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針對六自由度電動或液壓平臺，輸入六個缸體的空間幾何數(shù)據(jù)，建立電動缸空間運動模型。在六自由度平臺合理的運動范圍內(nèi)，輸入任意六自由度數(shù)據(jù)（X,Y,Z坐標，以及繞X,Y,Z軸的旋轉(zhuǎn)角度），可以精確計算出每個缸體運動的長度，并用三維圖形進行顯示。 每個缸體采用位移傳感器實時監(jiān)測缸體長度，通過給定不同的驅(qū)動電壓和驅(qū)動時長，可以使得六自由度平臺做出預(yù)定姿態(tài)。 若相關(guān)企業(yè)需要，該專利可低額轉(zhuǎn)讓，具體價格面議。

本項目的目標是開發(fā)新一代全數(shù)字化高檔數(shù)控系統(tǒng)（五軸），研究相關(guān)軟硬件核心技術(shù)，提升南通市及我國高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化能力，在高速立、臥式加工中心，精密立、臥式加工中心，五軸聯(lián)動加工中心，高速數(shù)控車床及車削中心，臥式車銑復(fù)合加工中心等高檔數(shù)控機床上配套應(yīng)用，形成批量生產(chǎn)能力。可達技術(shù)指標序號名稱規(guī)格1插補周期1ms2最小分辨率脈沖模式，1um；總線模式，0.1um3前瞻段數(shù)10004聯(lián)動軸數(shù)五軸，三個直線軸、兩個旋轉(zhuǎn)軸5伺服驅(qū)動接口脈沖、SERCOS III、Mechatrolink II6曲線插補Nurbs曲線插補7RTCP刀具中心點控制8空間刀具補償多種空間刀具補償模式，補償建立、取消9平面C型刀具補償256組10螺距誤差補償單向、雙向螺距誤差補償11反向間隙補償多種條件補償模式12加減速功能直線型和S型13G代碼標準兼容Fanuc標準14宏程序功能Fanuc A類宏程序15PLC功能兼容Fanuc標準，最大支持1024輸入/1024輸出點，128個定時器，128個計數(shù)器16現(xiàn)場總線接口CAN、RS485   一、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 高速高精多軸運動控制算法研究： (1) 基于前瞻功能的連續(xù)微小線段軌跡運動控制算法 基于超聲波加工運動特性及動力學(xué)特性分析，提出“速度規(guī)劃單元”和“速度等級”概念。實現(xiàn)了具有前瞻功能的連續(xù)微小線段軌跡速度規(guī)劃算法。該算法根據(jù)讀入軌跡段的幾何特性及動力學(xué)特性自適應(yīng)實現(xiàn)超聲波加工軌跡插補中的速度控制，在保證軌跡精度的前提下，盡可能地提高超聲波加工速度；根據(jù)微段速度規(guī)劃策略，實現(xiàn)了針對連續(xù)微小線段軌跡的插補算法。插補算法可正確確定微段插補過程中每一步的軌跡坐標，并解決插補過程中的終點判斷問題。 (2) 柔性加減速控制算法 實現(xiàn)了對插補軌跡進行精確控制以及對加速度和加加速進行控制。優(yōu)異的加減速控制算法可以避免超聲波加工中心的沖擊、振動，并在不增加系統(tǒng)運算量的情況下使得整個插補過程能夠平滑快速執(zhí)行。本部分工作實現(xiàn)了直線型加減速、S型加減速。此外由于軌跡插補和速度規(guī)劃的離散性，重點實現(xiàn)了軌跡末端的速度平滑處理，即“尾巴處理”，使整個插補過程平滑進行。 (3) NURBS曲線插補及速度平滑控制 實現(xiàn)了具有軌跡預(yù)讀功能的NURBS曲線運動規(guī)劃算法。針對NURBS曲線的軌跡幾何特征，實現(xiàn)了基于“規(guī)劃單元”的速度規(guī)劃和參數(shù)插補算法。給出NURBS預(yù)讀策略和速度規(guī)劃算法，通過規(guī)劃單元的預(yù)讀、規(guī)劃單元間轉(zhuǎn)接速度的調(diào)整和規(guī)劃結(jié)果的及時輸出保證了插補的實時性；實現(xiàn)了NURBS曲線規(guī)劃單元的參數(shù)插補方法。為了適應(yīng)采用的軌跡預(yù)讀算法，提出“重疊拼接法，實現(xiàn)了相鄰兩個NURBS曲線的光滑轉(zhuǎn)接。 機床精度補償技術(shù)研究： (1) RTCP技術(shù) 實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)刀具中心點編程RTCP(Rotation Tool Centre Point)。RTCP功能采用將以往在CAM中的由機床配置引起坐標變換移植到CNC控制器中在坐標插補之后進行的策略,即采用先插補后轉(zhuǎn)換的機制來徹底消除坐標旋轉(zhuǎn)而引起的非線性誤差，提高加工精度。 (2)空間刀具補償技術(shù) 實現(xiàn)了空間刀具補償。測量超聲波工具直徑與伸出長度，并確定最佳工作間隙，以及在此工藝條件下去除的材料厚度，將三者之和作為“工具補償參數(shù)”通過分析超聲波頭與零件之間關(guān)系，開發(fā)適應(yīng)不同情況的刀具補償矢量計算方法。根據(jù)補償指令方法的使用方式，實現(xiàn)了工具補償?shù)慕⑴c取消方法。實現(xiàn)了補償過程中由于補償平面的改變而引起的工具干涉情況。 (3)誤差補償技術(shù) 除了RTCP和空間刀補外，實現(xiàn)了反向間隙補償、螺距誤差補償。控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究： (1) 運動控制總線 實現(xiàn)了與伺服驅(qū)動器的通信。運動控制總線的國際標準較多，在不開發(fā)伺服驅(qū)動器的條件下，只能采用某一國際標準。本系統(tǒng)實現(xiàn)了兩個標準：(1)基于以太網(wǎng)物理層的SERCOS III標準，該標準是歐系數(shù)控系統(tǒng)的主力標準，有大量的高性能伺服驅(qū)動器可供選擇；(2)基于RS485物理層的Mechatrolink II標準，該標準由安川開發(fā)，伺服驅(qū)動器價格相對低，具有成本優(yōu)勢。 (2) 位置控制算法 實現(xiàn)了對電機的位置控制。本系統(tǒng)采用目前成熟穩(wěn)定的帶有前饋的PID控制實現(xiàn)位置環(huán)，閉環(huán)周期100ms。傳統(tǒng)的PID是典型的反饋控制，雖然具有穩(wěn)定的優(yōu)點，但是需要誤差已經(jīng)產(chǎn)生后才能改變輸出，進而實現(xiàn)對目標值的跟蹤，因此從根本上是無法避免跟蹤誤差的。而前饋控制可以將目標值處理后直接向前傳遞，達到系統(tǒng)快速響應(yīng)和跟蹤的目的，理論上可以實現(xiàn)對目標值的零誤差跟蹤。 (3) PLC相關(guān)技術(shù) 實現(xiàn)了梯形圖的編輯、編譯、運行、調(diào)試功能。同時提供PC Windowns環(huán)境下的梯形圖編輯、編譯環(huán)境。 二、對國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響 通過本項目的實施，將極大促進我國自主高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的整體進步，形成打破國外技術(shù)壟斷和產(chǎn)品封鎖的知識產(chǎn)權(quán)利器，使國產(chǎn)高檔數(shù)控機床及高檔數(shù)控系統(tǒng)在國內(nèi)外市場上具有核心競爭力和自主權(quán)。     應(yīng)用范圍：   本項目的目標是開發(fā)新一代全數(shù)字化高檔數(shù)控系統(tǒng)，研究相關(guān)軟硬件核心技術(shù)，提升我國高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化能力，在高速立、臥式加工中心，精密立、臥式加工中心，五軸聯(lián)動加工中心，高速數(shù)控車床及車削中心，臥式銑車（車銑）復(fù)合加工中心等高檔數(shù)控機床上配套應(yīng)用，形成批量生產(chǎn)能力。

本實用新型涉及三自由度球心可調(diào)靈活眼，包括機架、眼球、球心調(diào)節(jié)桿和伸縮桿，眼球包括下半眼球與上半眼球，下半眼球與上半眼球固接，球心調(diào)節(jié)桿包括第一支撐桿和第二支撐桿，第一支撐桿下端與機架垂直固接，第一支撐桿上端與第二支撐桿下端螺紋聯(lián)接，第二支撐桿上端用球面副與下半眼球底端連接，伸縮桿下端用球銷副與機架連接，伸縮桿上端用球面副與下半眼球連接；三個伸縮桿圍繞球心調(diào)節(jié)桿均布。本實用新型具有空間三個轉(zhuǎn)動自由度的，靈活度高，易實現(xiàn)高速運動；將三個直線運動轉(zhuǎn)化為眼球的空間轉(zhuǎn)動，控制方便；球心調(diào)節(jié)桿增加靈活眼的工作空間，增加了其環(huán)境適應(yīng)力。

一種三自由度微振動抑制平臺及其控制方法，屬于振動隔離與 抑制裝置，解決現(xiàn)有主被動復(fù)合隔振機構(gòu)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制方式 繁瑣的問題。本發(fā)明的三自由度微振動抑制平臺，包括基礎(chǔ)平臺、負 載平臺、完全相同的三套單自由度主被動復(fù)合隔振組件以及控制器， 每套單自由度主被動復(fù)合隔振組件上下兩端分別與負載平臺和基礎(chǔ)平 臺連接。本發(fā)明的控制方法，包括計算邏輯軸位移信號、計算邏輯軸 控制信號、計算物理軸實時控制信號和傳遞步驟。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單， 剛度可調(diào)，能夠?qū)?nbsp;X 軸、Y 軸的轉(zhuǎn)動方向及&

成果與項目的背景及主要用途： 對于機械手臂的機械結(jié)構(gòu)盡量做到易于維護、容易擴展到更多的自由度,并 且希望其動作具有較高的靈活性。在對機械手臂的控制上,要求使用合適的控制 算法使機械手臂實現(xiàn)更高的定位精度。并希望其控制擁有較好的系統(tǒng)穩(wěn)定性并易 于修改控制程序,在機械手臂增加更多的自由度或者其他設(shè)備時控制系統(tǒng)具有良 好的擴展性。混聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)繼承了串聯(lián)和并聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，具有結(jié)構(gòu)緊湊工 作空間占地面積比大剛度高可重構(gòu)能力強等特點，可廣泛應(yīng)用于大型結(jié)構(gòu)件高速 高精度數(shù)控加工單元中。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 五自由度機器人，包括固定架、第一長度調(diào)節(jié)裝置、第二長度調(diào)節(jié)裝置、第 三長度調(diào)節(jié)裝置、動平臺和定位頭，固定架的中間部位設(shè)置有第一鉸鏈，該鉸鏈 由內(nèi)、外同心環(huán)構(gòu)成，第一長度調(diào)節(jié)裝置的上部通過所述第一鉸鏈和其與第一鉸 鏈構(gòu)成的滑移副設(shè)置在固定架上，動平臺固定安裝在第一長度調(diào)節(jié)裝置的末端， 可提供兩轉(zhuǎn)動自由度的定位頭安裝在所述動平臺的底部，其特征在于：所述固定 架兩側(cè)對稱地連接有第二、第三鉸鏈，所述第二、第三長度調(diào)節(jié)裝置一端分別與 所述第二、第三鉸鏈相連，其另一端分別通過具有三轉(zhuǎn)動自由度的鉸鏈與構(gòu)成第 一鉸鏈的內(nèi)環(huán)連接。 由 2 自由度球面并聯(lián)機構(gòu)和 1 條末端裝有 2 自由度磚頭并通過移動副與之串 接的主動支鏈構(gòu)成的 5 自由度混聯(lián)高剛度機器人，可做成即插即用的可重構(gòu)模塊 54天津大學(xué)科技成果選編 55 用于搭建不同形式和用途的自動化裝備。Trivariant 系列機器人為三維空間內(nèi)的 高精度復(fù)雜曲線切割作業(yè)、焊接作業(yè)和裝配作業(yè)提供了完美的解決方案，擁有精 度佳、可靠性高、易用性強、維護成本低等優(yōu)勢。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 五自由度機器人 CN200510014459 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 提出實現(xiàn)節(jié)點 5 坐標快速、低成本加工的創(chuàng)新構(gòu)思，進而形成基于 CAD/CAPP/CAM 和新型工業(yè)機器人的“制模—組模—鑄造—加工”數(shù)字化成套解 決方案，并成功應(yīng)用于 2010 年上海世博軸陽光谷大型復(fù)雜網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)工程，有效 地解決節(jié)點制造成本高、工效低、周期長的技術(shù)問題，確保每個節(jié)點尺寸和角度 毫厘不差。 應(yīng)用領(lǐng)域：裝配、焊接、搬運、加工、復(fù)雜相貫線切割 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模） 可依據(jù)客戶需求，選擇指定廠家的伺服電機，定制開發(fā)控制系統(tǒng)，并可開放 后臺接口，方便用戶進行二次開發(fā)和升級。 合作方式及條件：面議

項目成果/簡介: 該項目通過鋁合金壓鑄、鋁/鋼復(fù)合壓鑄、伺服電機高效相變熱控等方法，實現(xiàn)機械臂、減速機與伺服電機等工業(yè)機器人成套的變革性輕量化技術(shù)突破；研發(fā)高性能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)具有動力學(xué)特征的智能運動控制關(guān)鍵技術(shù)；項目采用制造工藝及控制系統(tǒng)自主開發(fā)，高度可控，將降低工業(yè)機器人的應(yīng)用成本，提升我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平及產(chǎn)業(yè)競爭力。 在前期研究中已獲得工業(yè)機器人關(guān)鍵部件相關(guān)專利授權(quán)20余項，獲得廣東省科技計劃多個項目支持及國家重點研發(fā)計劃“智能機器人專項”立項：工業(yè)機器人整機性能提升與驗證，并已建成廣東省功能結(jié)構(gòu)與器件智能制造工程實驗室、廣東省節(jié)能與新能源綠色制造工程技術(shù)研究中心等平臺。 該項目具有低成本輕量化特征的核心部件及其規(guī)模制造技術(shù)；具有動力學(xué)特征的智能運動控制關(guān)鍵技術(shù)。在廣東省兩項重大戰(zhàn)略專項支持下，已成功開發(fā)出精密RV減速機、相變熱控伺服電機、仿生輕量化機械臂等產(chǎn)品。自主研發(fā)減速機核心零部件自主設(shè)計并組裝的輕量化機器人整機知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進程度:達到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

（專利號：ZL 201510908980.X） 簡介：本發(fā)明公開一種三xz由度翻轉(zhuǎn)機器人，屬于工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。該機器人包括氣動抓手機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、升降及伸縮機構(gòu)；其中氣動抓手機構(gòu)包括抓手及氣動手指；翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括三個傳動板及氣缸；升降機構(gòu)包括升降板及氣缸；伸縮機構(gòu)包括伸縮板、氣缸、桌面連接板及固定座。本發(fā)明利用曲柄滑塊機構(gòu)，將翻轉(zhuǎn)部分放在連桿上，當(dāng)氣缸推動滑桿移動，曲柄轉(zhuǎn)動帶動連桿翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)氣動抓手的180度翻轉(zhuǎn)，同時抓手部分的氣動手指可以帶動抓手實現(xiàn)抓取和放下的動作。本發(fā)明具有機構(gòu)制作簡單、安裝調(diào)試方便及制造成本較低等特點。

該項目通過鋁合金壓鑄、鋁/鋼復(fù)合壓鑄、伺服電機高效相變熱控等方法，實現(xiàn)機械臂、減速機與伺服電機等工業(yè)機器人成套的變革性輕量化技術(shù)突破；研發(fā)高性能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)具有動力學(xué)特征的智能運動控制關(guān)鍵技術(shù)；項目采用制造工藝及控制系統(tǒng)自主開發(fā)，高度可控，將降低工業(yè)機器人的應(yīng)用成本，提升我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平及產(chǎn)業(yè)競爭力。 在前期研究中已獲得工業(yè)機器人關(guān)鍵部件相關(guān)專利授權(quán)20余項，獲得廣東省科技計劃多個項目支持及國家重點研發(fā)計劃“智能機器人專項”立項：工業(yè)機器人整機性能提升與驗證，并已建成廣東省功能結(jié)構(gòu)與器件智能制造工程實驗室、廣東省節(jié)能與新能源綠色制造工程技術(shù)研究中心等平臺。 該項目具有低成本輕量化特征的核心部件及其規(guī)模制造技術(shù)；具有動力學(xué)特征的智能運動控制關(guān)鍵技術(shù)。在廣東省兩項重大戰(zhàn)略專項支持下，已成功開發(fā)出精密RV減速機、相變熱控伺服電機、仿生輕量化機械臂等產(chǎn)品。 自主研發(fā)減速機核心零部件 自主設(shè)計并組裝的輕量化機器人整機

已有樣品/n與普通并聯(lián)機構(gòu)相比較，繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)具有負載能力強、動態(tài)性能較好、可達工作空間大等特點，在大范圍實時拍攝、大型射電望遠鏡等領(lǐng)域已得到良好應(yīng)用。針對舞臺飛行表演設(shè)計了5米規(guī)模三自由度四繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)，對末端執(zhí)行器的啟停運動進行了一種點到點的軌跡規(guī)劃方式，能夠保證位置，速度，加速度曲線的連續(xù)。并建立了動力學(xué)模型，給出了繩索拉力的求解和優(yōu)化思路。給出了力封閉，力可行和力安全三種靜力平衡的條件及其判定方法，基于降維理論求解出了三種靜力平衡的一階判定方法，提出了一種力安全工作空間的數(shù)值求解方法。結(jié)合上述理論分析和控制要求，選擇了位置控制方式，加入了PID控制器和繩索剛度補償加強控制精度。基于Simulink開發(fā)環(huán)境編寫了運動控制程序，基于LabVIEW發(fā)環(huán)境編寫了人機交互界面，完成了對三自由度繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)。支持額度：。200。萬元。承接單位：。湖北省。項目進展：。與普通并聯(lián)機構(gòu)相比較，繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)具有負載能力強、動態(tài)性能較好、可達工作空間大等特點，在大范圍實時拍攝、大型射電望遠鏡等領(lǐng)域已得到良好應(yīng)用。針對舞臺飛行表演設(shè)計了5米規(guī)模三自由度四繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)，對末端執(zhí)行器的啟停運動進行了一種點到點的軌跡規(guī)劃方式，能夠保證位置，速度，加速度曲線的連續(xù)。并建立了動力學(xué)模型，給出了繩索拉力的求解和優(yōu)化思路。給出了力封閉，力可行和力安全三種靜力平衡的條件及其判定方法，基于降維理論求解出了三種靜力平衡的一階判定方法，提出了一種力安全工作空間的數(shù)值求解方法。結(jié)合上述理論分析和控制要求，選擇了位置控制方式，加入了PID控制器和繩索剛度補償加強控制精度。基于Simulink開發(fā)環(huán)境編寫了運動控制程序，基于LabVIEW發(fā)環(huán)境編寫了人機交互界面，完成了對三自由度繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)。。項目基本內(nèi)容：。與普通并聯(lián)機構(gòu)相比較，繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)具有負載能力強、動態(tài)性能較好、可達工作空間大等特點，在大范圍實時拍攝、大型射電望遠鏡等領(lǐng)域已得到良好應(yīng)用。針對舞臺飛行表演設(shè)計了5米規(guī)模三自由度四繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)，對末端執(zhí)行器的啟停運動進行了一種點到點的軌跡規(guī)劃方式，能夠保證位置，速度，加速度曲線的連續(xù)。并建立了動力學(xué)模型，給出了繩索拉力的求解和優(yōu)化思路。給出了力封閉，力可行和力安全三種靜力平衡的條件及其判定方法，基于降維理論求解出了三種靜力平衡的一階判定方法，提出了一種力安全工作空間的數(shù)值求解方法。結(jié)合上述理論分析和控制要求，選擇了位置控制方式，加入了PID控制器和繩索剛度補償加強控制精度。基于Simulink開發(fā)環(huán)境編寫了運動控制程序，基于LabVIEW發(fā)環(huán)境編寫了人機交互界面，完成了對三自由度繩驅(qū)并聯(lián)機構(gòu)控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)。市場預(yù)期：銷售成本：500000元/臺 銷售價格：2000000元/臺

本發(fā)明涉及一種六自由度磁浮微動臺，包括布置在微動臺動子基板的兩自由度電磁力驅(qū)動單元，驅(qū)動微動臺實現(xiàn) X、Y、Z、θ_x、θ_y、θ_z6 個自由度的運動。每個兩自由度電磁力驅(qū)動單元包括粘接永磁體、豎直向、水平環(huán)繞線圈，粘接永磁體由三塊磁化方向不同的永磁體粘接而成，固定在正方形托盤底部；豎直向線圈提供垂向力，水平環(huán)繞線圈提供水平力，二者都固定在定子上。本發(fā)明線圈部分磁通密度大，磁感線方向、電流方向、目標推力方向相互正交，使其在單位電流下獲得較大推力，由電磁力直接驅(qū)動，不存在機械摩擦，具有較高的位移分辨率，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易于安裝調(diào)試，可用于在微米行程實現(xiàn)納米級定位的超精密加工和半導(dǎo)體制造中。