一種機械臂空間定位設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機械控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機械臂空間定位設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]機器人是一種能夠完成模擬人手臂、手腕和手功能的機械電子裝置。它可把任何物件或工具按空間位姿(位置和姿態(tài))的時變要求進(jìn)行移動，從而完成某一作業(yè)要求?，F(xiàn)有機械臂擁有較高的重復(fù)定位精度，但是軌跡規(guī)劃方式及絕對定位精度低，很難滿足醫(yī)療機器人、服務(wù)機器人等非重復(fù)性工作需求。以手術(shù)中輔助用機械臂為例，其對于重復(fù)定位精度沒有要求，但是要求機器人定位坐標(biāo)(x，y，z)誤差很小，運動過程中不發(fā)生碰撞，且要求操作簡單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本實用新型實施例期望提供一種機械臂空間定位設(shè)備，至少能解決現(xiàn)有機械臂絕對定位的精確低等技術(shù)問題。
[0004]本實用新型實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]本實用新型實施例提供了一種機械臂空間定位設(shè)備，所述設(shè)備包括:
[0006]機械臂、牽引裝置和用于測量空間位置信息和空間角度信息的定位器；所述牽引裝置分別與定位器和機械臂連接，所述牽引裝置和定位器置于所述機械臂上。
[0007]上述方案中，所述牽弓丨裝置和定位器分別置于所述機械臂的軸端或末端。
[0008]上述方案中，所述定位器包括角度傳感器和位置傳感器。
[0009]上述方案中，所述牽引裝置包括力傳感器或光學(xué)傳感器。
[0010]上述方案中，所述定位器包括數(shù)據(jù)存儲器。
[0011 ] 上述方案中，所述數(shù)據(jù)存儲器通過有線或無線的方式分別與所述牽引裝置、角度傳感器和位置傳感器連接。
[0012]上述方案中，所述數(shù)據(jù)存儲器為U盤或硬盤。
[0013]上述方案中，所述位置傳感器包括光學(xué)捕捉系統(tǒng)。
[0014]上述方案中，所述牽引裝置包括助力器，所述助力器與所述力傳感器或光學(xué)傳感器連接。
[0015]上述方案中，所述助力器包括電機。
[0016]本實用新型實施例所提供的機械臂空間定位設(shè)備，通過牽引裝置提供牽引力，使得定位器測量機械臂的空間位置信息和空間角度信息，提高了機械臂控制的絕對定位精度，降低了操作復(fù)雜性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]為了能明確實現(xiàn)本實用新型的實施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的尺寸、結(jié)構(gòu)和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本實用新型限定在該特定尺寸、結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中，根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改，所進(jìn)行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
【具體實施方式】
[0019]在以下的描述中，將描述本實用新型的多個不同的方面，然而，對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，可以僅僅利用本發(fā)明的一些或者全部結(jié)構(gòu)或者流程來實施本發(fā)明。為了解釋的明確性而言，闡述了特定的數(shù)目、配置和順序，但是很明顯，在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下也可以實施本實用新型。在其他情況下，為了不混淆本發(fā)明，對于一些眾所周知的特征將不再進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0020]本實施例提供了一種機械臂空間定位設(shè)備，如圖1所示，所述設(shè)備包括:
[0021]機械臂101、用于測量空間位置信息和空間角度信息的定位器102和牽引裝置103 ;所述牽引裝置103分別與定位器102和機械臂101連接，所述定位器102與牽引裝置103置于所述機械臂101上。根據(jù)實際需要，定位器102與牽引裝置103可以設(shè)置在機械臂101的軸端，也可以設(shè)置在機械臂101的指定位置。通常將定位器102設(shè)置在機械臂101的末端(機械臂的自由端)上用于進(jìn)行操作的位置，以測量機械臂101末端安裝上工具時的實際情況。定位器102可以直接被拖動到需要進(jìn)行測量空間位置信息和空間角度信息的位置，操作簡單。
[0022]本實用新型通過定位器102測量機械臂101的空間位置信息和空間角度信息，提高了機械臂101控制的絕對定位精度，降低了操作復(fù)雜性。
[0023]六自由度機器人是一種能夠完成模擬人手臂、手腕和手功能的機械電子裝置。它可把任何物件或工具按空間位姿(位置和姿態(tài))的時變要求進(jìn)行移動，從而完成某一工業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)要求。為此，本實施例的所述機械臂101可以是六自由度機械臂，也可以是其他自由度的機械臂。
[0024]機械臂101末端負(fù)載很大時，對機械臂101的移動會非常費力，甚至復(fù)雜。為此，本實施例的牽引裝置103還可以包括執(zhí)行單元，執(zhí)行單元可以通過助力器(還可以是液壓桿或氣壓桿等)實現(xiàn)，將助力器與機械臂101連接。此時，牽引裝置103還可以包括信號獲取單元，用于獲取牽引信號。信號獲取單元可以是能夠測量前后方向(根據(jù)實際情況設(shè)定具體方向)的力傳感器(也可以是其他傳感器如光學(xué)跟蹤儀器等)。當(dāng)需要定位器102到指定位置時，力傳感器會測得向前方向的力信號，助力器和力傳感器連接后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)向前方向的拉力大于一定閾值時，產(chǎn)生與所述向前方向的拉力同方向的推力；力傳感器測得向后方向的阻力，并且向后方向的阻力大于一定閾值時，產(chǎn)生與所述向后方向的阻力同方向的推力，如此，降低了機械臂101定位的復(fù)雜度。助力器可以通過控制機械臂101自身電機實現(xiàn)，也可以通過其他電機和其他機械設(shè)備的組合實現(xiàn)。
[0025]所述定位器102主要用于測量機械臂101的空間位置信息和空間角度信息，以提高機械臂的絕對定位精度。實際使用中，位置傳感器可以是光學(xué)捕捉系統(tǒng)或其他測量位置的傳感器。通過角度傳感器實現(xiàn)對空間角度信息的測量，進(jìn)一步矯正機械臂的運動方向，角度傳感器可以是陀螺儀或其他測量角度的傳感器。在接近目標(biāo)區(qū)域時，傳感器通過向機器人發(fā)送指令，降低機器人運動速度，并最終在目標(biāo)位置姿態(tài)鎖定機器人。如有需要，還可以根據(jù)實際需要，在定位器102上設(shè)置速度傳感器或溫度傳感器等設(shè)備就，即定位器102可以包括壓力傳感器、角度傳感器速度傳感器和溫度傳感器等。
[0026]在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的設(shè)備和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的設(shè)備實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，如:多個單元或組件可以結(jié)合，或可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另外，所顯示或討論的各組成部分相互之間的耦合、或直接耦合、或通信連接可以是通過一些接口，設(shè)備或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性的、機械的或其它形式的。
[0027]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種機械臂空間定位設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括: 機械臂、牽引裝置和用于測量空間位置信息和空間角度信息的定位器；所述牽引裝置分別與定位器和機械臂連接，所述牽引裝置和定位器置于所述機械臂上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述牽引裝置和定位器分別置于所述機械臂的軸端或末端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述定位器包括角度傳感器和位置傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述牽引裝置包括力傳感器或光學(xué)傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述定位器包括數(shù)據(jù)存儲器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲器通過有線或無線的方式分別與所述牽引裝置、角度傳感器和位置傳感器連接。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲器為U盤或硬盤。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述位置傳感器包括光學(xué)捕捉系統(tǒng)。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述牽引裝置包括助力器，所述助力器與所述力傳感器或光學(xué)傳感器連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述助力器包括電機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種機械臂空間定位設(shè)備，所述設(shè)備包括：機械臂、牽引裝置和用于測量空間位置信息和空間角度信息的定位器；所述牽引裝置分別與定位器和機械臂連接，所述牽引裝置和定位器置于所述機械臂上。
【IPC分類】B25J19/02
【公開號】CN205058074
【申請?zhí)枴緾N201520244881
【發(fā)明人】王豫, 朱罡, 陳向前, 趙向蕊, 翟柏松, 孫志彬
【申請人】北京航空航天大學(xué), 北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年4月21日