[发明专利]一种全位姿主被动柔顺机器人旋拧阀门方法

摘要

一种全位姿主被动柔顺机器人旋拧阀门方法，涉及机器人及利用该机器人的旋拧阀门方法。旨在解决工业机器人无法进行大范围运动，作业范围窄；末端执行器和阀门手轮间产生刚性碰撞和径向接触力；由于不同阀门的旋拧阻力矩不同，可能造成作业装置的损伤；阀门手轮在转动的同时会产生轴向位移，带来末端轴向接触力等问题。包括轮式移动平台、四自由度机械臂和柔顺末端执行器，四自由度机械臂安装在轮式移动平台上，两者之间安装有六维力传感器，柔顺末端执行器安装在四自由度机械臂末端，两者之间安装有六维力传感器，通过两个传感器的信息，可分别对轮式移动平台和四自由度机械臂进行阻抗控制。适于机器人远程操作、机器人柔顺控制和旋拧阀门作业。

主权项

1.一种全位姿主被动柔顺机器人，其特征在于：所述全位姿主被动柔顺机器人包括轮式移动平台(1)、四自由度机械臂(2)和被动柔顺末端执行器(3)；四自由度机械臂(2)通过轮式移动平台(1)的六维力传感器(1-5)安装在轮式移动平台(1)上；四自由度机械臂(2)和被动柔顺末端执行器(3)的执行器六维力传感器(3-2)连接；所述轮式移动平台(1)包括从动轮(1-1)、配重体(1-2)、移动车体(1-3)、移动平台六维力安装法兰(1-4)、移动平台六维力传感器(1-5)、左驱动轮(1-6)和右驱动轮(1-7)；从动轮(1-1)为万向轮，固定在移动车体(1-3)上，可跟随驱动轮的运动调整运动方向和速度；配重体(1-2)固定在移动车体(1-3)后部，起着调节作业平台平衡的作用；左驱动轮(1-6)和右驱动轮(1-7)位于移动车体(1-3)前部，作为主动轮的左驱动轮(1-6)和右驱动轮(1-7)通过相应的控制策略可使其具有前进、后退和差速转向的功能；移动平台六维力传感器(1-5)下端通过移动平台六维力安装法兰(1-4)固定于移动车体(1-3)前部，移动平台六维力传感器(1-5)上端用于与四自由度机械臂(2)连接；所述四自由度机械臂(2)包括机械臂六维力安装法兰(2-1)、肩旋臂(2-2)、肘旋臂(2-3)、肘旋臂(2-4)、腕旋臂(2-5)和末端连接法兰(2-6)；机械臂六维力安装法兰(2-1)连接移动平台六维力传感器(1-5)，并通过连杆与肩旋臂(2-2)连接，肩旋臂(2-2)、肘旋臂(2-3)、肘旋臂(2-4)和腕旋臂(2-5)均依次串联安装，每根旋臂均可以围绕自身回转轴转动，末端连接法兰(2-6)固连腕旋臂(2-5)的末端；所述被动柔顺末端执行器(3)包括执行器六维力安装法兰(3-1)、执行器六维力传感器(3-2)、固定端(3-3)、被动柔顺端(3-4)、工具端(3-5)和多个末端作业手指(3-6)；执行器六维力安装法兰(3-1)一端与末端连接法兰(2-6)连接，另一端与执行器六维力传感器(3-2)连接；执行器六维力传感器(3-2)再通过连接装置与固定端(3-3)连接；该被动柔顺末端执行器的被动柔顺性是通过虎克铰机构实现的，使用虎克铰机构的输入轴与输出轴分别连接固定端(3-3)和被动柔顺端(3-4)；工具端(3-5)通过可拆卸方式连接在被动柔顺端(3-4)上，多个末端作业手指(3-6)沿周向设置在工具端(3-5)上，每个末端作业手指(3-6)可在工具端(3-5)对应的滑槽中滑动，以适应对不同直径阀门的旋拧作业。