×
23.05.2020
220.018.2085

СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНТУРНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ГИБКОГО МАНИПУЛЯТОРА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике, а именно к стенду для контроля перемещений гибкого манипулятора. Стенд содержит основание, на котором расположены две профильные линейные направляющие с размещенными на них каретками, на которых установлена платформа. Между направляющими на опорах, прикрепленных к основанию, расположен ходовой винт с гайкой, к которой присоединена платформа. Конец ходового винта через муфту соединен с валом двигателя линейного перемещения, расположенным на основании. На платформе размещен каркас, на стенках которого закреплены шаговые двигатели, на валах которых установлены катушки. К торцу основания прикреплена камера в виде прямоугольного параллелепипеда, причем стенка камеры, обращенная к платформе, выполнена с отверстием в центральной части. В отверстие через втулку вставлена трубка, один конец которой установлен в упор, расположенный на каркасе, а другой конец трубки, расположенный внутри камеры, предназначен для закрепления основания гибкого манипулятора. Нити от звеньев гибкого манипулятора проведены через отверстие, втулку и прикреплены к соответствующим катушкам. Дно камеры, внутренние поверхности задней стенки и боковой стенки, смежной с основанием, выполнены контрастным цветом по отношению к цвету звеньев гибкого манипулятора. Передняя и верхняя стороны камеры, а также её боковая сторона, противоположная стенке, смежной с основанием, выполнены открытыми. На рёбрах верхней и передней сторон камеры размещены с возможностью перемещения реечные опоры. На каждой реечной опоре закреплена видеокамера. Видеокамеры подключены к компьютеру. Двигатель линейного перемещения и шаговые двигатели соединены с блоком управления, который подключен к компьютеру. Технический результат: увеличение информативности и точности контроля. 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам проверки параметров контурных перемещений гибкого манипулятора, и может быть использовано для контроля углов изгиба, вектора ориентации и координаты положения дистального конца гибкого манипулятора.

Известен стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота [RU 2472612 C1, МПК B25J19/00 (2006.01), опубл. 20.01.2013], содержащий манипулятор с закрепленным на фланце его последнего звена калибровочным инструментом, оканчивающимся сферой. Стенд также содержит систему управления манипулятором, измерительную аппаратуру и регистрирующую аппаратуру в виде персонального компьютера. В качестве измерительной аппаратуры использована оптическая измерительная система с видеокамерой, подключенной через аналого-цифровой преобразователь к персональному компьютеру. Видеокамера установлена с возможностью захвата всей рабочей зоны манипулятора. Сфера калибровочного инструмента выполнена диаметром, значение которого занесено в память персонального компьютера. Система управления манипулятором промышленного робота запрограммирована с возможностью изменения ориентации калибровочного инструмента в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора, при размещении сферы калибровочного инструмента в разных секторах рабочей зоны манипулятора.

Известен стенд для контроля точности позиционирования дистального конца гибкого манипулятора [Li Z., Chiu P. W. Y., Du R. Design and kinematic modeling of a concentric wire-driven mechanism targeted for minimally invasive surgery //2016 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). – IEEE, 2016. – Р. 310-316], выбранный в качестве прототипа. Стенд содержит основание с направляющими, на которых размещена платформа. На платформе закреплен кронштейн, через который пропущена трубка. Один конец трубки соединен с основанием гибкого манипулятора. Другой конец трубки установлен в упор на платформе. К соответствующим звеньям гибкого манипулятора прикреплены концы нитей, другие концы которых присоединены к соответствующей шарико-винтовой паре. Каждая из четырех шарико-винтовая пара соединена с соответствующим шаговым двигателем, расположенным на платформе. Шаговые двигатели подключены к блоку управления

Перемещение дистального конца гибкого манипулятора фиксируют видеокамерой. Однако, полученное от одной видеокамеры изображение не позволяет определить пространственное положение дистального конца гибкого манипулятора, его ориентацию и траекторию перемещения в пространстве.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание стенда для контроля контурных перемещений гибкого манипулятора, позволяющего увеличить информативность и точность контроля контурных перемещений.

Предложенный стенд для контроля контурных перемещений гибкого манипулятора, также как в прототипе, содержит основание с направляющими, на которых расположена платформа, трубку, один конец которой предназначен для соединения с основанием гибкого манипулятора, шарико-винтовую пару, соединенную с двигателем линейного перемещения, который подключен к блоку управления, оптическое средство контроля перемещений.

Согласно изобретению на основании расположены две профильные линейные направляющие с размещенными на них каретками, на которых установлена платформа. Между направляющими на опорах, прикрепленных к основанию, расположен ходовой винт с гайкой, к которой присоединена платформа. Конец ходового винта через муфту соединен с валом двигателя линейного перемещения, расположенным на основании.  На платформе размещен каркас, на стенках которого закреплены шаговые двигатели, на валах которых установлены катушки. К торцу основания прикреплена камера в виде прямоугольного параллелепипеда, причем стенка камеры, обращенная к платформе, выполнена с отверстием в центральной части. В отверстие через втулку вставлена трубка, один конец которой установлен в упор, расположенный на каркасе, а другой конец трубки, расположенный внутри камеры, предназначен для закрепления основания гибкого манипулятора. При этом нити от звеньев гибкого манипулятора проведены через отверстие, втулку и прикреплены к соответствующим катушкам. Дно камеры, внутренние поверхности задней стенки и боковой стенки, смежной с основанием, выполнены контрастным цветом по отношению к цвету звеньев гибкого манипулятора. Передняя и верхняя стороны камеры, а также её боковая сторона, противоположная стенке, смежной с основанием, выполнены открытыми. На рёбрах верхней и передней сторон камеры размещены с возможностью перемещения реечные опоры. На каждой реечной опоре закреплена видеокамера. Видеокамеры подключены к компьютеру. Двигатель линейного перемещения и шаговые двигатели соединены с блоком управления, который подключен к компьютеру.

Использование двух видеокамер, расположенных взаимно перпендикулярно относительно друг друга, позволяет получить объемное графическое изображение контурных перемещений дистального конца гибкого манипулятора, что повышает информативность контроля. Окрашенные стенки камеры при видеосъемке позволяют получить четкое изображение гибкого манипулятора.

На фиг. 1 показан общий вид стенда для контроля контурных перемещений гибкого манипулятора.

На фиг. 2 представлен фрагмент стенда.

На фиг. 3 представлено графическое изображение траекторий перемещения дистального конца гибкого манипулятора, где кривой серого цвета показано его перемещение по заданной модели, кривой черного цвета - действительное перемещение.

На фиг. 4 представлен график линейной ошибки позиционирования дистального конца гибкого манипулятора.

На фиг. 5 представлен график угловой ошибки позиционирования дистального конца гибкого манипулятора.

Стенд для контроля контурных перемещений дистального конца гибкого манипулятора содержит основание 1 (фиг. 1) с профильными линейными направляющими 2, на которых размещены каретки 3. На каретках 3 установлена платформа 4 (фиг. 2).

Между линейными направляющими расположен ходовой винт 5 с надетой на него ходовой гайкой 6. Ходовой винт 5 установлен на опорах 7, прикрепленных к основанию 1. Платформа 4 снизу соединена с ходовой гайкой 6. Один конец ходового винта 5 через муфту 8 (фиг. 1) соединен с валом двигателя линейного перемещения 9, расположенным в торце основания 1. 

На платформе 4 размещен каркас 10, на двух вертикальных стенках которого закреплены восемь шаговых двигателей 11, на валах которых установлены катушки 12 (фиг. 2).

К другому торцу основания 1 (фиг. 1) прикреплена камера 13 в виде прямоугольного параллелепипеда. Стенка камеры 13, обращенная к платформе 4, выполнена с отверстием в центральной части. В отверстие через втулку 14 (фиг. 2), установленную на ребре жесткости 15 камеры 13 вставлена трубка 16. На конце трубки 16, расположенном внутри камеры 13, закреплено основание гибкого манипулятора 17. Другой конец трубки 16 установлен в упор 18, выполненный на каркасе 10. 

К каждой катушке 12 прикреплен один конец нити 19. Нити 19 от восьми катушек 12 проведены через втулку 14 и закреплены другими концами на соответствующих звеньях гибкого манипулятора 17.

Дно камеры 13, внутренние поверхности задней и боковой стенки, смежной с основанием, выполнены контрастным цветом по отношению к цвету звеньев гибкого манипулятора 17. Передняя и верхняя стороны камеры 13, а также её боковая сторона, противоположная стенке, смежной с основанием 1, выполнены открытыми. На рёбрах верхней и передней сторон камеры 13 размещены с возможностью перемещения реечные опоры 20. На каждой опоре 20 на кронштейне 21 закреплена видеокамера 22. Обе видеокамеры 22 подключены к компьютеру.

Двигатель линейного перемещения 9 и шаговые двигатели 11 соединены с блоком управления, который посредством COM-порта подключен к компьютеру (на фиг. 1, 2 не показаны). 

В программном обеспечении, установленном на компьютере, задают пространственное положение: изгиб, ориентацию и координаты точки позиционирования дистального конца гибкого манипулятора 17 внутри камеры 13. Через COM-порт в блок управления записывают данные об изменении длины нитей 19. С блока управления сигнал поступает на шаговые двигатели 11 и двигатель линейного перемещения 9. Шаговые двигатели 11, вращая катушки 12, натягивают или ослабляют нити 19, которые закреплены на элементах гибкого манипулятора 17. При этом гибкий манипулятор 17, принимая заданные углы изгиба, перемещается, ориентируется внутри камеры 13 и дистальный конец достигает заданной точки.

Одновременно вал двигателя линейного перемещения 9 через муфту 8 вращает ходовой винт 5, по которому передвигается ходовая гайка 6, перемещая платформу 4 на каретках 3 по профильным линейным направляющим 2. Платформа 4 перемещает каркас 10, вместе трубкой 16, в которой закреплено основание гибкого манипулятора 17, обеспечивая тем самым линейное перемещение гибкого манипулятора 17 внутри камеры 13.

Реечные опоры 20 фиксируют на ребрах верхней и передней стороны камеры 13 так, чтобы видеокамеры 22 были взаимно перпендикулярны и обеспечивали при видеосъемке захват всей области перемещения дистального конца гибкого манипулятора 17.

С помощью компьютера на полученных от видеокамер 2 плоских изображениях определяют среднюю линию гибкого манипулятора, представленную набором точек в трёхмерном пространстве, соединенных между собой сплайном, который характеризует тело гибкого манипулятора 17 (фиг. 3).

Оценку точности позиционирования дистального конца гибкого манипулятора 17 проводят с помощью программы, записанной в компьютере, путем сравнения точек действительного положения тела гибкого манипулятора, полученных после обработки изображений от видеокамер 22, с заданной моделью контурных перемещений дистального конца. В результате на экран компьютера выводят графическое изображение действительных перемещений гибкого манипулятора и заданной модели его перемещения (фиг. 3), а также графическую зависимость линейной и угловой ошибки перемещения дистального конца (фиг. 4 и 5). Линейная ошибка представляет собой кратчайшее расстояние между заданной на модели точки и действительной точки позиционирования дистального конца гибкого манипулятора 17. Угловую ошибку оценивают путем вычисления разницы отклонения вектора ориентации заданной модели и реально расположенного дистального конца гибкого манипулятора.

Стенд для контроля контурных перемещений гибкого манипулятора с нитяным приводным механизмом, содержащий основание и две видеокамеры, подключенные к компьютеру, отличающийся тем, что он снабжен камерой, расположенной на основании и выполненной в виде прямоугольного параллелепипеда, при этом в центральной части одной из боковых стенок камеры выполнено отверстие, в котором установлена втулка со вставленной в неё трубкой, один конец которой установлен в упор, а другой конец трубки, расположенный внутри камеры, выполнен с возможностью закрепления основания упомянутого гибкого манипулятора, причем втулка выполнена с возможностью прохождения через неё приводных нитей гибкого манипулятора, боковые стороны камеры, противолежащая и одна из смежных по отношению к боковой стенке с отверстием, в котором установлена втулка, и верхняя сторона камеры выполнены открытыми, а внутренние поверхности боковой стенки с отверстием, в котором установлена втулка, другой смежной с ней боковой стенки и дна камеры выполнены с контрастным цветом по отношению к цвету звеньев манипулятора, при этом на ребрах верхней и открытой боковой, смежной с упомянутой боковой стенкой с отверстием, сторон камеры размещены с возможностью перемещения две реечные опоры, на каждой из которых закреплена видеокамера.
СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНТУРНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ГИБКОГО МАНИПУЛЯТОРА
СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНТУРНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ГИБКОГО МАНИПУЛЯТОРА
СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНТУРНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ГИБКОГО МАНИПУЛЯТОРА
СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНТУРНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ГИБКОГО МАНИПУЛЯТОРА
СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНТУРНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ГИБКОГО МАНИПУЛЯТОРА
СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНТУРНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ГИБКОГО МАНИПУЛЯТОРА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 85.
20.06.2013
№216.012.4ccd

Арочное пролетное строение

Арочное пролетное строение включает две наклонно расположенные друг к другу арки, поперечные связи, затяжку, выполненную в виде балки жесткости с проезжей частью моста, и подвески в виде вант, закрепленные на арках и балке жесткости. Новым является то, что каждая арка состоит из верхнего и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485243
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.10.2015
№216.013.8147

Способ определения параметров асинхронного электродвигателя

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения параметров асинхронных электродвигателей. Способ заключается в том, что в течение пуска и работы асинхронного электродвигателя одновременно измеряют мгновенные величины токов и напряжений на двух фазах статора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564692
Дата охранного документа: 10.10.2015
27.10.2015
№216.013.89bc

Устройство для сжигания жидкого и газообразного топлива

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к области энергетического машиностроения, и позволяет обеспечить эффективность и экологичность сжигания жидкого и газообразного топлива. Устройство содержит корпус, канал рециркуляции, регулирующую заслонку и выхлопную трубу. В корпусе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566863
Дата охранного документа: 27.10.2015
20.11.2015
№216.013.9196

Способ оценки эффективности защиты лимфоцитов от апоптоза

Изобретение касается способа оценки эффективности защиты лимфоцитов от апоптоза, относится к медицине и может быть использовано в биохимии, кардиологии и терапии. Способ включает выделение лимфоцитов, инкубацию клеток 48 часов при температуре 37°С и 5% содержанием СО, количественное определение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568886
Дата охранного документа: 20.11.2015
27.11.2015
№216.013.94b2

Способ получения влагостойкого композитного топлива из торфа

Изобретение относится к способу получения твердого композитного топлива из торфа, который включает термическую обработку торфа при температуре 200-500°C без доступа воздуха, смешивание связующего с измельченным углеродистым остатком, формирование из полученной смеси брикета и его сушку, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569685
Дата охранного документа: 27.11.2015
20.01.2016
№216.013.a233

Способ обработки полых цилиндров

Изобретение относится к обработке полых цилиндров. Выполняют бурты у торцев цилиндров. Осуществляют дорнование отверстия цилиндра с натягом, равным не менее 5% от его диаметра. Осуществляют осевое пластическое растяжение цилиндра с деформациями 1…2,5%. Осуществляют дорнование отверстия цилиндра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573165
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.02.2016
№216.014.e822

Тепловизионная система для проведения наружной тепловизионной съемки

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при проведении наружной тепловизионной съемки для диагностики состояния строительных сооружений и энергетических объектов. Тепловизионная система для проведения наружной тепловизионной съемки содержит блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575798
Дата охранного документа: 20.02.2016
10.04.2016
№216.015.2f74

Тепловизионный дефектоскоп

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для активного одностороннего теплового контроля металлических, композиционных и др. материалов. Тепловизионный дефектоскоп содержит оптический нагреватель для тепловой стимуляции объекта контроля, тепловизор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580411
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.05.2016
№216.015.443f

Ретрансляционный модуль для телеметрической системы с электромагнитным каналом связи

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин в процессе бурения с использованием телеметрических систем, основанных на электромагнитном канале передачи данных. Техническим результатом является увеличение достоверности и скорости передачи данных по электромагнитному каналу связи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585617
Дата охранного документа: 27.05.2016
10.06.2016
№216.015.4680

Устройство регистрации крутящего момента при вращательном и возвратно-вращательном движениях исполнительного органа

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для регистрации крутящего момента статически и динамически нагруженных узлов при вращательном и возвратно-вращательном движениях активных и пассивных органов машин и механизмов. Устройство представляет собой подшипниковый узел, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586962
Дата охранного документа: 10.06.2016
Показаны записи 1-1 из 1.
11.03.2019
№219.016.d620

Боковая ручка управления (варианты)

Изобретение относится к средствам управления самолетом по тангажу и крену. Боковая ручка управления самолетом с двумя вращательными степенями свободы включает рукоятку 11, основание 2 с двумя электроприводами (1а) поперечного канала и (1б) продольного канала, имеющими форму цилиндров и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681462
Дата охранного документа: 06.03.2019
+ добавить свой РИД