一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置，包括外殼、內(nèi)筒、彈簧和接近開關(guān)；彈簧的上端固結(jié)在外殼頂部并與索連接，下端固結(jié)在內(nèi)筒底部并與索連接，彈簧的長度隨著索的張緊力的增大同步增長；內(nèi)筒部分置于外殼內(nèi)，隨著彈簧的伸長與縮短，內(nèi)筒相對外殼上下滑動；外殼上設(shè)置有接近開關(guān)，接近開關(guān)通過檢測內(nèi)筒的位置而識別索的張緊程度。本發(fā)明專利技術(shù)通過接近開關(guān)對索力進行檢測以及判斷是否虛牽，相對于現(xiàn)有技術(shù)，模塊化程度高，結(jié)構(gòu)簡單可靠，安裝實施方便，而且可以利用彈簧的伸縮運動切割磁力線產(chǎn)生電力而供電給接近開關(guān)，從而省卻外界電源參與，特別適合安裝環(huán)境復(fù)雜多變的情況。

Detection device for virtual pulling of anti parallel robot

The invention discloses a device for detecting anti parallel robot virtual pull cable, which comprises a shell, an inner cylinder, a spring and a proximity switch; the upper end of the spring at the top of the housing and consolidation and cable connections, at the lower end of the inner cylinder and the bottom consolidation and cable connection, the length of the spring increases with the cable tension in the synchronous growth; the cylinder part is disposed within the housing, with the elongation of the spring and the inner cylinder is relatively shortened, sliding shell; shell is provided with a proximity switch, proximity switch by detecting the inner cylinder position and cable tension degree of recognition. The present invention by proximity switch for cable force detection and determine whether the virtual hand, compared with the prior art, high modularization, simple and reliable structure, convenient installation, and can use the telescopic motion of a spring and the power supply to the power cutting lines to generate proximity switch, so as to eliminate the external power supply, especially suitable for the installation of the complicated environment condition.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置
本專利技術(shù)涉及并聯(lián)裝置
，尤其涉及一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置
技術(shù)介紹
索并聯(lián)機構(gòu)的研究與應(yīng)用起源于上世紀(jì)80年代末期，是并聯(lián)機構(gòu)中的一種特殊柔性機構(gòu)，其驅(qū)動支鏈為柔性索。索并聯(lián)機構(gòu)相較于剛性桿支撐并聯(lián)機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單，工作空間大，高負載能力，易拆裝，可重組，模塊化程度高和運動速度快等優(yōu)點。然而，由于繩索只能承受拉力無法承受壓力，索并聯(lián)機構(gòu)的構(gòu)型受到諸多限制。為了保證繩索的終端運動的完全約束，繩索的數(shù)量必須多于終端自由度數(shù)目，從而引入冗余驅(qū)動和索虛牽的問題。索處于虛牽狀態(tài)時，容易導(dǎo)致索的張力極不均勻，甚至導(dǎo)致運動失控。目前，解決這個問題有兩種辦法：一是讓繩索成對拉結(jié)構(gòu)，以保證繩索始終張緊；二是在控制系統(tǒng)中加入索力檢測模塊。前者繩索較多不利于應(yīng)用，后者常采用力傳感器解決這個問題，但這個方法接線復(fù)雜，需要考慮安裝位置，且費用較高，需要專門的供電線路對力傳感器進行供電。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本專利技術(shù)的目的在于提供一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置，通過接近開關(guān)對索力進行檢測以及判斷是否虛牽，接線簡單，成本較低，適合各種復(fù)雜環(huán)境。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置，包括外殼、內(nèi)筒、彈簧和接近開關(guān)；所述彈簧的上端固結(jié)在外殼頂部且與索連接，下端固結(jié)在內(nèi)筒底部且與索連接，彈簧的長度隨著索的張緊力的增大同步增長；所述內(nèi)筒部分置于外殼內(nèi)，隨著彈簧的伸長與縮短，內(nèi)筒相對外殼上下滑動；所述外殼上設(shè)置有接近開關(guān)，接近開關(guān)通過檢測內(nèi)筒的靠近而識別索的張緊程度。優(yōu)選的，所述的接近開關(guān)為無源接近開關(guān)或霍爾接近開關(guān)或渦流式接近開關(guān)，所述內(nèi)筒含鐵質(zhì)材料體。優(yōu)選的，所述的接近開關(guān)為光電接近開關(guān)。光電接近開關(guān)利用內(nèi)筒對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測內(nèi)筒的位置，判斷出索是否處于虛牽位置。優(yōu)選的，所述的外殼上設(shè)置有至少兩組光電接近開關(guān)。進一步改進，還包括設(shè)置在內(nèi)筒上端的永磁體和設(shè)置在外殼上的線圈，索的索力變化帶來彈簧的伸長與縮短，彈簧帶著內(nèi)筒上的永磁體切割磁力線而形成電流，此電流可給接近開關(guān)提供工作電源。進一步改進，線圈設(shè)置在外殼的外壁上。進一步改進，所述內(nèi)筒和外殼上均設(shè)有掛鉤，索通過索結(jié)形成的繩環(huán)掛在掛鉤上；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)通過接近開關(guān)對索力進行檢測以及判斷是否虛牽，相對于現(xiàn)有技術(shù)，模塊化程度高，結(jié)構(gòu)簡單可靠，安裝實施方便，而且可以利用彈簧的伸縮運動切割磁力線產(chǎn)生電力而供電給接近開關(guān)，從而省卻外界電源參與，特別適合安裝環(huán)境復(fù)雜多變的情況。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是包含檢測裝置的冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是檢測裝置的內(nèi)筒滑出外殼的狀態(tài)示意圖；圖4是檢測裝置的內(nèi)筒滑進外殼的狀態(tài)示意圖；圖5是另一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是再一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是一種可自供電的防索虛牽裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1-終端動平臺，2-索，21-索結(jié)(如鉛塊)，3-檢測裝置，31-接近開關(guān)，32-彈簧，33-外殼，34-內(nèi)筒,341-鐵質(zhì)材料，342-永磁體，35-線圈。具體實施方式為使本專利技術(shù)實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。如圖1所示，本圖示意了一種冗余索并聯(lián)機器人，包括終端動平臺1和多組索2。由于冗余索并聯(lián)機器人不可避免存在多余索，在索力分配過程中，經(jīng)常會發(fā)生個別索索力為零從而虛牽的情況。本專利技術(shù)通過每組索2上均串聯(lián)有一個檢測裝置3，可以隨時檢測索力的變化情況從而有效避免虛牽現(xiàn)象。如圖2所示的是檢測裝置3的結(jié)構(gòu)示意圖。檢測裝置3包括外殼33、內(nèi)筒34、彈簧32和接近開關(guān)31；彈簧32的上端固結(jié)在外殼33頂部，下端固結(jié)在內(nèi)筒上底部；彈簧32的長度隨著索2的張緊力的增大同步增長。如圖3和4所示，內(nèi)筒34部分置于外殼33內(nèi)，隨著彈簧32的伸長與縮短，內(nèi)筒34相對外殼33上下滑動；內(nèi)筒34和外殼33上均設(shè)有掛鉤，索2通過索結(jié)21形成的繩環(huán)掛在掛鉤上；通過繩環(huán)就不必破壞索，外殼33上設(shè)置有接近開關(guān)31，接近開關(guān)31通過檢測內(nèi)筒34的靠近而識別索的張緊程度。本專利技術(shù)相當(dāng)于將檢測裝置3串聯(lián)在索2上，相比于現(xiàn)有技術(shù)，能夠更加直接有效地反映出索力的變化。如圖5所示，接近開關(guān)31為無源接近開關(guān)或霍爾接近開關(guān)或渦流式接近開關(guān)，所述內(nèi)筒含鐵質(zhì)材料體341。無源接近開關(guān)不需要電源，通過磁力感應(yīng)控制開關(guān)的閉合狀態(tài)，當(dāng)磁體或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開關(guān)磁場時，和開關(guān)內(nèi)部磁力作用控制閉合。霍爾接近開關(guān)則是一種磁敏元件，當(dāng)磁性物件移近霍爾接近開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或斷。采用霍爾接近開關(guān)，具有許多優(yōu)點，結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高(可達1MHZ)，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。本實施方案通過接近開關(guān)對索力進行檢測以及判斷是否虛牽，相對于現(xiàn)有技術(shù)，模塊化程度高，結(jié)構(gòu)簡單可靠，安裝實施方便。如圖6所示，接近開關(guān)31也可為光電接近開關(guān)。光電接近開關(guān)利用內(nèi)筒34對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測內(nèi)筒34的位置，判斷出索是否處于虛牽位置。作為優(yōu)選，外殼33上設(shè)置有至少兩組光電接近開關(guān)。如設(shè)置兩組，則其中第一組的安裝位置對應(yīng)索力為零時的位置，第二組的安裝位置對應(yīng)索力為允許最大值時的位置。兩組光電接近開關(guān)即可以檢測出索力為零的狀態(tài)，避免虛牽，又可以檢測出索力最大允許值的狀態(tài)，避免索被拉斷產(chǎn)生事故。如圖7所示，作為本專利技術(shù)的另一實施例，檢測裝置還包括設(shè)置在內(nèi)筒34上端永磁體342和設(shè)置在外殼33上的線圈35。線圈35設(shè)置在外殼33的內(nèi)壁或外壁上，作為優(yōu)選，可如圖7所示，設(shè)置在外壁上。外殼33的材質(zhì)可以是金屬的，也可以是非金屬的，是金屬時，線圈布置在里面，不是金屬時，線圈布置在外面。索2的索力變化帶來彈簧32的伸長與縮短，彈簧32帶著內(nèi)筒34上的永磁體342切割磁力線而形成電流，此電流可給接近開關(guān)31提供工作電源。本實施方案不需要外界給接近開關(guān)供電即可實現(xiàn)對索力的檢測，省卻外界電源參與，特別適合安裝環(huán)境復(fù)雜多變的情況。本實施例的基本原理是，彈簧的伸縮運動切割磁力線產(chǎn)生電力供電給接近開關(guān)并通過檢測判斷索的張緊情況，接近開關(guān)可以采用藍牙等無線方式發(fā)射信號，本專利技術(shù)檢測索力變化時不需要外界電源參與，特別適合安裝環(huán)境復(fù)雜多變的情況。由于索并聯(lián)機器人，尤其是應(yīng)用較多的冗余索并聯(lián)機器人的虛牽索經(jīng)常變化，也即各索的索力變化都較大，彈簧伸長與壓縮的變化也較其本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置，其特征在于：包括外殼(33)、內(nèi)筒(34)、彈簧(32)和接近開關(guān)(31)；所述彈簧(32)的上端固結(jié)在外殼(33)頂部并與索(2)連接，下端固結(jié)在內(nèi)筒(34)底部并與索(2)連接，彈簧(32)的長度隨著索(2)的張緊力的增大同步增長；所述內(nèi)筒(34)部分置于外殼(33)內(nèi)，隨著彈簧(32)的伸長與縮短，內(nèi)筒(34)相對外殼(33)上下滑動；所述外殼(33)頂部設(shè)置有接近開關(guān)(31)，接近開關(guān)(31)通過檢測內(nèi)筒(34)的靠近而識別索(2)的張緊程度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置，其特征在于：包括外殼(33)、內(nèi)筒(34)、彈簧(32)和接近開關(guān)(31)；所述彈簧(32)的上端固結(jié)在外殼(33)頂部并與索(2)連接，下端固結(jié)在內(nèi)筒(34)底部并與索(2)連接，彈簧(32)的長度隨著索(2)的張緊力的增大同步增長；所述內(nèi)筒(34)部分置于外殼(33)內(nèi)，隨著彈簧(32)的伸長與縮短，內(nèi)筒(34)相對外殼(33)上下滑動；所述外殼(33)頂部設(shè)置有接近開關(guān)(31)，接近開關(guān)(31)通過檢測內(nèi)筒(34)的靠近而識別索(2)的張緊程度。2.如權(quán)利要求1所述的一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置，其特征在于，所述的接近開關(guān)(31)為無源接近開關(guān)或霍爾接近開關(guān)或渦流式接近開關(guān)，所述內(nèi)筒(34)含鐵質(zhì)材料體(341)。3.如權(quán)利要求1所述的一種防索并聯(lián)機器人虛牽的檢測裝置，其特征在于，所述的接近開關(guān)(31)為光電接近開關(guān)，光電接近開關(guān)利用內(nèi)筒(34...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邵珠峰，鄧豪，唐曉強，王立平，尤政，張兆坤，劉志遠，
申請(專利權(quán))人：清華大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11