[发明专利]基于索长/索力的巨型索系并联机器人绳索调整方法

摘要

本发明公开了一种基于索长/索力的巨型索系并联机器人绳索调整方法，主要解决大跨度索系并联机器人的精确定位问题。该方法首先通过测量仪器，标定站点坐标和塔顶坐标，进而确定出馈源舱的理论姿态角，并将绳索空间形状视为悬链线，解出每个离散点所在位置的绳索理论长度；然后通过绳索张力传感器测量出绳索张力，并计算出绳索当前的实际长度，用该绳索的实际值与理论值进行比较，得到绳索需要的调整量；最后将该调整量送入电机执行机构进行绳索的收放，牵引馈源舱运动。本发明馈源舱在2cm/s空间扫描速度下，通过对绳索长度的调整可使馈源舱的空间定位精度小于3厘米，适用于馈源舱的不同运行轨迹，特别适用于巨型索系并联机器人绳索的调整。

主权项

1.一种基于索长/索力的巨型索系并联机器人绳索调整方法，包括如下步骤：(1)架设测量仪器，标定站点坐标和塔顶坐标；(2)输入馈源舱被跟踪星体的赤纬角，确定馈源舱运动轨迹上的离散点坐标，即式中，是地理纬度；δ是赤纬角；H是时角；ρ是反射面的曲率半径；(3)由所述的离散坐标得出馈源舱的理论姿态，利用悬链线方程解出每个离散点所在位置的绳索理论值；(4)启动激光全站仪测量机，自动跟踪馈源舱上的棱镜获得棱镜在馈源舱上的整体坐标系，并将该坐标系的坐标值传输给测量计算机，通过刚体坐标转化，得到绳索与馈源舱连接点的整体坐标值；(5)通过绳索力传感器测量出绳索张力，并将该绳索张力的实测数据与馈源舱连接点的坐标值通过数据线传输给主控计算机，利用悬链线方程计算出绳索当前的实际长度，用该绳索实际长度与理论绳索长度进行比较，得出绳索理论长度和实际长度的差值；(6)将绳索理论长度和实际长度的差值通过张力与位置的混合控制算法，计算出绳索需要的调整量，即$U(k+1)=U\left(k\right)+\frac{k_2\hat{\theta }(k+1)}{r_2+{\left|\right|\hat{\theta }(k+1)\left|\right|}^2}(Y(k+1)-Y\left(k\right))$ k2是跟踪修正因子，r2是稳定修正因子；θ是输入和输出关系矩阵，Y(n)表示系统实际输出，U为输入，k表示调整次数；Y(k+1)表示理想的输出；(7)将计算出的绳索调整量，送入电机执行机构进行绳索的收放，牵引馈源舱运动；(8)反复运行步骤(5)-(7)，对绳索进行精确调整，最终完成馈源舱的空间扫描运动。