明公开了一种绳式六自由度测量装置，包括静平台、动平台、六个横轴、六个轴端检测装置、六条绳索和六个弹性回复装置，六个横轴与静平台转动连接；静平台设有绳索过孔，每个横轴均分别缠绕有一个绳索，其一端与横轴固定，其另一端穿过绳索过孔后与动平台连接；六个轴端检测装置用于检测横轴的旋转角度，六个弹性回复装置用于绳索的张紧和动平台的复位；当运平台的位姿发生变化时，六条绳索的长度发生变化，从而带动六个横轴产生转动，每个轴端检测装置检测出与之位置对应的横轴的旋转角度，通过计算求得动平台相对于静平台的六个自由度位姿变化。本发明具有体积小、结构简单，易于制造和安装，适用性广等特点。

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其涉及一种工业机器人操作器的六维位姿测量。

背景技术

六自由度位姿测量是实现机器人高精度定位及复杂路径高效示教的使能技术。现有的测量技术多基于直线位移传感器、激光或机器视觉等接触或非接触测量技术实现，测量系统体积大、成本较高，不宜小型化。采用绳式位移传感器仅能完成一维位移测量，通过组合后虽可实现多维测量，但结构复杂、装置体积大、测量精度低。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提出一种绳式六自由度测量装置，具有体积小、结构简单，易于制造和安装，适用性广等特点。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种绳式六自由度测量装置，包括静平台和动平台，所述静平台上安装有六个横轴，所述六个横轴与所述静平台转动连接；所述静平台的顶部设有六个绳索过孔，每个横轴均分别缠绕有一条绳索，所述绳索的一端与所在横轴固定，所述绳索的另一端穿过所述静平台上对应的绳索过孔后与所述动平台连接；每个横轴的末端处均安装一个轴端检测装置，所有的轴端检测装置均固定连接于静平台，用于检测横轴的旋转角度；每个横轴与所述静平台之间设有弹性回复装置，所述弹性回复装置包括弹性张拉件，所述弹性张拉件的一端与所述横轴固定连接，所述弹性张拉件的一分部缠绕于所述横轴上，所述弹性张拉件的另一端与所述静平台固定连接；

当对动平台施加力，使得所述动平台的位姿发生变化时，与动平台连接的六条绳索的长度发生变化，所述六条绳索带动六个横轴产生转动，安装在所述横轴末端处的轴端检测装置检测出与之位置对应的横轴的旋转角度，通过计算求得动平台相对于静平台的六个自由度位姿变化；与此同时，所述的弹性回复装置中的弹性张拉件使得所述绳索在动平台运动的过程中，始终处于拉紧状态；当对动平台不再施加力时，所述动平台在弹性回复装置的作用下回到原始点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明绳式六自由度测量装置是将六组绳式测量系统并行联接，具有体积小、结构简单、紧凑、可靠性高、测量精度高等优点。不仅可用于空间刚体的六自由度位姿、速度及加速度的测量，也可用于机器人示教操作的导引装置。

附图说明

图1为本发明所述的测量装置的结构剖面图；

图2为本发明所述的测量装置的结构示意图；

图3是本发明所述的测量装置去除套筒后的立体结构示意图；

图4是图3所示测量装置去除套筒后的另一视角的立体结构示意图。

图中：

1-套筒 2-横轴 3-轴端检测装置 4-绳索

5-静平台 6-弹性绳 7-动平台 8-主板

9-绳索过孔 10-第一轴承 11-第二轴承 12-固定轴

13-绳索固定结构

具体实施方式