一种用于精密装配的两级并联机器人装置专利目的

为了克服专利背景中相关技术的缺点，《一种用于精密装配的两级并联机器人装置》的目的在于提供一种用于精密装配的两级并联机器人装置，鉴于已有单个装配机构的不足，该发明将绳索并联机构和刚性Stewart并联机构进行组合，来实现精密装配任务，达到增大工作空间、增强承载能力的目标。

一种用于精密装配的两级并联机器人装置技术方案

为了实现专利目的，《一种用于精密装配的两级并联机器人装置》采用的技术方案是：

一种用于精密装配的两级并联机器人装置，由绳索并联机构和Stewart并联机构组成，所述绳索并联机构的索平台同时充当所述Stewart并联机构的静平台，所述Stewart并联机构的动平台位于其静平台下端，通过6根伸缩腿与其静平台相连接。

所述绳索并联机构包括索平台2，上拉索1的底端设置于索平台2的上方中央位置，顶端连接天车9上的卷筒绳索，6根下拉索3的顶端设置于索平台2的下方边沿位置，底端连接出索机构4的卷筒10。

所述出索机构4安装于固定小车16上，由驱动电机13、减速器12、卷筒10以及导向轮11组成，其中，驱动电机13的输出接减速器12由其降低转速放大转矩后传递至卷筒10，导向轮11设置于卷筒10上的绳索出索路径上以改变出索方向。

还包括由多个精确测量点15和6个安装于固定小车16上的拉线编码器14组成的测量系统，所述精确测量点15分别布置在Stewart并联机构静平台和目标工件8上，所述拉线编码器14的测量端点有规律地与精确测量点15相连接，实时测量解算静平台的位姿。

所述Stewart并联机构由静平台、动平台6和6条伸缩腿5组成，其中所述动平台上安装有装配工件7，所述伸缩腿5上端通过虎克铰和静平台连接，下端通过球铰和动平台6连接，伸缩腿5在电机控制下伸长或缩短，实现动平台相对静平台的移动和调姿。

一种用于精密装配的两级并联机器人装置改善效果

《一种用于精密装配的两级并联机器人装置》的有益效果是：

（1）采用两级并联机器人构型，其中绳索并联机构使装置具有大工作空间，Stewart并联机构承载能力强且能够实时补偿装置的位姿误差，从而实现大工作空间、重载荷条件下的精密装配任务。

（2）绳索并联机构的上拉索可以直接利用车间中已有天车，工作范围覆盖面广；下拉索出索机构安装于固定小车，结构简单且方便重组。

（3）在装配过程中，拉线编码器实时测量静平台精确测量点到固定小车相应点的长度并解算出静平台的位姿，用于绳索并联机构和Stewart并联机构的控制。

《一种用于精密装配的两级并联机器人装置》属于精密仪器设备领域，特别涉及一种用于精密装配的两级并联机器人装置。

图1为两级并联机器人装置示意图；

图2为绳索并联机器人示意图；

图3为出索机构示意图；

图4为测量系统示意图。

装配技术是制造业的核心关键技术，在航天器对接以及飞机装配制造过程中，装配零部件往往尺寸大、载荷重，另外，加工精密的零部件对装配精度有比较苛刻的要求。不仅如此，对作业效率和自动化程度的需求，使得制造装备对机器人技术的依赖增大。因此，具有大工作空间、重载荷能力的用于精密装配的机器人装置的开发对装配技术乃至制造业具有重要意义。

在飞机制造中主要采用以下几种装配机构。第一种为型架加吊车方式装配，它利用厂房天车或地面吊车吊起参与装配的飞机部件，将支撑位于机体外表面的定位接头放置在型架上的定位交点，利用型架本身的相对基准，完成产品部件的装配。该种方法能够完成较大质量构件的装配，但是自动化程度较低。由于吊车或者厂房天车的定位精度较低，所以必须采用专用的夹具，且必须针对不同装配部件定制型架。第二种为串联式机械支柱，它能够实现3个相互垂直方向平移运动，且具有较高定位精度的模块化单元。可以采用多台机械支架形成一个网状系统，与飞机部件或部件外表面的固定托架上的支撑接头一对一连接，以提高承载能力。串联式机械支柱的承载能力有限，一般多用于壁板及翼梁的装配。还有一种是刚性并联机构，相对于传统的串联机构而言，并联机构具有刚度较大、承载能力强、累积误差小以及运动性能好等优点。并联机构的优点很好的弥补了原有串联机构的不足，拓宽了机械自动化的应用范围。但是并联机构存在工作空间体积较小、灵活性较差等缺点。

因此，以上方法很难完成大范围工作空间、部件质量较大并且精度要求苛刻的装配任务。

1、一种用于精密装配的两级并联机器人装置，其特征在于，由绳索并联机构和Stewart并联机构组成，所述绳索并联机构的索平台同时充当所述Stewart并联机构的静平台，所述Stewart并联机构的动平台位于其静平台下端，通过6根伸缩腿与其静平台相连接，所述绳索并联机构包括索平台（2），上拉索（1）的底端设置于索平台（2）的上方中央位置，顶端连接天车（9）上的卷筒绳索，6根下拉索（3）的顶端设置于索平台（2）的下方边沿位置，底端连接出索机构（4）的卷筒（10），所述出索机构（4）安装于固定小车（16）上，由驱动电机（13）、减速器（12）、卷筒（10）以及导向轮（11）组成，其中，驱动电机（13）的输出接减速器（12）由其降低转速放大转矩后传递至卷筒（10），导向轮（11）设置于卷筒（10）上的绳索出索路径上以改变出索方向。

2、根据权利要求1所述的用于精密装配的两级并联机器人装置，其特征在于，还包括由多个精确测量点（15）和6个安装于固定小车（16）上的拉线编码器（14）组成的测量系统，所述精确测量点（15）分别布置在Stewart并联机构静平台和目标工件（8）上，所述拉线编码器（14）的测量端点有规律地与精确测量点（15）相连接，实时测量解算静平台的位姿。

3、根据权利要求1所述的用于精密装配的两级并联机器人装置，其特征在于，所述Stewart并联机构由静平台、动平台（6）和6条伸缩腿（5）组成，其中所述动平台上安装有装配工件（7），所述伸缩腿（5）上端通过虎克铰和静平台连接，下端通过球铰和动平台（6）连接，伸缩腿（5）在电机控制下伸长或缩短，实现动平台相对静平台的移动和调姿。

《一种用于精密装配的两级并联机器人装置》将索并联机构和刚性并联机构串联，引领刚柔融合构型创新，实现了超大工作空间和局部精细操作能力的结合，属于超大空间精密装配及定位领域的基础性专利。专利技术面向中国天眼FAST项目研发，将馈源支撑系统的千吨重量减小到30吨，综合性能提升10倍，保证2021年之后20-30年的世界领先地位。同时解决了超大空间高精度定位的关键共性问题，已成功应用于航天器自动化精密装配、月球和火星表面等空间运动模拟、C919涂装和高速机器人等领域。

图1为一种用于精密装配的两级并联机器人装置的示意图。上拉索1、索平台2、下拉索3组成绳索并联机构。静平台2、动平台5、伸缩腿6组成Stewart并联机构。该装置由绳索并联机构和Stewart并联机构两级机构组成，绳索并联机构的索平台2同时充当Stewart并联机构的静平台。装配工件7安装于动平台6，其在空间中的位姿由绳索并联机构和Stewart并联机构共同决定。索平台2在上拉索1和下拉索3的综合控制下能够实现装配工件7大范围内位姿调整，但由于绳索的刚度低，容易在装配冲击等干扰下产生振动，造成装配工件7的位姿偏移。动平台6在伸缩腿5的驱动下可以有效的妳补装配工件7的位姿偏移，实现与目标工件8的精密装配。

图2为绳索并联机构的示意图。上拉索1的顶端与天车9卷筒绳索相连接，能够跟随天车9实现水平面内大范围的移动，并在天车卷筒收放运动下实现垂直方向的升降。下拉索3的顶端与索平台2连接，底端缠绕于出索机构4的卷筒，随着卷筒的旋转从而实现绳索的伸长与缩短。装置向上拉力全部由上拉索1提供，因此上拉索1需选用大直径型号，6根下拉索3向下的拉力使机构能够保持一定的姿态并具有足够的刚度。

图3为出索机构的示意图。下拉索3的伸缩和拉力通过出索机构4进行控制。出索机构4安装于固定小车16，由驱动电机13、减速器12、卷筒10以及导向轮11组成。驱动电机13产生运动和转矩，减速器12将转速降低转矩放大，减速器12输出轴驱动卷筒10从而控制下拉索3的伸缩和受力，下拉索3在进入卷筒10之前经由导向轮11，保证卷筒10能够很好地对不同出索方向的下拉索实现缠绕。

图4为测量系统的示意图。测量系统的测量元件是6个拉线编码器14，分别安装于固定小车16上。索平台2和目标工件8上分别设有精确测量点15。拉线编码器14的测量端点有规律地与各精确测量点相连接，在装配过程中，实时测量各精确测量点到固定小车16相应点的长度并解算出索平台2的位姿，装置控制系统通过对索平台2和目标工件8的位姿比较，发出控制命令，从而完成精密装配任务。

2021年6月24日，《一种用于精密装配的两级并联机器人装置》获得第二十二届中国专利银奖。 2100433B

一种用于电气设备的减震装置发明目的

截至2010年10月29日，为了克服现有技术中的缺陷，《一种用于电气设备的减震装置》提供了一种结构简单、施工方便、性能优良的新型电气设备减震装置。

为此，《一种用于电气设备的减震装置》提出了一种新型电气设备减震装置，所述电气设备的底端设有法兰底板，用于支撑电气设备的设备支架的顶端设有支架顶板，通过该减震装置将法兰底板和支架顶板相连接，其改进之处在于：该减震装置包括支撑垫块、螺栓和减震器，所述支撑垫块置于法兰底板和支架顶板之间，所述减震器穿过法兰底板和支架顶板后通过螺栓将法兰底板、支撑垫块和支架顶板固紧在一起。

其中，所述电气设备的中心、法兰底板的中心、支架顶板的中心及设备支架的中心位于同一纵轴线上，所述减震器至少为四个，各减震器以该纵轴线为中心轴进行对称布置。

其中，所述支撑垫块置于法兰底板和支架顶板之间的中心位置，所述支撑垫块为圆柱体或长方体。

其中，所述减震器包括外套、中心轴、铅芯和限位板，所述中心轴的一端与限位板相连接、其另一端开设有一连接孔，所述中心轴上套设有一外套，所述外套上设有锁紧螺母，在所述外套与中心轴的相应位置分别洗出一凹槽，两个凹槽形成一密闭的空腔，向该空腔中灌入铅形成一铅芯，所述中心轴与外套相互错动，以此对铅芯进行剪切。

其中，所述中心轴与外套相互错动的位移范围是1-5毫米。

其中，所述外套由一大一小两个圆筒组成的一体式结构，所述两个圆筒的内径相同且邻近限位板的大圆筒的外径大于小圆筒的外径。

其中，所述两个凹槽形成的空腔为环形空腔，所述外套上凹槽的厚度d1为大圆筒壁厚d3的1/4-3/4倍，所述中心轴上凹槽的厚度d2为中心轴直径d4的1/4-3/4倍。

其中，所述铅芯为环形结构，其高度h为铅芯外径Φ的1/3-1倍。

其中，所述减震器的连接孔的内侧设有内螺纹，所述螺栓上设有外螺纹，螺栓与减震器的连接孔之间进行螺纹连接。

其中，所述外套的外壁上设有外螺纹，所述锁紧螺母与外套进行螺纹连接。

一种用于电气设备的减震装置发明原理

《一种用于电气设备的减震装置》的原理是整个减震体系中，当电气设备在正常运行状态和风荷载或较小震作用下，减震装置中的支撑垫块发挥承重功能，减震器由于具有足够高的初始弹性刚度而不进入弹塑性变形工作状态；当遭遇到强烈地震作用，支撑垫块发挥其支撑的作用，而减震器进入弹塑性变形状态发挥其减震功效；当遭遇到超出预估的破坏地震，减震器中的保护部件（即限位板）起保护作用，确保电气设备不至于完全倒塌。

该减震装置中的减震器是由不锈钢和铅等多种材料复合而成，其具有如下功能：第一个功能是在减震器轴向上充分发挥铅合金较高的柔性、延展性，使铅实现纯剪切作用，这样就可以充分利用铅在剪切作用下的塑性变形耗能，来达到消耗地震作用下对建筑物输入的能量，减小地震反应；第二个功能是在减震器的径向上，由于不锈钢具有很大的强度和刚度，充分发挥不锈钢抵抗减震器径向的抵抗能力。第三个功能是当遭遇到超出预估的破坏地震作用后使铅芯退出工作状态后，轴向上的限位板可以限位避免减震器处于无控状态，从而更好保护电力设施人员和设备的安全。

一种用于电气设备的减震装置改善效果

《一种用于电气设备的减震装置》的有益效果在于：

1）《一种用于电气设备的减震装置》所述的用于电气设备的减震装置具有构造简单、施工方便、性能好、造价较低、易于推广等优点；

2）当电气设备处于不同状态时，《一种用于电气设备的减震装置》中通过采用支撑垫块的结构，具有承重或支撑等作用；

《一种用于电气设备的减震装置》中采用的减震器具有构造简便、成本低廉，减震耗能能力强，功能和抗震防线多等优点，减震器可充分发挥了各部件的自身性能，在电力设施的控制系统中耗散地震作用下产生的能量；该减震器与外部电气设备连接方便，即使失效也便于更换。

一种用于隧道掘进机的物料吊运装置专利目的

《一种用于隧道掘进机的物料吊运装置》要解决的技术问题是提供一种物料吊运装置，其能够快速地、有效地向隧道掘进机提供所需物料，可以保证隧道掘进机施工进度和效率。

一种用于隧道掘进机的物料吊运装置技术方案

根据《一种用于隧道掘进机的物料吊运装置》，提供了一种用于隧道掘进机的物料吊运装置，包括：用于承载和引导运输的导轨机构，导轨机构又包括置于隧道顶端的导轨和固定在导轨下端面的第一传动件；沿导轨方向提供动力的动力机构，包括数个连接在导轨上的动力器，在动力器的内部设有与第一传动件形成传动配合的第二传动件；用于接受动力机构的动力并带动整个吊运装置沿导轨运动的从动机构，包括设置在导轨上的从动器，以及与从动器相连的从动机架，从动机架通过连接杆与动力机构相连，使得从动器能够在动力机构的作用下沿导轨运动；用于沿竖直方向起吊物料的起吊机构包括铰接在从动机架上的液压缸和用于安放物料的平衡架，以及将液压缸和平衡架连接起来的换向器，液压缸的伸缩运动通过换向器转化为平衡架的升降运动。

在一个实施例中，换向器是包括钢丝绳和滑轮的滑轮机构。

在一个实施例中，换向器还包括跟随液压缸移动的滑轮座，通过滑轮座的作用使得液压缸的伸缩长度等于平衡架的提升高度的一半。

在一个实施例中，换向器包括链条和链轮。

在一个实施例中，第一传动件和第二传动件之间的配合是链条和链轮的配合或齿条和齿轮的配合。

在一个实施例中，动力器还包括置于导轨两侧的连接板、固定两个连接板的连接螺栓、均匀对称分布在连接板内侧的数对转动小轮、通过连接板与第二传动件连接的动力源，以及布置在连接板内侧边角处的数个引导轮。

在一个实施例中，动力源是减速电机或液压马达。

在一个实施例中，平衡架包括用于锁定钢丝绳的端头的钢丝夹、用于平衡稳定钢丝绳的端头的平衡机架、用于将钢丝绳的端头与平衡机架连接起来的第一卸扣，以及连接在平衡机架上的用于安装物料的吊带。

在一个实施例中，平衡机架用于平衡各个钢丝绳的受力。

在一个实施例中，从动器包括置于导轨两侧的安装板、连接两个安装板的连接螺杆、将连接螺杆和安装板紧固的连接螺母、置于连接板与连接螺母之间的调整垫片、均匀对称分布在安装板内侧的数对转动小轮，以及将连接螺杆与从动机构连接在一起的第二卸扣。

一种用于隧道掘进机的物料吊运装置改善效果

《一种用于隧道掘进机的物料吊运装置》的用于隧道掘进机的物料吊运装置结构简单、占用空间小、安全、可靠、效率高的优点，解决了在有限的空间内不能平稳升降物料和多块管片（主要物料）同时吊运的难题，从而保证了隧道掘进机施工进度和效率。

图1显示了根据《一种用于隧道掘进机的物料吊运装置》的用于隧道掘进机的物料吊运装置的主视图。

图2显示了图1的A向视图。

图3显示了根据《一种用于隧道掘进机的物料吊运装置》的用于隧道掘进机的物料吊运装置的动力器结构示意图。

图4显示了根据《一种用于隧道掘进机的物料吊运装置》的用于隧道掘进机的物料吊运装置的平衡架结构示意图。

图5显示了根据《一种用于隧道掘进机的物料吊运装置》的用于隧道掘进机的物料吊运装置的从动器结构示意图。