力反馈穿并联结构区别
力反馈设备是一种主动设备,需要具备一般受控从动设备的运动形式,能够确定受控机构在空间的位置和姿态以及夹取、开合等工作状态。一些通用机器人具有七个自由度,其中六个用于确定空间的位置和姿态,另一个用于执行相关工作任务。本文
所研究的力反馈设备交互机构构型正是基于七自由度机器人的力反馈控制要求而进行选型确定的。力反馈交互机构是用户直接参与力反馈系统交互过程的界面,交互机构具有一定自由度,受用户操作,并跟随用户的输入实时改变机构状态。交互机构的形式多样,按机构的串并联形式可以分为串联机构、并联机构及混联机构,交互机构的确定要根据系统的复杂程度、功能要求选取机构具有适当串并联形式和自由度个数,以提高机构的动态特性。
串联机构具有工作空间大、操作灵活的特点。基于7自由度机器人力反馈控制的交互式机构,利用串联机构实现其位置采集和力反馈功能,有利于拓展运动空间。然而,这种机构存储位置误差,不能满足输出力小的输入反馈设备和输入反馈设备中只取位置而不能输出的部分的要求。


从串联机构的特点可以看出,全串联机构性能较差,难以满足基于7自由度机器人力反馈控制的交互式机构的动态响应、系统刚度和精度要求。


并联机构无累积误差,精度高。驱动装置可以放置在平台上或平台附近。运动部件重量轻、速度快、动态响应好、结构紧凑、刚度高、承载能力大。完全对称的并联机构各向同性好,工作空间小。Steward机构具有良好的各向同性和较高的刚性,但它是由P副驱动的,阻力大,六回路约束,运动空间小,运动空间大,难以满足力反馈设备。基于力反馈控制的七自由度机器人交互机构只能输出三维力,而Steward机构有6个力臂,系统惯性增大,动态响应性能差。因此,当使用单个并联机构作为基于7自由度机器人的力反馈控制的交互机构时,效果是不理想的。完整的并联机构适用于小位移力反馈设备。
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