1.一种索牵引并联机器人多模态融合定位装置,其特征在于,包括:出口点随动机构,固定于索牵引并联机器人系统上,当末端运动平台发生运动时,用于与牵引索定滑轮机构牵引索发生左右摆动时随动,使激光测距传感器发射的激光与牵引索保持平行;牵引索定滑轮机构,用于将牵引索从牵引索定滑轮机构的滑轮绕过,在牵引索长度变化作用下发生转动,实现牵引索变向;激光测距传感器随动测量机构,被配置为激光测距传感器支撑架,激光测距传感器支撑架用于穿过牵引索上下摆动时绕一体式滑轮的轴线转动,牵引索与激光测距传感器发射激光保持平行;传感测量装置,用于实时测量牵引索运动速度、牵引索与激光测距传感器支撑架竖直轴之间的夹角以及牵引索从牵引索定滑轮机构出口点到反射板之间的距离;反射板装置,被配置在距末端运动平台锚点一定距离的牵引索上,用于接收激光测距传感器发射的激光,间接测量牵引索长度;所述出口点随动机构包括总支架、销轴轴承支撑架、随动销轴和销轴定位套筒,总支架与索牵引并联机器人系统机架固定,销轴轴承支撑架安装在总支架上方;销轴轴承支撑架上设有深沟球轴承;销轴轴承支撑架中套有随动销轴,销轴安装有卡簧;销轴轴承支撑架下套有销轴定位套筒;所述激光测距传感器随动测量机构包括编码器轴承支架、角度传感器轴承支架、激光测距传感器支撑架、激光测距传感器和配重块,激光测距传感器支撑架通过顶部转臂连接在角度传感器轴承支架和编码器轴承支架上,一对转臂上分别连接有配重块;激光测距传感器支撑架转臂上开有牵引索通孔,牵引索穿过该通孔连接配重块;激光测距传感器支撑架背部中线处设有排线孔,牵引索从一体式滑轮绕出后穿过排线孔。
2.根据权利要求1所述的索牵引并联机器人多模态融合定位装置,其特征在于,所述牵引索定滑轮机构包括滑轮支撑架和通过销轴安装在滑轮支撑架上的一体式滑轮,滑轮支撑架为框型架结构,顶部连接在销轴定位套筒上。
3.根据权利要求1所述的索牵引并联机器人多模态融合定位装置,其特征在于,所述角度传感器轴承支架和编码器轴承支架并列连接在滑轮支撑架两侧,激光测距传感器支撑架下部安装激光测距传感器。
4.根据权利要求1所述的索牵引并联机器人多模态融合定位装置,其特征在于,传感测量装置包括光电编码器和角度传感器,光电编码器和角度传感器分别固定在编码器轴承支架和角度传感器轴承支架外侧。
5.根据权利要求1所述的索牵引并联机器人多模态融合定位装置,其特征在于,所述反射板装置包括反射板法兰和反射板,反射板固定在牵引索上,与牵引索保持垂直。
6.一种权利要求1-5任一项所述的索牵引并联机器人多模态融合定位装置的定位方法,其特征在于,包括:将定位装置本体分别安装在平面四索三自由度索牵引并联机器人系统二维平面的四个角上,牵引索从驱动装置引出后,绕制在一体式定滑轮上,并穿过激光测距传感器支撑架的排线孔,固定在末端运动平台对应锚点;当末端运动平台在驱动装置作用下相对于定位装置本体左右摆动时,随动销轴在侧向压力作用下发生转动,出口点随动机构在牵引索作用下左右摆动,保证激光测距传感器发射的激光与牵引索保持平行;当末端运动平台相对于定位装置本体上下摆动时,激光测距传感器支撑架在竖直方向压力作用下绕一体式滑轮轴线转动,保证激光测距传感器发射的激光与牵引索保持平行;当牵引索在牵引索驱动装置作用下收放运动时,一体式滑轮与牵引索相对静止,光电编码器测量一体式滑轮的转动得到牵引索的位移;通过激光测距传感器实时测量牵引索位移,结合反射板与牵引索对应的末端运动平台锚点的距离,得到牵引索长度;通过角度传感器测量牵引索与定位装置本体在某一时刻夹角,得到定位装置本体连接末端运动平台锚点在二维空间中的位置,计算得到末端运动平台在二维空间中的位置以及姿态。
7.根据权利要求6所述的索牵引并联机器人多模态融合定位方法,其特征在于,光电编码器测量一体式滑轮的转动得到牵引索的位移如下:式中, 表示光电编码器测量出口点牵引索位移值; n 表示光电编码器脉冲数量; D 表示出口点滑轮槽最小直径; r 表示绳索半径; 表示出口点滑轮开槽角度; k 表示脉冲—角度转换系数;结合反射板与牵引索对应的末端运动平台锚点的距离,得到牵引索长度:其中 β 为0到1之间的常数, 激光测距传感器实时测量牵引索位移数据;定位装置本体所连接末端运动平台锚点在二维空间中的位置如下:式中, 、 分别表示装置所连接末端运动平台第i个锚点在二维坐标系中沿x轴坐标以及沿y轴坐标, α i 表示第i个定位装置本体的角度测量值, d i 是第i个多模态定位装置的融合牵引索长度 , 表示第i个一体式滑轮轴线在二维坐标系中y轴坐标, 表示第i个激光测距传感器激光发射点到一体式滑轮轴线沿牵引索轴线方向距离, 表示第i个反射板反射面到末端运动平台锚点沿牵引索方向距离;末端运动平台在二维空间中的位置以及姿态如下:式中, X 、 Y 分别表示末端运动平台在二维空间中沿 x 轴坐标以及沿 y 轴坐标, 表示末端运动平台在二维空间中绕垂直于平面轴旋转的角度,L表示末端运动平台长度, W 表示末端运动平台宽度, 表示第2i个锚点在空间中的x轴位置 , 表示第2i-1个锚点在空间中的x轴位置, 表示第i个锚点在空间中的y轴位置, 表示第i+2个锚点在空间中的y轴位置。