本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化裝校對(duì)接領(lǐng)域，特別涉及一種基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工業(yè)、飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈等精密裝校領(lǐng)域，裝校對(duì)接的質(zhì)量和效率直接影響著系統(tǒng)整體的運(yùn)行精度、生產(chǎn)效率和質(zhì)量的穩(wěn)定性。其裝校對(duì)接多屬于空間六自由度重載、大尺寸、高精度裝校，裝校對(duì)接過(guò)程盲源無(wú)基準(zhǔn)，并且裝校過(guò)程中裝校對(duì)象經(jīng)常與裝校環(huán)境相互作用。而傳統(tǒng)裝校缺少柔順性，不能及時(shí)反饋裝校對(duì)象與環(huán)境相作用的有關(guān)信息，容易造成裝校對(duì)象的損傷，影響裝校的整體質(zhì)量。為滿足裝校對(duì)接智能化的需求，完成柔性裝校工作，裝校平臺(tái)必須朝著能夠感知自身與外界環(huán)境的相互作用，并且能夠主動(dòng)控制自身行為來(lái)調(diào)節(jié)與外界環(huán)境的相互作用的方向發(fā)展。

裝校平臺(tái)能夠?qū)ν饨绛h(huán)境做出順從性動(dòng)作的能力稱為柔順性。裝校平臺(tái)的柔順性可以分為：主動(dòng)柔順性和被動(dòng)柔順性。被動(dòng)柔順性是將具有緩沖吸能的柔順性機(jī)械裝置安裝在執(zhí)行器末端。被動(dòng)柔順性雖然能夠完成一部分的柔順性工作，但是被動(dòng)柔順性不能解決裝校平臺(tái)高剛度與高柔性之間的矛盾；被動(dòng)柔順性專用性強(qiáng)、適應(yīng)性差；被動(dòng)柔順不能感知與外界環(huán)境的相互作用，不能主動(dòng)做出柔順性控制。主動(dòng)式柔順是在執(zhí)行器末端安裝力反饋模塊，通過(guò)位置控制形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而達(dá)到柔順裝校的目的。主動(dòng)柔順性控制集傳感器、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息交互、控制等技術(shù)于一身，克服了傳統(tǒng)被動(dòng)控制的不足，能夠很好地解決生產(chǎn)智能化的需求，應(yīng)用前景廣泛。

隨著自動(dòng)化裝校設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對(duì)主動(dòng)柔順裝校提出了更多的要求，現(xiàn)有的主動(dòng)柔順裝校裝置依然存在一些問(wèn)題。目前主流的主動(dòng)柔順裝校裝置主要分為并聯(lián)和串聯(lián)兩種形式，其中并聯(lián)式主動(dòng)柔順裝校裝置結(jié)構(gòu)緊湊，但裝校工作空間受到了極大的限制。串聯(lián)式主動(dòng)柔順裝校裝置雖然工作空間滿足要求，但削弱了系統(tǒng)剛度。同時(shí)此類裝校設(shè)備多應(yīng)用于軸類零部件的裝配，對(duì)零部件的外形有較嚴(yán)格的要求。因此，本發(fā)明提供一種基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)，該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)滿足裝校平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載能力大、工作空間大等要求，同時(shí)適應(yīng)裝校對(duì)象多外形規(guī)格的要求。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)，其中該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)包括一個(gè)機(jī)架、一個(gè)托板、一個(gè)平面調(diào)整機(jī)構(gòu)以及一個(gè)水平調(diào)整機(jī)構(gòu)，該托板可調(diào)節(jié)地設(shè)置于該機(jī)架，該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)包括三個(gè)平面調(diào)整構(gòu)件，各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件分別相互間隔地設(shè)置于該托板，該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)包括一個(gè)上平臺(tái)、一個(gè)下平臺(tái)以及三個(gè)支鏈，該下平臺(tái)可驅(qū)動(dòng)地設(shè)置于各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件，各個(gè)該支鏈的下端部分別相互間隔地設(shè)置于該下平臺(tái)，各個(gè)該支鏈的上端部分別相互間隔地設(shè)置于該上平臺(tái)。

作為對(duì)本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)包括一個(gè)六維力傳感器，該六維力傳感器設(shè)置于該水平調(diào)整構(gòu)件。

作為對(duì)本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該六維力傳感器設(shè)置于該上平臺(tái)。

作為對(duì)本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)包括一專用夾具，該專用夾具設(shè)置于該六維力傳感器。

作為對(duì)本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，各個(gè)該支鏈分別包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元、一個(gè)球鉸以及一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)支座，該驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)該轉(zhuǎn)動(dòng)支座連接于該下平臺(tái)，該驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)該球鉸連接于該上平臺(tái)。

作為對(duì)本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該支鏈為rps支鏈。

作為對(duì)本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，相鄰該支鏈之間的距離相等。

作為對(duì)本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件分別包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)絲杠、一個(gè)螺母、一個(gè)滑塊、一個(gè)滑軌以及一個(gè)軸承，該驅(qū)動(dòng)器、該絲杠、該螺母、該滑塊和該滑軌分別設(shè)置于該托板，該絲杠連接于該驅(qū)動(dòng)器，該螺母可驅(qū)動(dòng)地設(shè)置于該絲杠，并且該螺母連接于該滑塊，該軸承設(shè)置于該滑塊的上部，并且該軸承連接于該下平臺(tái)，該滑塊可滑動(dòng)地設(shè)置于該滑軌。

作為對(duì)本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)包括一個(gè)升降機(jī)構(gòu)，該升降機(jī)構(gòu)包括一個(gè)升降驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)升降絲杠、一個(gè)升降螺母、一個(gè)升降滑塊以及一個(gè)升降軌道，該升降驅(qū)動(dòng)器、該升降絲杠、該升降螺母、該升降滑塊和該升降軌道分別設(shè)置于該機(jī)架，該升降絲杠連接于該升降驅(qū)動(dòng)器、該升降螺母可驅(qū)動(dòng)地連接于該升降絲杠，并且該升降螺母固定地設(shè)置于該升降滑塊，該升降滑塊連接于該托板，并且該升降滑塊可滑動(dòng)地設(shè)置于該升降軌道。

作為對(duì)本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該滑軌呈十字形。

本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于：

本發(fā)明的該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)包括一個(gè)機(jī)架、一個(gè)托板、一個(gè)平面調(diào)整機(jī)構(gòu)以及一個(gè)水平調(diào)整機(jī)構(gòu)，該托板可調(diào)節(jié)地設(shè)置于該機(jī)架，該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)包括三個(gè)平面調(diào)整構(gòu)件，各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件分別相互間隔地設(shè)置于該托板，該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)包括一個(gè)上平臺(tái)、一個(gè)下平臺(tái)以及三個(gè)支鏈，該下平臺(tái)可驅(qū)動(dòng)地設(shè)置于各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件，各個(gè)該支鏈的下端部分別相互間隔地設(shè)置于該下平臺(tái)，各個(gè)該支鏈的上端部分別相互間隔地設(shè)置于該上平臺(tái)，該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)采用六個(gè)自由度混聯(lián)，其混聯(lián)順序?yàn)閦向大行程升降機(jī)構(gòu)、該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)和該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)，其中z向大行程升降機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)在z向大行程升沉作業(yè)，該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)沿x、y向的平移和在z軸的旋轉(zhuǎn)，該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)沿z軸的小行程平移以及繞x、y軸的旋轉(zhuǎn)。

該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)在各個(gè)自由度的實(shí)現(xiàn)方式是，z向大行程升降運(yùn)動(dòng)由該升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)在x、y向的平移以及z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)完成，該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)的各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件使該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)剛度也大大增強(qiáng)，并且各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)平面范圍內(nèi)的精密位姿調(diào)整。該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)在z軸小行程的調(diào)整以及繞x、y軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)完成，該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)的各個(gè)支鏈并聯(lián)布置，滿足該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)強(qiáng)度要求的情況下的整體結(jié)構(gòu)也相對(duì)緊湊，通過(guò)各個(gè)該支鏈的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)便可以實(shí)現(xiàn)水平范圍內(nèi)的精密位姿的調(diào)整。

該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的六維力傳感器固定于該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)上，用于監(jiān)測(cè)裝校對(duì)過(guò)程中裝校力的變化情況，以使該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)能夠在裝校的過(guò)程中主動(dòng)調(diào)節(jié)誤差，消除力的變化，實(shí)現(xiàn)該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的主動(dòng)柔順裝校。

該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)還有：

1、該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)形成六自由度混聯(lián)機(jī)構(gòu)，主要由該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)和該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)混聯(lián)組成，充分結(jié)合了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度強(qiáng)以及串聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間大的優(yōu)點(diǎn)。

2、該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)空間六自由度的精密裝校，同時(shí)降低自動(dòng)化裝校設(shè)備在裝校過(guò)程中的無(wú)效載荷，避免存在摩擦、二街振蕩等問(wèn)題。

3、該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的裝校對(duì)象范圍得以擴(kuò)寬，不再僅限于軸孔裝配。

附圖說(shuō)明

為了獲得本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，以下將參照附圖中所示的本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)以上概述的本發(fā)明進(jìn)行更具體的說(shuō)明。應(yīng)理解的是，這些附圖僅示出了本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)被視為對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，通過(guò)使用附圖，將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體和更詳細(xì)的說(shuō)明和闡述。在附圖中：

圖1是基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的使用狀態(tài)立體圖。

圖2是基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的平面調(diào)整機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖3是基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的水平調(diào)整機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖4是基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖5是阻抗系統(tǒng)模型的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見(jiàn)的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施方案、變形方案、改進(jìn)方案、等同方案以及沒(méi)有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

如圖1至圖4所示，依本發(fā)明的發(fā)明精神提供一種基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)，該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)包括一個(gè)機(jī)架10、一個(gè)托板20、一個(gè)平面調(diào)整機(jī)構(gòu)30以及一個(gè)水平調(diào)整機(jī)構(gòu)40，該托板20可調(diào)節(jié)地設(shè)置于該機(jī)架10，該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)30包括三個(gè)平面調(diào)整構(gòu)件31，各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件31分別相互間隔地設(shè)置于該托板20，該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)40包括一個(gè)上平臺(tái)41、一個(gè)下平臺(tái)42以及三個(gè)支鏈43，該下平臺(tái)42可驅(qū)動(dòng)地設(shè)置于各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件31，各個(gè)該支鏈43的下端部分別相互間隔地設(shè)置于該下平臺(tái)42，各個(gè)該支鏈43的上端部分別相互間隔地設(shè)置于該上平臺(tái)41。

優(yōu)選地，各個(gè)該支鏈43分別包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元431、一個(gè)球鉸432以及一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)支座433，該驅(qū)動(dòng)單元431通過(guò)該轉(zhuǎn)動(dòng)支座433連接于該下平臺(tái)42，該驅(qū)動(dòng)單元431通過(guò)該球鉸432連接于該上平臺(tái)41。更優(yōu)選地，該支鏈43為rps支鏈。更優(yōu)選地，相鄰該支鏈43之間的距離相等。

該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)包括一個(gè)升降機(jī)構(gòu)50，該升降機(jī)構(gòu)50設(shè)置于該機(jī)架10和連接于該托板20，以通過(guò)該升降機(jī)構(gòu)50驅(qū)動(dòng)該托板20帶動(dòng)該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)30和該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)40在z軸方向的大行程運(yùn)動(dòng)，該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)30能夠?qū)崿F(xiàn)x、y軸平移和z軸旋轉(zhuǎn)，該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)40能夠?qū)崿F(xiàn)x、y軸旋轉(zhuǎn)和z軸的平移，從而實(shí)現(xiàn)該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)在六個(gè)自由度的精密調(diào)整。

該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)包括一個(gè)六維力傳感器60，該六維力傳感器60設(shè)置于該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)40。優(yōu)選地，該六維力傳感器60設(shè)置于該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)40的該上平臺(tái)41。該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)包括一個(gè)專用夾具70，該專用夾具70設(shè)置于該六維力傳感器60，其中該專用夾具70用于夾持一個(gè)對(duì)接件80，以將該對(duì)接件80與一個(gè)固定位置的被對(duì)接件90對(duì)接，在這個(gè)過(guò)程中，當(dāng)該對(duì)接件80因?yàn)槠疃鲇|到該被對(duì)接件90時(shí)，該六維力傳感器60能夠檢測(cè)到該對(duì)接件80的偏差位姿，以在后續(xù)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。

進(jìn)一步地，該升降機(jī)構(gòu)50包括一個(gè)升降驅(qū)動(dòng)器51、一個(gè)升降絲杠52、一個(gè)升降螺母53、一個(gè)升降滑塊54以及一個(gè)升降軌道55，該升降驅(qū)動(dòng)器51、該升降絲杠52、該升降螺母53、該升降滑塊54和該升降軌道55分別設(shè)置于該機(jī)架10，該升降絲杠52連接于該升降驅(qū)動(dòng)器51、該升降螺母53可驅(qū)動(dòng)地連接于該升降絲杠52，并且該升降螺母53固定地設(shè)置于該升降滑塊54，該升降滑塊54連接于該托板20，并且該升降滑塊54可滑動(dòng)地設(shè)置于該升降軌道55，以在該升降驅(qū)動(dòng)器51提供驅(qū)動(dòng)力時(shí)，通過(guò)該升降絲杠52和該升降螺母53帶動(dòng)該升降滑塊54沿著該升降軌道55運(yùn)動(dòng)，從而使該托板20在z軸做大行程的運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，各個(gè)該平面調(diào)整構(gòu)件31分別包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)器311、一個(gè)絲杠312、一個(gè)螺母313、一個(gè)滑塊314、一個(gè)滑軌315以及一個(gè)軸承316，該驅(qū)動(dòng)器311、該絲杠312、該螺母313、該滑塊314和該滑軌315分別設(shè)置于該托板20，該絲杠312連接于該驅(qū)動(dòng)器311，該螺母313可驅(qū)動(dòng)地設(shè)置于該絲杠312，并且該螺母313連接于該滑塊314，該軸承316設(shè)置于該滑塊315的上部，并且該軸承316連接于該下平臺(tái)42，該滑塊314可滑動(dòng)地設(shè)置于該滑軌315。優(yōu)選地，該滑軌315呈十字形。

如圖1至圖4所示，在該托板20、該下平臺(tái)42以及該上平臺(tái)41的幾何中心分別建立固定坐標(biāo)系o0x0y0z0及動(dòng)坐標(biāo)系o1x1y1z1、o2x2y2z2。該上平臺(tái)41相對(duì)該托板20的位姿為(xyzαβγ)，根據(jù)該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)的特點(diǎn)可知，平移x、y以及偏航角γ將由該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)30提供。此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)副fi在動(dòng)系o1x1y1z1中的坐標(biāo)位置可由幾何關(guān)系直接求出，已知該下平臺(tái)42的運(yùn)動(dòng)情況，求解移動(dòng)副d1、d2在x0向以及d3在y0向的驅(qū)動(dòng)位移量d1，d2，d3就是該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)30的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。

坐標(biāo)點(diǎn)從該上平臺(tái)41到該下平臺(tái)42的齊次變換滿足：

針對(duì)平面調(diào)整機(jī)構(gòu)，r1為動(dòng)系o1x1y1z1到定系的方向余弦矩陣，p1＝(x,y,h1)^t表示動(dòng)系o1x1y1z1在定系中的位置向量：

其中cγ＝cosγ，sγ＝sinγ，依次類推。

根據(jù)幾何關(guān)系可以確定移動(dòng)副di在定系中的初始零點(diǎn)位置坐標(biāo)dio(dixo,diyo,dizo)以及旋轉(zhuǎn)副fi在動(dòng)系o1x1y1z1中的坐標(biāo)由式(1)可知旋轉(zhuǎn)副fi在定系中的坐標(biāo)

由裝配關(guān)系可知，d1、d2分別與f1、f2在x0向的坐標(biāo)值相等，d3與f3在y0向的坐標(biāo)值相等，解算得該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)30驅(qū)動(dòng)位移量：

該平面調(diào)整機(jī)構(gòu)30的逆解可以簡(jiǎn)記為：

di＝fi(x,y,γ)(i＝1，2，3)(4)

同理，針對(duì)該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)40，r2為動(dòng)系o2x2y2z2到定系的方向余弦矩陣，p2＝(x,y,z)^t表示動(dòng)系o2x2y2z2在定系中的位置向量：

球副ci在動(dòng)系o1x1y1z1中的坐標(biāo)由式(1)可知球副ci在定系中的坐標(biāo)由此可得該水平調(diào)整機(jī)構(gòu)40的位置反解，即驅(qū)動(dòng)桿桿長(zhǎng)計(jì)算公式。

綜合式(4)、(6)可知，系統(tǒng)位置逆解為：

di＝fi(x,y,z,α,β,γ)(i＝1，2...6)(7)

2)基于力伺服的主動(dòng)柔順裝校

假設(shè)該六維力傳感器60初始輸出模擬量為va，當(dāng)前輸出值為vo，模擬量的極限值為vm，該六維力傳感器60所測(cè)量的力的量程為fm，則當(dāng)前該六維力傳感器60的測(cè)量值計(jì)算公式為

該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化為一個(gè)阻抗系統(tǒng)，該阻抗系統(tǒng)基本要素包括目標(biāo)慣量、目標(biāo)阻尼和目標(biāo)剛度，它們構(gòu)成了“目標(biāo)阻抗”這一期望關(guān)系，并且對(duì)阻抗控制系統(tǒng)的影響是決定性的，阻抗系統(tǒng)物理模型如圖5所示。

該阻抗系統(tǒng)模型的數(shù)學(xué)方程：

將其拓展至六維情形，則有：

其中：

mt，bt，kt為目標(biāo)慣量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣；

x，為末端位置、速度和加速度向量；

xt，為期望的末端位置、速度和加速度向量；

fe，f分別為末端期望接觸力和實(shí)際接觸力。

對(duì)該模型進(jìn)行拉氏變換，整理后得到：

從而建立裝校對(duì)象位姿與該六維力傳感器60的作用力之間的關(guān)系，并根據(jù)力反饋來(lái)驅(qū)動(dòng)該基于六維力控制的主動(dòng)柔順裝校系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解調(diào)整裝校對(duì)象位姿，使裝校對(duì)象與裝校環(huán)境保持無(wú)接觸狀態(tài)，保證裝校對(duì)象的安全，提高裝校效率，實(shí)現(xiàn)力伺服下的主動(dòng)柔順裝校。值得一提的是，裝校對(duì)象可以是本發(fā)明在上述提及的該對(duì)接件80。

以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但該內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。