专利名称：六维位置姿态传感器的制作方法
技术领域：
本发明属于传感器领域，具体是涉及一种六维位置姿态传感器。
背景技术：
传感器技术是机器人智能化的关键技术之一，也是计算机信息领域的重要研究内容，目 前市场上存在各种具有不同检测功能的传感器，同时也有很多学者对此进行了广泛的研究。 如国外学者kerr和Nguyen等人采用Stewart结构的六维力与力矩传感器，国内也有一些相关 的专利技术，如直接输出型机器人四维力与力矩传感器(中国专利CN1425903)、 一种具 有弹性铰链的六维力与力矩传感器(中国专利CN1229915)、六自由度力和力矩传感器(中 国专利CN2165435)、并联解耦结构六维力与力矩传感器(中国专利CN1267822)。上述 技术多数用于检测力和力矩，因此在结构上采用了微动机器人的核心技术，弁不具备检测较 大直线位移和角度位移的功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、工作性能优良、成本低的六维位置姿态传感器。其
技术方案为
一种六维位置姿态传感器，包括运动平台、固定平台和连接于运动平台与固定平台之间 的三条支链，其特征在于每条支链均包括伸縮杆，伸縮杆一端通过球铰与运动平台连接， 另一端依次通过二个转动副与固定平台连接，伸縮杆上安装直线位移传感器，两转动副上均 安装有角度位移传感器。
所述的六维位置姿态传感器，每条支链上两转动副的转动轴线互相垂直。
所述的六维位置姿态传感器，三条支链分别与运动平台和固定平台的连接点均构成正三 角形。
本发明与现有技术相比，采用并联机构作为传感器主体元件，能够在三维空间同时检测 三维位置和三维姿态变量，由于在每条支链的伸縮杆和转动副上均设置了检测元件，因此每 条支链连接运动平台端的位置姿态均可以单独求解，消除了并联机构运动学正解复杂的固有
缺点；能够检测较大直线位移量和角度位移量；适用于计算机多维输入设备、游戏操纵手柄
等需要对位置和姿态进行同时检测的场合。
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中1、运动平台2、球铰3、直线位移传感器4、伸缩杆5、 8、转动副6、角 度位移传感器7、固定平台
具体实施例方式
在图1所示的实施例中在运动平台1和固定平台7之间设有三条支链，每条支链均包
括一伸缩杆4,且伸缩杆4 一端通过球铰2与运动平台1连接，另一端依次通过转动副5、转 动副8和固定平台7连接，且每条支链上转动副5和转动副8的转动轴线互相垂直，伸縮杆 4上安装直线位移传感器3，转动副5和转动副8上均安装有角度位移传感器6。通过实时检 测三条支链上直线位移传感器3和角度位移传感器6，就能够确定运动平台1在三维坐标空 间的位置和姿态。
三条支链分别与运动平台1和固定平台7的连接点构成正三角形时，性能最佳。
权利要求
1、一种六维位置姿态传感器，包括运动平台(1)、固定平台(7)和连接于运动平台(1)与固定平台(7)之间的三条支链，其特征在于每条支链均包括伸缩杆(4)，伸缩杆(4)一端通过球铰(2)与运动平台(1)连接，另一端依次通过第一转动副(8)和第二转动副(5)与固定平台(7)连接，伸缩杆(4)上安装直线位移传感器(3)，第二转动副(5)和第一转动副(8)上均安装有角度位移传感器(6)。
2、 根据权利要求1所述的六维位置姿态传感器，其特征在于每条支链上第二转动副(5) 和第一转动副(8)的转动轴线互相垂直。
3、 根据权利要求1所述的六维位置姿态传感器，其特征在于三条支链分别与运动平台 (1)和固定平台(7)的连接点均构成正三角形。
全文摘要
本发明提供一种六维位置姿态传感器，包括运动平台、固定平台和连接于运动平台与固定平台之间的三条支链，特征是每条支链中的伸缩杆一端通过球铰与运动平台连接，其另一端依次通过两个转动副与固定平台连接，伸缩杆上安装直线位移传感器，两个转动副上均安装有角度位移传感器。本发明采用并联机构作为传感器主体元件，能够在三维空间同时检测三维位置和三维姿态变量，由于在每条支链的伸缩杆和转动副上均设置了检测元件，因此每条支链连接运动平台端的位置姿态均可以单独求解，消除了并联机构运动学正解复杂的固有缺点，能够检测较大直线位移量和角度位移量，适用于计算机多维输入设备、游戏操纵手柄等需要对位置和姿态进行同时检测的场合。
文档编号G01B21/00GK101178306SQ20071011474
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者宫金良, 张彦斐, 魏修亭 申请人:山东理工大学