[实用新型]一种自由变域装置

说明书

技术领域

本实用新型属于机械作业控制设备技术领域，涉及一种自由变域装置。

背景技术

进行机械作业（如：加工、装配、物流交接等）操作的机械（如：机器人、加工机）称为作业机，被施加作业的对象（如：被加工的工件、装配的零件、物流交接的物料）称为作业对象。

变域型作业指的是安装作业对象的底座和安装作业机的底座中，一个固定在大地上，另一个可相对大地运动，即两底座之间有相对运动，运动的底座可以是安装作业机的底座，也可以是安装作业对象的底座。底座位置固定的作业机称为定域作业机，底座运动的作业机称为变域作业机。同样作业对象也分为定域作业对象和变域作业对象。因此，变域型作业方式可以分为两种：（1）变域作业机+定域作业对象的变域型作业方式；（2）定域作业机+变域作业对象的变域型作业方式。

按照变域机构运动的导向性质分类，变域型作业方式又可分为非自由路径变域作业方式和自由路径变域作业方式。

一般变域作业方式是采用机座沿导轨、轨道或传送带等硬件连续引导装置的路径运动来改变作业区域的方式进行变域，要改变路径必须重新配置硬件连续引导装置，这种不能随机地、自由地变更路径的变域作业方式称为非自由路径变域作业方式。

大型零件（如：飞机、船舶、列车、大型油气罐等）的加工或装配往往有若干个部位需要进行铣、钻、扩、铰等切削加工或铆、焊加工，在不同的加工部位进行加工可称为加工工位，当不同加工工位之间的距离较大、工位的分布又是随机的，采用定域作业和非自由路径变域作业很难实现或无法实现。

作业领域可沿自由路径变更的作业方式可称为自由路径变域作业方式（可简称自由变域作业）。自由变域作业由导向与定位控制装置、变域装置和作业机等实现，导向与定位控制装置自动控制变域装置沿自由路径移动到各个作业站点（即完成变域功能），然后由作业机完成作业。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自由变域装置，不仅可以灵活地实现自由变域，而且定位精度高、实现简单。

本实用新型所采用的技术方案是，一种自由变域装置，包括有轮式行走车和自由变域导向及控制部件；轮式行走车包括有行走主体，行走主体的左、右两侧分别对称设置有一个驱动轮组件，行走主体的前部、后部分别对称设置有一个自由轮组件；自由变域导向及控制部件，包括有数控单元、陀螺仪、两个编码器及四组超声波传感装置，数控单元设置于行走主体的上面，陀螺仪位于两个驱动轮组件中两个驱动轮轴线的中部位置，两个编码器分别与两个驱动轮组件中的电机主轴同轴连接，四组超声波传感装置分别设置于行走主体的前、后、左、右四个侧面上；数控单元分别通过导线与两个驱动轮组件、两个编码器、四组超声波传感装置、陀螺仪连接。

本实用新型的特点还在于，

每个驱动轮组件，包括有通过导线连接的驱动轮和电机。

电机为直流伺服电机。

编码器为旋转编码器。

每组超声波传感装置均由两个相同的超声波传感器组成。

超声波传感器为模拟量超声波传感器。

本实用新型的有益效果在于，

（1）本实用新型的自由变域装置具有适用范围广的优点，既可适用于自由变域作业机+定域作业对象的作业方式，还可适用于定域作业机+自由变域作业对象的作业方式；

（2）本实用新型的自由变域装置不仅可以灵活地实现自由变域，而且定位精度高、实现简单；

（3）本实用新型的自由变域装置主要有陀螺仪、编码器、超声波传感器、数控单元和轮式行走车，其中陀螺仪、编码器、超声波传感器和数控单元均安装在轮式行走车上，通过两级定位方式实现轮式行走车的自由变域及精确定位功能。

附图说明

图1是本实用新型自由变域装置中轮式行走车的移动路线示意图；

图2是本实用新型的自由变域装置的结构示意图；

图3是本实用新型自由变域装置中对轮式行走车进行导向及定位的工作原理图；

图4是本实用新型自由变域装置中对轮式行走车进行位姿校正的工作状态图。

图中，1.轮式行走车，1-1.行走主体，1-2.驱动轮组件，1-3.数控单元，1-4.自由轮组件，1-5.陀螺仪，1-6.编码器，1-7.超声波传感器，2.自由路径，3.墙面，4.位姿校正标识物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。