[发明专利]绳索驱动柔性机器人的运动学测试系统

说明书

本发明公开了一种绳索驱动柔性机器人的运动学测试系统，属于机器人技术领域。本发明的绳索驱动柔性机器人的运动学测试系统包括柔性臂模块，柔性臂模块包括若干柔性臂、位于相邻两个柔性臂之间的关节以及穿过若干柔性臂的驱动绳索，关节连接有角度测量单元，角度测量单元能够检测关节的转动角度；运动模块，运动模块能够带动柔性臂模块运动；测试模块，测试模块包括配重块以及位移测量单元，配重块与驱动绳索连接，位移测量单元能够测量驱动绳索的位移量。本发明的绳索驱动柔性机器人的运动学测试系统可以测试关节转动角度与驱动绳索位移变化量之间的关系，从而利用测得的数据对实际柔性机器人进行的运动数据进行修正。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其是涉及绳索驱动柔性机器人的运动学测试系统。

背景技术

柔性机器人相对于传统机械臂，有纤细的躯干、冗余的自由度，在复杂多障碍的环境中具有极强的灵活性，因此被广泛应用于核电、航天领域中大型设备的检修、维护、装配等作业任务。

这些狭小空间下的精细作业任务，往往要求柔性机器人具有较高的末端绝对定位精度，然而由于采用绳索驱动，在运动学关节上比较复杂，具有驱动空间、绳索空间、关节空间、操作空间几个层之间的映射关系，实际的绳索模型和理论的模型之间往往具有一定的误差，如：(1)绳索在穿过圆孔时，为了让其运动的误差达到最小，圆孔的尺寸应当尽可能小，尽管如此，考虑到摩擦力的因素，圆孔直径也必定会比绳索的直径大，造成实际的绳索穿过圆孔时，绳索将会贴近圆孔的一侧，影响绳索的空间位置，进一步影响绳索实际的长度；(2)在关节处两个圆盘之间，绳索的过孔处发生方向改变时，往往需要有一个圆弧的过渡段，再到直线段，绳索的长度按照直线段进行计算时，也必定会产生误差。

因此，柔性机器人的精度将是制约这类机器人在狭小空间下精细操作的瓶颈，为了研究其运动学中绳索空间到关节空间的准确关系，有必要搭建一个运动学测试的系统，通过实验测试绳索空间与关节空间之间运动学关系。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明实施例提供一种绳索驱动柔性机器人的运动学测试系统，能够测试绳索驱动柔性机器人的柔性臂的运动与驱动绳索的位移之间的关系。

本发明实施例解决上述技术问题所采取的技术方案为：提供一种绳索驱动柔性机器人的运动学测试系统，包括柔性臂模块，所述柔性臂模块包括若干柔性臂、位于相邻两个所述柔性臂之间的关节以及穿过若干所述柔性臂的驱动绳索，所述关节连接有角度测量单元，所述角度测量单元能够检测所述关节的转动角度；运动模块，所述运动模块能够带动所述柔性臂模块运动；测试模块，所述测试模块包括配重块以及位移测量单元，所述配重块与所述驱动绳索连接，所述位移测量单元能够测量所述驱动绳索的位移量。

作为上述技术方案的进一步改进，所述测试模块还包括滑动连接件，所述滑动连接件包括滑动导轨以及可滑动地设置于所述滑动导轨上的随动滑动块，所述随动滑动块与所述驱动绳索固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述位移测量单元与所述随动滑块连接，以通过检测所述随动滑动块的位移量得到所述驱动绳索的位移量。

作为上述技术方案的进一步改进，所述滑动导轨的两端设有限位块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述测试模块还包括前定滑轮、后定滑轮，所述前定滑轮位于所述滑动连接件与所述柔性臂模块之间，所述后定滑轮位于所述滑动连接件与所述配重块之间，所述前定滑轮、所述滑动连接件与所述后定滑轮位于同一直线上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述柔性臂模块设有若干所述驱动绳索，所述测试模块包括与所述驱动绳索数量相等的测量单元，所述测量单元包括所述滑动连接件、所述前定滑轮、所述后定滑轮以及所述配重块。

作为上述技术方案的进一步改进，相邻两个所述柔性臂的连接处设有第一轴孔、第二轴孔，所述第一轴孔与所述第二轴孔相互垂直。