[发明专利]索牵引并联机构实验装置

说明书

本发明属于并联机器人技术领域，具体涉及一种索牵引并联机构实验装置，旨在解决现有技术中无可自主配置的索牵引并联机构实验平台的问题。本发明的索牵引并联机构实验装置集成了执行终端的位姿测量模块和具备绳索导向功能的导向滑轮机构，本发明的导向滑轮机构可有效降低绳索与V型轴承、U型槽之间的摩擦，本发明的索牵引并联机构实验装置采用模块化设计，绳索数量可根据不同需求配置，其数量最多可为12条，能够最大化地开展各种不同组合构型一到六自由度变参数索牵引并联机构的设计、运动演示、力学特性研究等问题，对实验者掌握并联机构相关知识具有重要意义。

技术领域

本发明属于并联机器人技术领域，具体涉及一种索牵引并联机构实验装置。

背景技术

绳索牵引并联机器人是并联机器人的一个分支，具有工作空间大、负载/自重比高、模块化程度高的特点。自提出索牵引并联机器人概念以来，越来越多的学者投入到索牵引并联机构的设计与研究中，索牵引并联机器人的应用也越来越广泛，在搬运、风洞试验、天文观测以及康复训练等领域均可见到索牵引并联机构的身影。

五百米口径球面射电望远镜(简称FAST)是我国自主建成的世界最大单口径球面射电望远镜，其馈源支撑系统由六索牵引并联机构、AB轴旋转机构和Stewart并联机器人组成。虽然FAST已经建成并投入使用，但是针对FAST机构的应用研究仍未停止。为进一步深入分析FAST馈源支撑系统及与之结构相似的索牵引并联机构，需设计一种用于实验目的的索牵引并联机构装置。此装置需具备执行终端位姿测量装置、绳索收放及导向等功能，且装置具备根据不同需求可配置、易于安装的特点。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中无可自主配置的索牵引并联机构实验平台的问题，本发明提供一种索牵引并联机构实验装置，包括本体结构件、牵引机构、绳索、动平台和控制器；

所述本体结构件包括支撑结构底座、支撑结构顶盖以及竖直延伸于所述支撑结构底座和所述支撑结构顶盖之间的六个支撑结构；

所述牵引机构包括分别装设于各支撑结构下端的驱动装置、分别装设于各所述支撑结构的导向滑轮组；所述导向滑轮组包括分别沿各所述支撑结构长度方向依次设置的第一导向滑轮机构和第二导向滑轮机构；

所述绳索一端与所述驱动装置连接，另一端依次穿过所述第二导向滑轮机构、所述第一导向滑轮机构与所述动平台连接；

所述动平台位于所述本体结构件的六个支撑结构所围成的空间内；

所述控制器分别与各所述驱动装置通过通信链路连接，所述驱动装置能够在所述控制器的控制下收放所述绳索以实现所述动平台的空间运动。

在一些优选技术方案中，所述第一导向滑轮机构与所述第二导向滑轮机构结构相同；

所述第一导向滑轮机构和所述第二导向滑轮机构均包括转接件和绳索跟踪组件，所述转接件装设于所述支撑结构，所述绳索跟踪组件可转动地装设于所述转接件；

所述绳索穿过所述绳索跟踪组件并与所述动平台连接，所述绳索带动所述动平台进行空间运动时，所述绳索跟踪组件能够在所述绳索的带动下相对于所述转接件被动转动。

在一些优选技术方案中，所述转接件包括U形支架，所述U形支架具有沿背离所述支撑结构所在方向延伸的两个连接端，所述两个连接端均设置有通孔且所述两个连接端沿所述U形支架高度方向间隔设置；

所述绳索跟踪组件的两端分别与所述两个连接端连接，所述绳索跟踪组件包括卡槽以及设置于所述卡槽内部的第一轴承，所述卡槽的两端分别与两个所述连接端转动连接，所述绳索通过所述通孔穿过所述第一轴承以与所述动平台连接。

在一些优选技术方案中，所述卡槽两端分别通过第二轴承与所述连接端连接，所述第二轴承、所述第一轴承的转动面垂直设置在所述转接件上。