一种应用于空间捕获的智能机器人系统技术方案

一种应用于空间捕获的智能机器人系统，其包括两个视觉传感器、一个控制柜、一个机械臂和一个空间捕获机构，其中空间捕获机构主要包括工具箱、并联机构、辅助凸台和Bricard机构，工具箱与定平台上表面固连，辅助凸台与定平台下表面固连，并联机构三条支链通过转动副与定平台连接，通过复合球铰与Bricard机构连接，复合球铰中的一个转动副与Bricard机构转动副共用一条轴线，Bricard机构充当动平台，两个视觉传感器布置在工作平台的对角位置，控制柜布置于工作平台边缘，机械臂固定在工作平台中间并通过末端执行器与工具箱相连，形成了一种应用于空间捕获的智能机器人系统。本实用新型专利技术提高了空间捕获机构的灵活性，增大了抓捕范围，适用性强，可用于完成各种捕获任务。可用于完成各种捕获任务。可用于完成各种捕获任务。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于空间捕获的智能机器人系统


[0001]本技术涉及空间捕获领域，尤其涉及一种应用于空间捕获的智能机器人系统。

技术介绍

[0002]机械臂抓捕物体，灵活性高，适用性差，只适用于抓捕一些特定结构的物体，而并联机构和Bricard机构组成的空间捕获机构抓捕物体，刚度大，适用性高，抓捕稳定，可捕获结构复杂的物体，但需要人手动调整机构位置和姿态对准被捕获物体，本技术将二者结合并增加了智能感知视觉传感器，通过视觉传感器识别物体的几何特征并确定其空间的位置和姿态，机械臂调整捕获机构的位置和姿态对准被捕获物体，电机驱动并联机构和Bricard机构捕获物体。本技术增加了空间捕获机构的捕获范围，提高了捕获机构的灵活性和可操作性，能够完成航空航天、轨道交通、海洋工程等高端装备制造业领域复杂结构件的任务捕获。

技术实现思路

[0003]本技术旨在解决空间捕获机构需要人手动移动对准物体的问题，提供一种应用于空间捕获的智能机器人系统，增大了可操作工作空间和灵活性，提高了捕获机构的智能性，提高捕获机构的抓捕能力。
[0004]本技术的技术方案：
[0005]一种应用于空间捕获的智能机器人系统，其特征在于：所述一种应用于空间捕获的智能机器人系统由视觉传感器、控制柜、机械臂和空间捕获机构组合成，两个视觉传感器布置在工作平台的对角，控制柜布置于工作平台边缘，机械臂布置在工作平台中心，空间捕获机构由紧固在定平台上表面的工具箱、紧固在定平台下表面的辅助凸台、并联机构以及充当动平台的Bricard机构组成，机械臂通过末端执行器抓取工具箱与捕获机构相连，定平台上布置三个电机，Bricard机构上布置三个电机，六个电机驱动并联机构和Bricard机构实现捕获和上下移动物体。
[0006]所述的并联机构包括定平台、三条支链以及Bricard机构；定平台与三条支链通过转动副连接，转动轴与电机轴相连；支链与Bricard机构通过复合球铰副连接，复合球铰中的一个转动副与Bricard机构共用一个轴线，Bricard机构与支链相连的转动副两两间隔，Bricard机构未与连杆相连转动副的轴与电机输出轴相连。
[0007]所述的Bricard机构为普通对称型，该机构由三条相同的Bricard支链组成，有六个转动副，每条支链由两个连杆组成，每个连杆两端孔的轴线在空间平移相交夹角为45
°
，与并联机构连杆相连的三个转动副与并联连杆复合球铰的一个转动副共用一个轴线，且轴线互相平行垂直于水平面；剩下的三个转动轴线与水平面夹角为45
°
，轴线为所在的直线在空间中向上汇交于一点，该角度为最佳角度，即可实现大范围的放大和极小范围的收缩，又可以保证加持力足够大，夹住被捕获物体；与并联机构相连的Bricard转动副设置了一定的
拐角，可避免干涉，实现极小范围的收缩，更好地完成捕获任务。
[0008]所述的并联机构三条支链由两个转动副、两个连杆和一个球副组成，支链的第一个转动副与定平台相连，转动轴线所在直线两两相交形成一个等边三角形；第二个转动副连接着两个连杆，转动轴线与第一个转动副平行；球副为复合球铰连接着Bricard机构，可以适应Bricard机构因变形引起的位姿变换；三条支链可向上移动被捕获物体，令被捕获物体与辅助凸台接触增加受力点使抓捕更牢固稳定。
[0009]所述的机械臂包括末端执行器、底座、第一部件、第二部件、第三部件、第四部件，底座与第一部件通过转动副连接，转动轴线垂直于水平面；第一部件与第二部件通过转动副连接，第二部件与第三部件通过转动副连接，第三部件与第四部件通过转动副连接，三个转动轴线相互平行且平行于水平面；末端执行器与第四部件紧固连接，机械臂可调整空间捕获机构的位置和姿态对准被捕获物体。
[0010]本技术的有益效果：本技术所述的一种应用于空间捕获的智能机器人系统，通过机械臂调整捕获机构的位置和姿态，扩大抓捕范围；通过电机驱动Bricard机构缩放变形抓捕复杂结构的物体，再由电机驱动并联机构提升被捕获物体与辅助凸台接触，使抓捕更加牢固稳定。
附图说明
[0011]图1是本技术实施例的一种应用于空间捕获的智能机器人系统示意图；
[0012]图2是本技术实施例的视觉传感器示意图；
[0013]图3是本技术实施例的捕获机构示意图；
[0014]图4是本技术实施例的并联机构示意图；
[0015]图5是本技术实施例的Bricard机构收缩示意图；
[0016]图6是本技术实施例的Bricard机构扩大示意图；
[0017]图7是本技术实施例的机械臂示意图；
[0018]图8是本技术实施例的捕获球体示意图；
[0019]图9是本技术实施例的捕获四面体示意图；
[0020]图10是本技术实施例的捕获圆柱体示意图；
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本技术作进一步说明。
[0022]如图1：所述一种应用于空间捕获的智能机器人系统由视觉传感器(1)、空间捕获机构(2)、机械臂(3)、控制柜(4)组成，两个视觉传感器布置在工作平台的对角，控制柜布置于工作平台边缘，机械臂布置在工作平台中心，机械臂通过末端执行器抓取空间捕获机构，定平台上布置三个电机，Bricard机构上布置三个电机，六个电机驱动并联机构和Bricard机构实现捕获和上下移动物体。
[0023]如图2：所述的视觉传感器包括底座(1
‑
3)、转动体(1
‑
1)和摄像头(1
‑
2)，底座与转动体通过转动副连接，转动体和摄像头通过转动副连接。
[0024]如图3：所述空间捕获机构包括工具箱(2
‑
1)、辅助凸台(2
‑
2)、并联机构(2
‑
3)和Bricard机构(2
‑
4)，工具箱紧固于定平台上表面，辅助凸台紧固于定平台下表面。
[0025]如图4：所述的并联机构包括定平台(2
‑3‑
1)、三条支链以及Bricard机构(2
‑
4)；定平台与三条支链通过转动副(2
‑3‑
2)连接，转动轴与电机输出轴相连；组成支链的两个连杆(2
‑3‑
3、2
‑3‑
5)通过转动副(2
‑3‑
4)连接；支链与Bricard机构通过复合球铰(2
‑3‑
6)连接，复合球铰中的一个转动副与Bricard机构共用一个轴线，Bricard机构与支链相连的转动副两两间隔，Bricard机构未与连杆相连转动副的轴与电机输出轴相连；采用复合球铰连接，可适应Bricard机构因变形引起的位姿变换；三条支链可以实向上移动被捕获物体，令被捕获物体与辅助凸台接触增加受力点，使抓捕更牢固稳定。
[0026]如图5：所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于空间捕获的智能机器人系统，其特征在于：所述一种应用于空间捕获的智能机器人系统包括视觉传感器、控制柜、机械臂、空间捕获机构，两个视觉传感器布置在工作平台的对角，控制柜布置于工作平台边缘，机械臂布置在工作平台中心，空间捕获机构由紧固在定平台上表面的工具箱、紧固在定平台下表面的辅助凸台、并联机构以及充当动平台的Bricard机构组成，机械臂通过末端执行器抓取工具箱与捕获机构相连，定平台上布置三个电机，Bricard机构上布置三个电机，六个电机驱动并联机构和Bricard机构实现捕获和上下移动物体。2.根据权利要求1所述的应用于空间捕获的智能机器人系统，其特征在于：所述的并联机构包括定平台、三条支链以及Bricard机构，定平台与三条支链通过转动副连接，转动轴与电机输出轴相连，支链与Bricard机构通过复合球铰连接，复合球铰中的一个转动副与Bricard机构共用一个轴线，Bricard机构与支链相连的转动副两两间隔，Bricard机构未与连杆相连转动副的轴与电机输出轴相连。3.根据权利要求2所述的应用于空间捕获的智能机器人系统，其特征在于：所述的Bricard机构为普通对称型，由三条相同的Bricard支链组成，有六个转动副，每条Bricard支链由两个连杆组成，每个连杆两端孔的轴线在空间平移相交夹角为45
°
，与并联机构连杆相连的三个转动副两两间隔开，每个转动副与并...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海强，王俊杰，刘甲超，孔维鑫，丁茂莹，苏一鸣，张明辉，姚燕安，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：