刘 浩，訾 斌，王炳尧，钱 森

（合肥工业大学 机械工程学院，安徽 合肥 230009）

1 引言

柔索作为一种牵引、承载的关键构件，由质量轻、结构简单易于变向、承载能力大，在交通运输、起重机提升[1]、柔性并联机器人、柔性康复机器、柔性制造业等国民经济建设领域中，起着至关重要的作用。传统的柔索导向装置大多只采用一个滑轮轴承[2]进行导向，柔索在连续变向过程中可能会出现跳槽、卡死以及过度磨损等安全隐患。随后又设计出了基于旋转底盘的滑轮轴承导向装置，滑轮轴承可以自由垂直旋转，但柔索变向过程中与滑轮轴承接触点不能固定不变，对柔性并联机器人的运动学以及动力学[3]带来了不可忽略的精度误差。另外，柔索导向装置大多应用在安全隐患较高的领域，如升降电梯、矿井提升等，传统的柔索导向装置本身并不能完成对柔索的姿态以及张力[4]的实时检测，不能对柔索的动态导向进行安全的实时监控。

多功能模块化柔索导向装置[5]采用球铰式漏斗形导向管道代替了传统的轴承滑轮，由三个拉线传感器牵引，构成一个微型并联检测装置。首先通过对该装置进行运动学求解[6-7]，再将求解结果用于柔索张力的实时检测中。最后，模拟仿真并开展实验对该装置进行性能检测和进一步的探究。

2 柔索导向装置结构描述

多功能模块化柔索导向装置三维模型结构，如图1、图2所示。整体机械结构主要由主箱体、三个拉线传感器、球铰支撑杆、球铰式漏斗形导向管道、两组压力应变片、单片机模块、无线通讯设备以及两个定滑轮组成。……