工作在核聚变舱中的视觉观测机构及控制方法_5

文档序号:8320358阅读:来源:国知局
用铅板制造;前体节侧向定位模块1、中体节轴向运动模块2、后体节侧向定位模块3、前双万向节4、后双万向节5以及并联式视觉观测云台6均采用石墨润滑脂或二硫化钼高温润滑脂进行机械润滑。
[0108]本实施例中基于核聚变舱的仿蠕虫机器人行走机构的控制方法是:
[0109]行走机构按如下步骤完成一个前进步距的行走过程:
[0110]步骤1:前体节侧向定位模块I和后体节侧向定位模块3均处于锁止状态,中体节轴向运动模块2处于最小缩短状态;行走机构定位在位置A处;视觉观测云台6中视觉采集探头606保持在位置A处进行视觉信息采集。
[0111]步骤2:前体节侧向定位模块I设置为解锁状态,后体节侧向定位模块3保持在锁止状态,中体节轴向运动模块2伸长直至达到最大伸长状态,行走机构处在由位置A向位置B的行进中;视觉观测云台6中视觉采集探头606在由位置A往位置B的行进中进行视觉
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[0112]步骤3:前体节侧向定位模块I设置为锁止状态,后体节侧向定位模块3设置为解锁状态,中体节轴向运动模块2缩短直至达到最小缩短状态,行走机构行进到位置B处;视觉观测云台6中视觉采集探头606保持在位置B处进行视觉信息采集。
[0113]步骤4:前体节侧向定位模块I保持在锁止状态,后体节侧向定位模块3进入锁止状态,中体节轴向运动模块2保持在最小缩短状态,行走机构定位在位置B处;视觉观测云台6中视觉采集探头606保持在位置B处对从A处至B处采集到的视觉信息进行存储处理,完成位置A到位置B的一个前进步距的视觉信息采集及存储处理。
[0114]行走机构按如下步骤完成一个后退步距的行走过程:
[0115]步骤1:前体节侧向定位模块I和后体节侧向定位模块3均处于锁止状态,中体节轴向运动模块2处于最小缩短状态;行走机构定位在位置A处;视觉观测云台6中视觉采集探头606保持在位置A处进行视觉信息采集。
[0116]步骤2:前体节侧向定位模块I保持为锁止状态,后体节侧向定位模块3设置为解锁状态,中体节轴向运动模块2伸长直至达到最大伸长状态,行走机构处在由位置A向位置C的行进中;视觉观测云台6中视觉采集探头606保持在位置A处进行视觉信息采集。
[0117]步骤3:前体节侧向定位模块I设置为解锁状态,后体节侧向定位模块3设置为锁止状态,中体节轴向运动模块2缩短直至达到最小缩短状态,行走机构行进到位置C处;视觉观测云台6中视觉采集探头606在由位置A往位置C的行进中进行视觉信息采集。
[0118]步骤4:前体节侧向定位模块I设置为在锁止状态,后体节侧向定位模块3保持在锁止状态,中体节轴向运动模块2保持在最小缩短状态,行走机构定位在位置C处;视觉观测云台6中视觉采集探头606保持在位置C处进行视觉信息采集,完成位置A到位置C的一个后退步距的视觉信息采集。
[0119]本实施例中,设定三个真空伺服减速电机612分别为电机M、电机N和电机P,对于行走机构处在核聚变舱底部大双环形槽道中按俯视的逆时针方向蠕动行走一个步距的动作周期T中,真空伺服减速电机612按如下过程进行控制:
[0120]步骤Cl:在O时刻的起始状态为:第二直连杆610与第三直连杆608的中心轴线重合,各第一弧形连杆614的第一近端凸台614A的中心轴线与相应设置的第二弧形连杆602的第二远端凸台602B的中心轴线重合。
[0121]步骤c2:在O?T/12的时间段中:电机M停止旋转,电机N以转速ω作顺时针旋转,电机P以转速ω作逆时针旋转。
[0122]步骤c3:在T/12?2T/12的时间段中:电机M以转速ω作逆时针旋转,电机N停止旋转,电机P以转速ω作顺时针旋转。
[0123]步骤c4:在2T/12?3T/12的时间段中:电机M以转速ω作顺时针旋转,电机N以转速ω作逆时针旋转,电机P停止旋转。
[0124]步骤c5:在3Τ/12?4Τ/12的时间段中:电机M停止旋转,电机N以转速ω作逆时针旋转,电机P以转速ω作顺时针旋转。
[0125]步骤c6:在4T/12?5T/12的时间段中:电机M以转速ω作顺时针旋转,电机N停止旋转,电机P以转速ω作逆时针旋转。
[0126]步骤c7:在5T/12?6T/12的时间段中:电机M以转速ω作逆时针旋转,电机N以转速ω作顺时针旋转,电机P停止旋转。
[0127]步骤c8:在6T/12?T的时间段中:电机M、电机N和电机P均停止旋转,完成逆时针蠕动行走一个步距的动作周期过程。
[0128] 顺时针蠕动行走过程与逆时针蠕动行走过程原理相同。
【主权项】
1.一种工作在核聚变舱中的视觉观测机构,其特征是:由前体节侧向定位模块(I)与后体节侧向定位模块(3)在中体节轴向运动模块(2)的两端对称设置构成行走机构; 所述前体节侧向定位模块(I)的结构设置为:电驱动子模块(IB)固装于承载子模块(IA)的内部,并有具有相同的结构形式的内侧对开支撑子模块(IC)和外侧对开支撑子模块(ID)对称设置于所述电驱动子模块(IB)的左右两侧;所述内侧对开支撑子模块(IC)和外侧对开支撑子模块(ID)的一端分别固联于电驱动子模块(IB)的左右两侧设定位置处,另一端分别沿所述电驱动子模块(IB)的左右侧向可伸缩运动并以所述承载子模块(IA)为导轨;在所述前体节侧向定位模块(I)的顶部,位于中央设置前体节热控装置(9),位于侧部设置前体节配重系统(7),所述前体节配重系统(7)处在前体节侧向定位模块(I)中外侧对开支撑子模块的上方;在所述前体节侧向定位模块(I)上、位于其前部设置有视觉观测云台(6); 所述后体节侧向定位模块(3)与所述前体节侧向定位模块(I)具有相同的结构形式;在所述后体节侧向定位模块(3)的顶部,位于中央设置后体节热控装置(11),位于侧部设置后体节配重系统(8),所述后体节配重系统(8)处在所述后体节侧向定位模块(3)中外侧对开支撑子模块的上方; 所述中体节轴向运动模块(2)的结构设置为:前节段子模块(2B)固装于壳体子模块(2A)的内部;所述前节段子模块(2B)和后节段子模块(2C)在壳体子模块(2A)的内部相联并且相互间沿前后方向可相对运动,形成可伸缩的中体节轴向运动模块(2),所述后节段子模块(2C)突出于所述中体节轴向运动模块(2)的尾部端面;在所述中体节轴向运动模块(2)的顶部,位于中央设置中体节热控装置(10); 在所述前体节侧向定位模块(I)与中体节轴向运动模块(2)之间以前双万向节(4)相联接,在所述后体节侧向定位模块(3)与中体节轴向运动模块(2)之间以后双万向节(5)相联接。
2.根据权利要求1所述的工作在核聚变舱中的视觉观测机构,其特征是所述视觉观测云台(6)设置为并联式视觉观测云台,其结构设置为: 在第一矩形顶板(107)的顶面前沿位置处固定设置“L”形总支座(601),视觉采集探头(606)安装在探头支座(607)中,所述探头支座(607)通过三自由度冗余球面并联机构联接于所述“L”形总支座(601);所述三自由度冗余球面并联机构的结构设置为:在所述“L”形总支座(601)的前端固装设置定平台(615),在所述定平台(615)的前端面上沿周向均布安装三个电机支座¢13),在各电机支座¢13)上分别固装有真空伺服减速电机¢12);三个真空伺服减速电机(612)的输出轴分别与对应位置上的第一弧形连杆(614)的第一近端凸台(614A)固联,三个第一弧形连杆(614)的第一远端凸台(614B)分别与对应位置上的第二弧形连杆(602)的第二近端凸台(602A)通过第一微型轴承(616)支承的轴系转动连接,三个第二弧形连杆(602)的第二远端凸台(602B)分别与对应位置上的小支座(604)通过第二微型轴承(603)支承的轴系转动连接;三个小支座(604)沿周向均布固装于动平台(605),所述探头支座¢07)固装于所述动平台(605)上;所述动平台(605)与定平台(615)同轴正对;在所述动平台(605)与定平台(615)之间设置中心冗余支链,所述中心冗余支链由第一直连杆¢11)、第二直连杆¢10)以及第三直连杆(608)构成,所述第一直连杆(611)的一端固联于定平台(615)的中心,另一端与第二直连杆(610)构成滑动副连接,所述第三直连杆(608)的一端固联于动平台(605)的中心,另一端通过中心球面铰链(609)与第二直连杆(610)相联;所述三个第一弧形连杆(614)的中心、三个第二弧形连杆(602)的中心均与所述中心球面铰链(609)的球心重合; 以第一矩形底板(101)为底面,以所述第一矩形顶板(107)为顶面,在所述第一矩形底板(101)和第一矩形顶板(107)之间以前侧板(106)为前端面、以后侧板(102)为后端面,以内斜板(104M)为左端面,以外斜板(104N)为右端面形成前体节矩形框架。
3.根据权利要求1所述的工作在核聚变舱中的视觉观测机构,其特征是: 所述前体节侧向定位模块(I)中承载子模块(IA)的结构设置为: 在所述前体节矩形框架的外部,位于所述内斜板(104M)上设置有内滚球支承装置(105M),位于所述外斜板(104N)上设置有外滚球支承装置(105N),以所述内滚球支承装置(105M)和外滚球支承装置(105N)作为所述前体节矩形框架在左端面和右端面上的支撑件;在所述前体节矩形框架的外部,位于所述第一矩形底板(101)上设置有万向脚轮(103),以所述万向脚轮(103)作为所述前体节矩形框架在底面的支撑件;所述内滚球支承装置(105M)是以核聚变舱(12)中大双环形槽道的内环壁(12M)为支撑面;所述外滚球支承装置(105N)是以所述核聚变舱(12)中大双环形槽道的外环壁(12N)为支撑面; 所述前体节侧向定位模块(I)中电驱动子模块(IB)的结构设置为: 在所述前体节矩形框架的内部,位于所述第一矩形底板(101)上并处在同轴线的位置上依次设置对开支撑子模块固定支座(108)、第一电机支座(109)、第一轴承支座(110)和第二轴承支座(113);在所述第一电机支座(109)上固定安装第一真空伺服减速电机(122),所述第一真空伺服减速电机(122)的输出轴通过第一联轴器(121)与第一中心滚珠丝杆(114)相联接;所述第一中心滚珠丝杆(114)为阶梯轴,所述阶梯轴的两端分别通过第一双列角接触球轴承(124)和第一深沟球轴承(115)支承于所述第一轴承支座(110)和第二轴承支座(113)之间,第一螺套(111)以滚动螺旋配合套装在所述第一中心滚珠丝杆(114)的螺纹轴段上;第一移动平板(112)固装于所述第一螺套(111)上;设置第一移动平板(112)导向结构,是在所述第一中心滚珠丝杆(114)的两侧平行设置第一导向杆(118),所述第一导向杆(118)的一端固装于第一轴承支座(110)上,另一端通过第一套筒(117)固装于第二轴承支座(113)上,所述第一移动平板(112)利用第一直线轴承(119)支承在所述第一导向杆(118)上,使所述第一移动平板(112)在所述第一螺套(111)的带动下可以在第一导向杆(118)上轴向移动;在所述第一矩形底板(101)上、位于所述第一中心滚珠丝杆(114)的正下方设置有第一光电开关(126),所述第一光电开关(126)位于第一轴承支座(110)和第二轴承支座(113)之间设定位置处; 所述前体节侧向定位模块(I)中外侧对开支撑子模块(ID)和内侧对开支撑子模块(IC)具有如下相同的结构形式:在所述对开支撑子模块固定支座(108)和第一移动平板(112)的旁侧设置大平板(140),在所述大平板(140)的内侧与对开支撑子模块固定支座(108)的相对位置处固定安装联接板(132),在所述大平板(140)的内侧与第一移动平板(112)的相对位置处固定安装滑轨(141),所述滑轨(141)与第一中心滚珠丝杆(114)的轴线平行,在所述滑轨(141)上滑动配合有滑块(142);平行设置的第一上连杆(144)和第一下连杆(146)在一端通过第一上铰支座(129)、第一下铰支座(127)以及第一销轴(128)与对开支撑子模块固定支座(108)相铰接;在另一端通过双铰支座(143)和第四销轴(145)与所述滑块(142)相铰接;平行设置的第二上连杆(139)和第二下连杆(150)在一端通过第三上铰支座(135)、第三下铰支座(130)以及第三销轴(131)与安装联接板(132)相铰接,在另一端通过第二上铰支座(147)、第二下铰支座(149)以及第二销轴(148)与第一移动平板(112)相铰接;在所述内侧对开支撑子模块(IC)中,在其大平板的外侧固定设置内楔形支架(133M),在所述内楔形支架(133M)的外端面上设置有内万向撑爪(134M);在所述外侧对开支撑子模块(ID)中,在其大平板的外侧固定设置外楔形支架(133N),在所
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