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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據，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，輸入任意六自由度數據（X,Y,Z坐標，以及繞X,Y,Z軸的旋轉角度），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測缸體長度，通過給定不同的驅動電壓和驅動時長，可以使得六自由度平臺做出預定姿態。 若相關企業需要，該專利可低額轉讓，具體價格面議。

本項目的目標是開發新一代全數字化高檔數控系統（五軸），研究相關軟硬件核心技術，提升南通市及我國高檔數控系統的自主技術創新和產業化能力，在高速立、臥式加工中心，精密立、臥式加工中心，五軸聯動加工中心，高速數控車床及車削中心，臥式車銑復合加工中心等高檔數控機床上配套應用，形成批量生產能力。可達技術指標序號名稱規格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10004聯動軸數五軸，三個直線軸、兩個旋轉軸5伺服驅動接口脈沖、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個計數器16現場總線接口CAN、RS485   一、系統關鍵技術 高速高精多軸運動控制算法研究： (1) 基于前瞻功能的連續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特性分析，提出“速度規劃單元”和“速度等級”概念。實現了具有前瞻功能的連續微小線段軌跡速度規劃算法。該算法根據讀入軌跡段的幾何特性及動力學特性自適應實現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；根據微段速度規劃策略，實現了針對連續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，并在不增加系統運算量的情況下使得整個插補過程能夠平滑快速執行。本部分工作實現了直線型加減速、S型加減速。此外由于軌跡插補和速度規劃的離散性，重點實現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 實現了具有軌跡預讀功能的NURBS曲線運動規劃算法。針對NURBS曲線的軌跡幾何特征，實現了基于“規劃單元”的速度規劃和參數插補算法。給出NURBS預讀策略和速度規劃算法，通過規劃單元的預讀、規劃單元間轉接速度的調整和規劃結果的及時輸出保證了插補的實時性；實現了NURBS曲線規劃單元的參數插補方法。為了適應采用的軌跡預讀算法，提出“重疊拼接法，實現了相鄰兩個NURBS曲線的光滑轉接。 機床精度補償技術研究： (1) RTCP技術 實現了旋轉刀具中心點編程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,即采用先插補后轉換的機制來徹底消除坐標旋轉而引起的非線性誤差，提高加工精度。 (2)空間刀具補償技術 實現了空間刀具補償。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”通過分析超聲波頭與零件之間關系，開發適應不同情況的刀具補償矢量計算方法。根據補償指令方法的使用方式，實現了工具補償的建立與取消方法。實現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 除了RTCP和空間刀補外，實現了反向間隙補償、螺距誤差補償。控制系統體系結構研究： (1) 運動控制總線 實現了與伺服驅動器的通信。運動控制總線的國際標準較多，在不開發伺服驅動器的條件下，只能采用某一國際標準。本系統實現了兩個標準：(1)基于以太網物理層的SERCOS III標準，該標準是歐系數控系統的主力標準，有大量的高性能伺服驅動器可供選擇；(2)基于RS485物理層的Mechatrolink II標準，該標準由安川開發，伺服驅動器價格相對低，具有成本優勢。 (2) 位置控制算法 實現了對電機的位置控制。本系統采用目前成熟穩定的帶有前饋的PID控制實現位置環，閉環周期100ms。傳統的PID是典型的反饋控制，雖然具有穩定的優點，但是需要誤差已經產生后才能改變輸出，進而實現對目標值的跟蹤，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，達到系統快速響應和跟蹤的目的，理論上可以實現對目標值的零誤差跟蹤。 (3) PLC相關技術 實現了梯形圖的編輯、編譯、運行、調試功能。同時提供PC Windowns環境下的梯形圖編輯、編譯環境。 二、對國家產業結構影響 通過本項目的實施，將極大促進我國自主高檔數控機床產業的整體進步，形成打破國外技術壟斷和產品封鎖的知識產權利器，使國產高檔數控機床及高檔數控系統在國內外市場上具有核心競爭力和自主權。     應用范圍：   本項目的目標是開發新一代全數字化高檔數控系統，研究相關軟硬件核心技術，提升我國高檔數控系統的自主技術創新和產業化能力，在高速立、臥式加工中心，精密立、臥式加工中心，五軸聯動加工中心，高速數控車床及車削中心，臥式銑車（車銑）復合加工中心等高檔數控機床上配套應用，形成批量生產能力。

本實用新型涉及三自由度球心可調靈活眼，包括機架、眼球、球心調節桿和伸縮桿，眼球包括下半眼球與上半眼球，下半眼球與上半眼球固接，球心調節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節桿均布。本實用新型具有空間三個轉動自由度的，靈活度高，易實現高速運動；將三個直線運動轉化為眼球的空間轉動，控制方便；球心調節桿增加靈活眼的工作空間，增加了其環境適應力。

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，解決現有主被動復合隔振機構存在的結構復雜、控制方式 繁瑣的問題。本發明的三自由度微振動抑制平臺，包括基礎平臺、負 載平臺、完全相同的三套單自由度主被動復合隔振組件以及控制器， 每套單自由度主被動復合隔振組件上下兩端分別與負載平臺和基礎平 臺連接。本發明的控制方法，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。本發明結構簡單， 剛度可調，能夠對 X 軸、Y 軸的轉動方向及&

成果與項目的背景及主要用途： 對于機械手臂的機械結構盡量做到易于維護、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更高的定位精度。并希望其控制擁有較好的系統穩定性并易 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備時控制系統具有良 好的擴展性。混聯拓撲結構繼承了串聯和并聯拓撲結構的優點，具有結構緊湊工 作空間占地面積比大剛度高可重構能力強等特點，可廣泛應用于大型結構件高速 高精度數控加工單元中。 技術原理與工藝流程簡介： 五自由度機器人，包括固定架、第一長度調節裝置、第二長度調節裝置、第 三長度調節裝置、動平臺和定位頭，固定架的中間部位設置有第一鉸鏈，該鉸鏈 由內、外同心環構成，第一長度調節裝置的上部通過所述第一鉸鏈和其與第一鉸 鏈構成的滑移副設置在固定架上，動平臺固定安裝在第一長度調節裝置的末端， 可提供兩轉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 架兩側對稱地連接有第二、第三鉸鏈，所述第二、第三長度調節裝置一端分別與 所述第二、第三鉸鏈相連，其另一端分別通過具有三轉動自由度的鉸鏈與構成第 一鉸鏈的內環連接。 由 2 自由度球面并聯機構和 1 條末端裝有 2 自由度磚頭并通過移動副與之串 接的主動支鏈構成的 5 自由度混聯高剛度機器人，可做成即插即用的可重構模塊 54天津大學科技成果選編 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的 高精度復雜曲線切割作業、焊接作業和裝配作業提供了完美的解決方案，擁有精 度佳、可靠性高、易用性強、維護成本低等優勢。 技術水平及專利與獲獎情況： 五自由度機器人 CN200510014459 應用前景分析及效益預測： 提出實現節點 5 坐標快速、低成本加工的創新構思，進而形成基于 CAD/CAPP/CAM 和新型工業機器人的“制模—組模—鑄造—加工”數字化成套解 決方案，并成功應用于 2010 年上海世博軸陽光谷大型復雜網殼結構工程，有效 地解決節點制造成本高、工效低、周期長的技術問題，確保每個節點尺寸和角度 毫厘不差。 應用領域：裝配、焊接、搬運、加工、復雜相貫線切割 技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模） 可依據客戶需求，選擇指定廠家的伺服電機，定制開發控制系統，并可開放 后臺接口，方便用戶進行二次開發和升級。 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/鋼復合壓鑄、伺服電機高效相變熱控等方法，實現機械臂、減速機與伺服電機等工業機器人成套的變革性輕量化技術突破；研發高性能控制系統，實現具有動力學特征的智能運動控制關鍵技術；項目采用制造工藝及控制系統自主開發，高度可控，將降低工業機器人的應用成本，提升我國工業機器人產業的整體技術水平及產業競爭力。 在前期研究中已獲得工業機器人關鍵部件相關專利授權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計劃“智能機器人專項”立項：工業機器人整機性能提升與驗證，并已建成廣東省功能結構與器件智能制造工程實驗室、廣東省節能與新能源綠色制造工程技術研究中心等平臺。 該項目具有低成本輕量化特征的核心部件及其規模制造技術；具有動力學特征的智能運動控制關鍵技術。在廣東省兩項重大戰略專項支持下，已成功開發出精密RV減速機、相變熱控伺服電機、仿生輕量化機械臂等產品。自主研發減速機核心零部件自主設計并組裝的輕量化機器人整機知識產權類型:發明專利技術先進程度:達到國內領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：本發明公開一種三xz由度翻轉機器人，屬于工業機器人應用技術領域。該機器人包括氣動抓手機構、翻轉機構、升降及伸縮機構；其中氣動抓手機構包括抓手及氣動手指；翻轉機構包括三個傳動板及氣缸；升降機構包括升降板及氣缸；伸縮機構包括伸縮板、氣缸、桌面連接板及固定座。本發明利用曲柄滑塊機構，將翻轉部分放在連桿上，當氣缸推動滑桿移動，曲柄轉動帶動連桿翻轉，實現氣動抓手的180度翻轉，同時抓手部分的氣動手指可以帶動抓手實現抓取和放下的動作。本發明具有機構制作簡單、安裝調試方便及制造成本較低等特點。

該項目通過鋁合金壓鑄、鋁/鋼復合壓鑄、伺服電機高效相變熱控等方法，實現機械臂、減速機與伺服電機等工業機器人成套的變革性輕量化技術突破；研發高性能控制系統，實現具有動力學特征的智能運動控制關鍵技術；項目采用制造工藝及控制系統自主開發，高度可控，將降低工業機器人的應用成本，提升我國工業機器人產業的整體技術水平及產業競爭力。 在前期研究中已獲得工業機器人關鍵部件相關專利授權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計劃“智能機器人專項”立項：工業機器人整機性能提升與驗證，并已建成廣東省功能結構與器件智能制造工程實驗室、廣東省節能與新能源綠色制造工程技術研究中心等平臺。 該項目具有低成本輕量化特征的核心部件及其規模制造技術；具有動力學特征的智能運動控制關鍵技術。在廣東省兩項重大戰略專項支持下，已成功開發出精密RV減速機、相變熱控伺服電機、仿生輕量化機械臂等產品。 自主研發減速機核心零部件 自主設計并組裝的輕量化機器人整機

已有樣品/n與普通并聯機構相比較，繩驅并聯機構具有負載能力強、動態性能較好、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域已得到良好應用。針對舞臺飛行表演設計了5米規模三自由度四繩驅并聯機構，對末端執行器的啟停運動進行了一種點到點的軌跡規劃方式，能夠保證位置，速度，加速度曲線的連續。并建立了動力學模型，給出了繩索拉力的求解和優化思路。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值求解方法。結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開發環境編寫了運動控制程序，基于LabVIEW發環境編寫了人機交互界面，完成了對三自由度繩驅并聯機構控制系統軟件的開發。支持額度：。200。萬元。承接單位：。湖北省。項目進展：。與普通并聯機構相比較，繩驅并聯機構具有負載能力強、動態性能較好、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域已得到良好應用。針對舞臺飛行表演設計了5米規模三自由度四繩驅并聯機構，對末端執行器的啟停運動進行了一種點到點的軌跡規劃方式，能夠保證位置，速度，加速度曲線的連續。并建立了動力學模型，給出了繩索拉力的求解和優化思路。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值求解方法。結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開發環境編寫了運動控制程序，基于LabVIEW發環境編寫了人機交互界面，完成了對三自由度繩驅并聯機構控制系統軟件的開發。。項目基本內容：。與普通并聯機構相比較，繩驅并聯機構具有負載能力強、動態性能較好、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域已得到良好應用。針對舞臺飛行表演設計了5米規模三自由度四繩驅并聯機構，對末端執行器的啟停運動進行了一種點到點的軌跡規劃方式，能夠保證位置，速度，加速度曲線的連續。并建立了動力學模型，給出了繩索拉力的求解和優化思路。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值求解方法。結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開發環境編寫了運動控制程序，基于LabVIEW發環境編寫了人機交互界面，完成了對三自由度繩驅并聯機構控制系統軟件的開發。市場預期：銷售成本：500000元/臺 銷售價格：2000000元/臺

本發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動單元，驅動微動臺實現 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動單元包括粘接永磁體、豎直向、水平環繞線圈，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，水平環繞線圈提供水平力，二者都固定在定子上。本發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，由電磁力直接驅動，不存在機械摩擦，具有較高的位移分辨率，而且結構簡單、緊湊，易于安裝調試，可用于在微米行程實現納米級定位的超精密加工和半導體制造中。