(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210436147.X (22)申请日 2022.04.24 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 （深圳） 地址 518000 广东省深圳市南 山区桃源街 道深圳大 学城哈尔滨工业大 学校区 (72)发明人 徐文福　黄一帆　杨太玮　袁晗　 梁斌　 (74)专利代理 机构 深圳市深联知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44357 专利代理师 张琪 (51)Int.Cl. B25J 9/10(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 19/00(2006.01) (54)发明名称 一种绳驱柔性臂驱动绳迟滞形变测定装置 及其补偿控制方法 (57)摘要 本发明涉及一种绳驱柔性臂驱动绳迟滞形 变测定装置及其补偿控制方法， 包括： 工装平台， 设置在所述工装平台上一端边缘的末端绳长测 定模块， 驱动绳， 所述驱动绳的一端固定在卡绳 机构上， 剩余的所述固定绳依次穿过多个导线孔 及绕过所述驱动绳槽， 所述 驱动绳的另一端 连接 砝码下落到工装平台的末端相邻空间。 上述的绳 驱柔性臂驱动绳迟滞形变测定补偿控制方法， 模 拟驱动绳在负载条件， 绳驱柔性机械臂等绳索伺 服驱动系统的绳索迟滞形变量测定， 并基于驱动 绳索迟滞形变量， 采用PD(比例与微分)反馈控制 方法， 对绳索迟滞形变量进行补偿， 进而提高绳 驱伺服控制的精度。 权利要求书3页 说明书6页 附图6页 CN 114714342 A 2022.07.08 CN 114714342 A 1.一种绳驱柔 性臂驱动绳迟滞形变测定装置， 其特 征在于， 包括： 工装平台(10 00)， 设置在所述工装平台(1000)上的驱动模块(2000)， 所述驱动模块(2000)包括直线导轨 (2100)、 与所述直线导轨(2100)滑动连接的导轨滑块(2200)、 与所述导轨滑块(2200)固定 连接的卡绳机构(2800)及设置在所述直线导轨(2100)末端的伺服电机(2110)， 所述伺服电 机(2110)通过传动机构(270 0)驱动导轨滑块(2 200)在直线导轨(210 0)上滑动， 设置在所述工装平台(1000)上的多个留有 空间排列的绳索变向模块(3000)， 所述绳索 变向模块(3 000)包括导线板(310 0)及开设在所述 导线板(310 0)上的导线孔(31 10)， 设置在所述工装平台(1000)上一端边缘的末端绳长测定模块(4000)， 所述末端绳长测 定模块(4000)包括支撑柱座(4100)及与所述支 撑柱座(4100)转动连接的转轴(4200)， 所述 转轴(420 0)的一端设有驱动绳槽(4210)， 驱动绳(5000)， 所述驱动绳(5000)的一端固定在卡绳机构(2800)上， 剩余的所述固定 绳依次穿过多个导线孔(3110)及绕过所述驱动绳 槽(4210)， 所述驱动绳(5000)的另一端 连 接砝码(6000)下落到 工装平台(10 00)的末端相邻空间。 2.根据权利要求1所述的绳驱柔 性臂驱动绳迟滞形变测定装置， 其特 征在于， 所述驱动模块(2000)包括前轴承支撑座(2300)、 后轴承支撑座(2400)、 前定位支撑座 (2500)及后定位支撑座(26 00)， 所述传动机构(270 0)包括滚珠丝杆(2710)及丝杆螺母(2720)， 所述前定位支撑座(2500)、 前轴承支撑座(2300)、 后轴承支撑座(2400)及后定位支撑 座(2600)依次分布设置在工装平台(10 00)上， 所述滚珠丝杆(2710)穿过前定位支撑座(2500)及后定位支撑座(2600)的中部， 所述伺 服电机(2110)的侧面固定在前轴承支撑座(2300)的外侧面， 一对所述直线导轨(2100)设置 在前轴承支撑座(23 00)及后轴承支撑座(240 0)之间， 所述伺服电机(2110)的动力端通过连轴器(2900)与滚珠丝杆(2710)的一端连接， 所述 丝杆螺母(2720)套接在滚 珠丝杆(2710)上， 所述卡绳机构(2800)与丝杆螺母(2720)固定连 接， 所述滚 珠丝杆(2710)的前端及后端分别与前轴承支撑座(2300)及后轴承支撑座(2400) 套接。 3.根据权利要求2所述的绳驱柔 性臂驱动绳迟滞形变测定装置， 其特 征在于， 所述卡绳机构(2800)包括安装部(2810)、 与所述安装部(2810)的两侧一体成型的第一 连接部(2811)及第二连接部(2812)， 所述安装部(2810)的侧部上、 下两端分别 开设有一对 第一螺栓安装口(2813)及第二螺栓安装口(2814)， 所述安装部(2810)的侧部中间向下开口 设有第一安装缺口(2815)， 所述第一连接部(2811)的末端设有用于连接驱动绳(5000)的通 孔， 所述丝杆螺母(2720)的一侧面通过两对螺栓部件分别穿过第一螺栓安装口(2813)及 第二螺栓安装口(2814)与安装部(2810)紧 固， 所述滚珠丝杆(2710)设置在一对直线导轨(2100)及在所述直线导轨(2100)上滑动的 导轨滑块(2 200)之间， 所述第一连接部(2811)及第二连接部(2812)分别通过螺栓与对应 的导轨滑块(2200) 紧固。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114714342 A 24.根据权利要求1所述的绳驱柔 性臂驱动绳迟滞形变测定装置， 其特 征在于， 所述绳索变向模块(3000)包括支撑底座(3200)， 所述支撑底座(3200)四周通过螺栓固 定在工装平台(1000)上， 所述支撑底座(3200)开设有至少两列呈圆弧分布的调节通孔 (3210)， 两列的调节通 孔(3210)呈对角分布， 所述导线板(3100)的两侧根部向下分别设有第三螺栓安装口(3120)， 一对所述第三螺 栓安装口(3120)分别与两列的一对调节通 孔(3210)的位置互相匹配。 5.根据权利要求 4所述的绳驱柔 性臂驱动绳迟滞形变测定装置， 其特 征在于， 所述导线板(310 0)的侧面上部开设有 多列存在间距的导线孔(31 10)。 6.根据权利要求1所述的绳驱柔 性臂驱动绳迟滞形变测定装置， 其特 征在于， 所述末端绳长测定模块(4000)包括底板(4300)， 所述底板(4300)的一侧表面与支撑柱 座(4100)的底部一体成型连接， 所述底板(4300)另一侧表面开设有第四螺栓安装孔 (4310)， 其中， 所述底板(4300)通过螺栓穿过第四螺栓安装孔(4310)固定在工装平台(1000) 上。 7.根据权利要求6所述的绳驱柔 性臂驱动绳迟滞形变测定装置， 其特 征在于， 所述支撑柱座(410 0)的上部分开始有安装通 孔(4110)， 所述末端绳长测定模块(4000)包括编码器(4400)、 编码固定块(4500)、 第一轴承 (4600)及第二轴承(4700)， 所述转轴(4200)转动的另一端从内到外依次套装第一轴承 (4600)及第二轴承(4700)， 所述第一轴承(4600)及第二轴承(4700)分别安装在安装通孔 (4110)内， 所述编码固定块(4500)覆盖第二轴承(4700)的外侧面， 所述编码固定块(4500) 的四周边缘通过螺栓固定在支撑柱座(4100)的侧面， 所述编码固定块(4500)的中部开设有 编码安装通孔(4510)， 所述编码器(4400)中部的中轴穿过编码安装通孔(4510)与转轴 (4200)的末端固定连接 。 8.根据权利要求1所述的绳驱柔 性臂驱动绳迟滞形变测定装置， 其特 征在于， 所述工装平台(10 00)的表面 开设有阵列排列的等间隔的内螺纹安装孔(1 100)， 所述砝码(6 000)的形状为圆盘 状。 9.一种绳 驱柔性臂驱动绳(5000)迟滞形变测定补偿控制方法， 根据权利要求1至8中的 任一权利要求所述的装置的工作方法， 所述方法包括以下步骤： S100、 将驱动 模块(2000)设置在工装平台(1000)上及在工装平台(1000)表面末端的末 端绳长测定模块(4000)， 然后所述驱动模块(2000)及末端绳 长测定模块(4000)之间的工装 平台(1000)上设置多个留有空间排列的绳索变相模块， 并调整所述导线板(3100)在支撑底 座(3200)偏转的角度， 通过螺栓穿过第一螺栓安装孔固定在一对调节通孔(3210)上， 驱动 绳(5000)的一端固定在卡绳机构(2800)， 驱动绳(5000)穿过多个导线板(3100)上的导线孔 (3110)并绕过转轴(4200)上的驱动绳槽(4210)， 驱动绳(5000)的末端连接砝码(6000)下落 到工装平台(10 00)的末端相邻空间； S200、 在所述砝码(6000)负载的条件下， 伺服电机(2110)通过丝杆驱动导轨滑块 (2200)在直线导轨(2100)上进行伺服驱动， 带动驱动绳(5000)在导线板(3100)的限制下， 驱动绳(5 000)按照期望的轨 迹移动； S300、 编码器(4400)收集驱动绳(5000)绕过转轴(4200)的数据， 测定驱动绳(5000)末权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114714342 A 3