RU2754423C1 - Способ определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения - Google Patents
Способ определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754423C1 RU2754423C1 RU2020141902A RU2020141902A RU2754423C1 RU 2754423 C1 RU2754423 C1 RU 2754423C1 RU 2020141902 A RU2020141902 A RU 2020141902A RU 2020141902 A RU2020141902 A RU 2020141902A RU 2754423 C1 RU2754423 C1 RU 2754423C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- movement
- encoder
- delta robot
- deformation
- arm
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1615—Programme controls characterised by special kind of manipulator, e.g. planar, scara, gantry, cantilever, space, closed chain, passive/active joints and tendon driven manipulators
- B25J9/1623—Parallel manipulator, Stewart platform, links are attached to a common base and to a common platform, plate which is moved parallel to the base
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
- B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
- B25J9/1638—Programme controls characterised by the control loop compensation for arm bending/inertia, pay load weight/inertia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37177—Linear encoder
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37374—Deflection
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39176—Compensation deflection arm
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения деформации рычага дельта-робота, проявляющейся в процессе его движения. Способ включает использование линейного энкодера, который устанавливают на одну из сторон рычага дельта-робота, при этом на другой стороне рычага закрепляют ось, которую располагают внутри линейного энкодера с возможностью свободного перемещения, а деформацию рычага дельта-робота определяют в процессе его движения по смещению упомянутой оси относительно ее изначального положения внутри энкодера. Использование изобретения позволяет упростить процесс определения деформации. 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения деформаций элементов конструкции устройств, предпочтительно дельта-робота, которые проявляются только в процессе его движения.
Известно устройство для определения осевого положения объекта контроля, движущегося линейно по рольгангу и одновременно вращающегося по спирали, которое содержит раму, рычажный механизм, корпуса с роликами. Каждый ролик обработан по сферической поверхности радиусом R и установлен в корпус на подшипниках с возможностью вращения вокруг своей оси. Корпусы в сборе с роликами установлены на цепь, надетую на звездочки таким образом, чтобы ось вращения каждого ролика была параллельна, а ось вращения звездочек перпендикулярна оси объекта контроля, например, трубы; делительный диаметр звездочек выбран таким, что радиус огибающей цилиндрической поверхности роликов R1 больше или равен радиусу R обработки ролика, опорная планка установлена так, что вершины роликов, располагающихся между звездочками, находятся на общей касательной к двум огибающим цилиндрическим поверхностям. В этом случае в контакте с объектом контроля находятся несколько роликов. Датчик угловых перемещений, например, энкодер. установлен на одной оси с одной из звездочек и вращается вместе со звездочкой. При этом при контакте всего ролика с объектом контроля, который движется не только в осевом направлении, но и вращается, к примеру, на рольганге с поворотными роликами, энкодер снимает только осевое перемещение точки объекта контроля, а вращательное перемещение объекта контроля не оказывает влияния на измерение осевой координаты (RU 158847 U1, 20.01.2016).
Известен стенд для поверки уровнемеров, содержащий неподвижную и подвижную части с закрепленными на каждой из них основаниями, измеритель расстояния от подвижной части до неподвижной в виде измерительной ленты, средство считывания показателей измерителя, при этом на основании неподвижной части жестко закреплен поверяемый уровнемер, а на основании подвижной части закреплен отражатель, причем поверяемый уровнемер установлен таким образом, что его горизонтальная ось перпендикулярна плоскости отражателя, имеется средство для перемещения отражателя в горизонтальной плоскости по неподвижной линейной части стенда, снабженное элементами фиксации его в неподвижном состоянии в заданных точках и включающее в себя подвижную часть, на которой закреплено основание с отражателем, и направляющие для его перемещения в виде алюминиевых профилей, закрепленных на опорах и служащих ложементом для укладки измерительной ленты, натяжение которой обеспечивается грузом, при этом он снабжен температурными датчиками, в основании неподвижной части стенда расположен датчик положения, а в качестве средства считывания показателей измерителя использован линейный энкодер (RU 140028 U1, 27.04.2014).
Известен вытяжной тросовый датчик положения штока гидравлического цилиндра, содержащий корпус, размещенный в корпусе силовой барабан с центральной осью и с намотанным на нем тросом, а также механизм возврата троса в виде спиральных пружин и энкодер, при этом он снабжен дополнительным измерительным барабаном, на котором намотано не менее двух витков троса, при этом ось измерительного барабана с одной стороны соединена с энкодером, а с другой стороны с червячным редуктором, на конце выходного вала которого установлен циферблат со стрелкой (RU 166504 U1, 27.11.2016).
Наиболее близким к представленным техническим решениям относится мобильный робот, который содержит: платформу, установленную на транспортном средстве, устройство для обнаружения препятствия, систему управления с блоком управления движением транспортного средства и устройством для обнаружения препятствия, манипулятор, шарнирно установленный на платформе и выполненный в виде снабженных приводами и шарнирно соединенных между собой звеньев, на конечном из которых размещено устройство для обнаружения препятствия, имеющее подвижный щуп с наконечником и позиционно-чувствительный датчик. При этом блок управления движением транспортного средства подключен к блоку питания, связанному с последовательно соединенными микроконтроллером. шестым усилителем и электроприводом, входы микроконтроллера соединены с выходами датчиков текущею положения, скорости, углового и линейного перемещений, выполненных в виде энкодеров, зубчатки которых установлены на каждом колесе транспортного средства (RU 2487007 С1, 10.07.2016).
Основным недостатком указанных технических решений является трудоемкость их реализации, в связи с необходимостью использования сложного и дорогостоящего оборудования.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется непосредственно во время его движения, который устраняет вышеуказанные недостатки.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в создании высокоэффективного, общедоступного и легко реализуемого способа определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения, не предусматривающего использование сложного и дорогостоящего оборудования при его реализации.
Для достижения указанного технического результата предложен способ определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения, согласно которому предварительно с одной стороны элемента конструкции устанавливают ось вращения, на другую сторону элемента конструкции устанавливают линейный энкодер, при этом ось вращения внутри линейного энкодера ходит свободно, после чего осуществляют движение дельта-робота, непосредственно в течение которого определяют наличие смещения оси внутри энкодера относительно ее изначального положения, в случае обнаружения данного смешения делают вывод о наличие деформации элемента конструкции.
При реализации способа, в качестве элемента конструкции можно использовать рычаг самого робота.
На фиг. 1 показано схематичное изображение устройства, предназначенного для реализации представленного способа определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения.
На фиг. 2 Представлено схематичное изображения рычага.
Реализация данного способа определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения, будет рассмотрена на примере деформации верхних и нижних рычагов дельта-робота.
Дельта-робот - это высокоскоростное оборудование, которое перемещает каретку. При этом ускорение на каретке может достигать 15g, т.е. во время движения дельта-робота его рычаги (как верхние, так и нижние) испытывают значительные нагрузки, результатом которых является их неизбежная деформация. В связи с этим существует необходимость ее своевременного выявления, поскольку наличие деформации рычагов влияет на точность позиционирования, т.к. если рычаг незначительно изогнулся, то геометрия дельта-робота изменилась, положение каретки будет отличаться от расчетного положения.
Предварительно, к примеру, на верхний рычаг с одной стороны крепится ось, на другой стороне рычага устанавливают линейный энкодер. Ось и линейный энкодер устанавливают так, что ось свободно перемещалась внутри линейного энкодера. При этом энкодер измеряет сдвиг оси внутри себя. После того, как необходимое оборудование установлено на верхнем рычаге дельта-робота он приводится в движение. Далее, непосредственно в процессе движения определяют расположение оси внутри линейного энкодера. В том случае если во время движения ось внутри энкодера перемещается, то рычаг в данный момент изгибается (деформируется). В том случае если во время движения положение оси внутри линейного энкодера остается без изменений, то рычаг в данный момент не подвергается деформации.
Далее приведен конкретный пример применения способа. При этом специалисту в данной области техники очевидно, что данный пример приведен только как один из вариантов реализации предложенного способа и не может считаться единственно возможным вариантом для осуществления.
Предположим, что на максимальном ускорении робота на рычаг действует изгибающая сила в 50Н (в том случае если 3 рычага перевозят груз 1 кг с ускорением 15g. требуемая суммарная сила составляет 150Н, но поскольку рычага три, то на каждый рычаг приходится приблизительная сила в 50Н).
Статические испытания показывают, что при таком усилии рычаг может выгибаться до 5 мм, а необходимая точность измерения - 0,5 мм.
Далее проводят расчет разрешения энкодера, согласно которому нужно обеспечить 1 метку энкодера на такое линейное перемещение, которое даст изгиб рычага на 0,5 мм.
Для этого необходимо рассчитать это линейное перемещение (обозначим его как Delta).
Представим, что изогнувшийся рычаг состоит из 2 отрезков, АВ и BD, длина которых равна и составляет половину длины L рычага (см. фиг. 2).
Перемещение оси внутри энкодера - разница между L и AD. Следовательно, необходимо найти длину отрезка AD.
CD известно - это требуемая разрешающая способность по изгибу, равная 0,5 мм.
Согласно теореме Пифагора:
Далее, определяем длину AD как гипотенузу треугольника ACD.
Поскольку все составляющие известны, определяем перемещение Delta оси внутри энкодера по вышеприведенной формуле:
Искомая величина - количество меток на мм перемещения энкодера - будет равна обратной величине, 1/Delta.
Все выше представленное подтверждает, что данное изобретение обеспечивает создание высокоэффективного, общедоступного способа определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в его движении, который не предусматривает использование сложного и дорогостоящего оборудования при его реализации.
Claims (1)
- Способ определения деформации рычага дельта-робота, проявляющейся в процессе его движения, включающий использование показаний связанного с упомянутым рычагом энкодера, отличающийся тем, что в качестве энкодера используют линейный энкодер, который устанавливают на одну из сторон рычага дельта-робота, при этом на другой стороне рычага закрепляют ось, которую располагают внутри линейного энкодера с возможностью свободного перемещения, а деформацию рычага дельта-робота определяют в процессе его движения по смещению упомянутой оси относительно ее изначального положения внутри энкодера.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141902A RU2754423C1 (ru) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | Способ определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения |
PCT/RU2021/050365 WO2022131960A1 (ru) | 2020-12-17 | 2021-11-01 | Способ определения деформации элементов конструкции дельта-робота |
US18/268,278 US20240058957A1 (en) | 2020-12-17 | 2021-11-01 | Method for Determining the Deformation of Structural Elements of a Delta Robot |
DE112021006501.7T DE112021006501T5 (de) | 2020-12-17 | 2021-11-01 | Verfahren zur Bestimmung von Bewegungsverformungen bei Strukturelementen eines Deltaroboters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141902A RU2754423C1 (ru) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | Способ определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2754423C1 true RU2754423C1 (ru) | 2021-09-02 |
Family
ID=77670104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020141902A RU2754423C1 (ru) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | Способ определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240058957A1 (ru) |
DE (1) | DE112021006501T5 (ru) |
RU (1) | RU2754423C1 (ru) |
WO (1) | WO2022131960A1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1495112A1 (ru) * | 1987-04-22 | 1989-07-23 | Смоленское Научно-Производственное Объединение "Техноприбор" | Устройство дл контрол геометрических параметров манипул тора |
JPH01228789A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-12 | Fanuc Ltd | ロボット関節部のエンコーダ取付構造 |
SU1553386A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-03-30 | Институт кибернетики им.В.М.Глушкова АН УССР | Устройство дл коррекции положени манипул тора |
CN102009413A (zh) * | 2010-11-02 | 2011-04-13 | 北京航空航天大学 | 一种适用于球电机的具有姿态检测的三自由度被动球关节 |
JP2018036230A (ja) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | 株式会社デンソーウェーブ | たわみ角検出装置 |
CN208946215U (zh) * | 2018-08-24 | 2019-06-07 | 欣旺达电子股份有限公司 | 一种力反馈机械臂传动机构 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1348171A1 (ru) * | 1986-05-26 | 1987-10-30 | Фрунзенский политехнический институт | Рука робота |
SU1719881A1 (ru) * | 1989-06-29 | 1992-03-15 | Государственный проектный институт "Сибпроектстальконструкция" | Способ измерени деформаций конструкций |
RU2487007C1 (ru) | 2012-06-28 | 2013-07-10 | Александр Александрович Алешин | Мобильный робот |
RU158847U1 (ru) | 2015-07-23 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург" | Устройство для определения осевого положения объекта контроля (труба, пруток, другой объект), движущегося линейно по рольгангу и/или одновременно вращающегося по спирали |
-
2020
- 2020-12-17 RU RU2020141902A patent/RU2754423C1/ru active
-
2021
- 2021-11-01 DE DE112021006501.7T patent/DE112021006501T5/de active Pending
- 2021-11-01 US US18/268,278 patent/US20240058957A1/en active Pending
- 2021-11-01 WO PCT/RU2021/050365 patent/WO2022131960A1/ru active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1495112A1 (ru) * | 1987-04-22 | 1989-07-23 | Смоленское Научно-Производственное Объединение "Техноприбор" | Устройство дл контрол геометрических параметров манипул тора |
SU1553386A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-03-30 | Институт кибернетики им.В.М.Глушкова АН УССР | Устройство дл коррекции положени манипул тора |
JPH01228789A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-12 | Fanuc Ltd | ロボット関節部のエンコーダ取付構造 |
CN102009413A (zh) * | 2010-11-02 | 2011-04-13 | 北京航空航天大学 | 一种适用于球电机的具有姿态检测的三自由度被动球关节 |
JP2018036230A (ja) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | 株式会社デンソーウェーブ | たわみ角検出装置 |
CN208946215U (zh) * | 2018-08-24 | 2019-06-07 | 欣旺达电子股份有限公司 | 一种力反馈机械臂传动机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022131960A1 (ru) | 2022-06-23 |
US20240058957A1 (en) | 2024-02-22 |
DE112021006501T5 (de) | 2024-02-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO1996036847A1 (en) | Coordinate measuring machine having articulated arm | |
CN105547161B (zh) | 一种用于长度测量的高精度柔性测量装置及方法 | |
CN105092154B (zh) | 双立面回转式质量质心偏心测试装置 | |
CN101939619A (zh) | 电动坐标测量仪器 | |
US20140197829A1 (en) | Mobile carrier system for at least one sensor element designed for non-destructive testing | |
RU2754423C1 (ru) | Способ определения деформации элементов конструкции дельта-робота, которая проявляется только в процессе его движения | |
CN201828253U (zh) | 用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具 | |
CN107339967B (zh) | 一种圆度仪 | |
CN201281582Y (zh) | 滚轮法大直径动态测量仪 | |
WO1996036849A1 (en) | Precision angle measuring device | |
US3600939A (en) | Extensometer and attachment | |
CN111649854A (zh) | 电动滚筒输出功率的测试装置 | |
CN101059337A (zh) | 数字式回转支承滚道直径检测装置 | |
CN114485358B (zh) | 一种轮轴平行度测量方法及其测量平台 | |
CN103292702B (zh) | 一种硅棒几何尺寸测量仪 | |
RU177856U1 (ru) | Устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении | |
CN202836871U (zh) | 杠杆式加载机零点平衡装置 | |
JPH04160303A (ja) | 内径測定装置 | |
JPS5876714A (ja) | 管の内側壁の形状を検知する装置 | |
CN2869765Y (zh) | 摆臂式数显链长精度测量仪 | |
CN202002844U (zh) | 一种监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 | |
CN206177788U (zh) | 一种摆校准装置 | |
RU161400U1 (ru) | Измерительное устройство для определения формы поверхностей крупногабаритных деталей - тел вращения | |
CN219624669U (zh) | 光纤预制棒检测装置 | |
CN117047559B (zh) | 一种转台扭矩测试装置以及测试方法 |