專利名稱：自動平衡機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動控制機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自動平衡機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前社會城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、信息化穩(wěn)步深層推進(jìn)的大背景之下，機(jī)器人的規(guī)?；瘧?yīng)用前景或已明朗。首當(dāng)其沖，設(shè)計、開發(fā)、制造出一種性價比卓越的機(jī)器人相當(dāng)具有市場吸引力。如今市面銷售的諸多機(jī)器人，與數(shù)控機(jī)床一脈相承，通過各關(guān)節(jié)坐標(biāo)解耦、插補(bǔ)等一系列算法執(zhí)行，得到一系列密化的數(shù)據(jù)點(diǎn)后，再完成整個工藝路徑軌跡。這些類別的機(jī)器人由其復(fù)雜度決定了綜合成本的居高不下，進(jìn)而限制了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種復(fù)雜度低、性價比高、應(yīng)用范圍廣、基于力矩控制模式下自由示教及再現(xiàn)控制的自動平衡機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是它包括安裝于機(jī)器人各關(guān)節(jié)用于扭矩輸出的伺服電機(jī)和用于采集關(guān)節(jié)受力狀態(tài)的傳感器，每個伺服電機(jī)連接一伺服驅(qū)動單元，所述的伺服驅(qū)動單元及傳感器分別連接一接收傳感器的反饋信號并對伺服驅(qū)動單元下達(dá)驅(qū)動指令的機(jī)器人控制模塊，所述的機(jī)器人控制模塊連接一設(shè)定工作模式的操作盒。上述結(jié)構(gòu)中，所述的傳感器為與伺服電機(jī)相連實(shí)時監(jiān)測伺服電機(jī)扭矩的扭矩傳感器。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是對各關(guān)節(jié)伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與各關(guān)節(jié)所承受力矩實(shí)時動態(tài)跟蹤，建立一種平穩(wěn)、高效、快速地響應(yīng)系統(tǒng)；能動態(tài)實(shí)現(xiàn)力矩平衡控制。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的簡便快速自由示教和再現(xiàn)控制，及自動執(zhí)行用戶規(guī)劃的工藝路徑軌跡，較好地兼顧了社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明


圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖中伺服電機(jī)1、傳感器2、伺服驅(qū)動單元3、機(jī)器人控制模塊4、操作盒5。
具體實(shí)施方式
以下所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不因此而限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如
圖1所示，本實(shí)施例的自動平衡機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)包括安裝于機(jī)器人各關(guān)節(jié)用于扭矩輸出的伺服電機(jī)I和用于采集關(guān)節(jié)受力狀態(tài)的傳感器2，每個伺服電機(jī)I連接一伺服驅(qū)動單元3，所述的伺服驅(qū)動單元3及傳感器2分別連接一接收傳感器的反饋信號并對伺服驅(qū)動單元下達(dá)驅(qū)動指令的機(jī)器人控制模塊4，所述的機(jī)器人控制模塊4連接一設(shè)定工作模式的操作盒5。本實(shí)施例中，所述的傳感器2為與伺服電機(jī)相連實(shí)時監(jiān)測伺服電機(jī)I扭矩的扭矩傳感器。如圖所示，本實(shí)施例中包括6個伺服電機(jī)I和6個傳感器2，實(shí)際應(yīng)用時可以根據(jù)機(jī)器人的關(guān)節(jié)數(shù)量相應(yīng)的增加或者減少伺服電機(jī)和傳感器的數(shù)量。以下以六個關(guān)節(jié)來說明本實(shí)施例的工作原理。本實(shí)施例的操作盒工作時，首先確認(rèn)機(jī)器人操作盒5處于示教模式之下，將6個關(guān)節(jié)受力狀況通過力矩傳感器2加以采集，實(shí)時測量機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩值(含大小和方向)，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(-10V至IOv電壓)發(fā)送至機(jī)器人控制模塊4，作為伺服驅(qū)動單元3力矩控制模式下的反饋值，實(shí)時調(diào)整伺服驅(qū)動單元3的力矩輸出；在具體的工作中，由外力作用于機(jī)器人末端，此時處于自動平衡的機(jī)器人將緊密跟隨外力作用方向，整個過程各關(guān)節(jié)扭矩輸出4始終保持動態(tài)平衡，直到外力消失方中止于靜態(tài)平衡的狀態(tài)；當(dāng)機(jī)器人處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且當(dāng)前機(jī)器人末端的點(diǎn)位就是用戶工藝需求的關(guān)鍵點(diǎn)位時，由示教人員發(fā)出操作控制指令，使機(jī)器人控制系統(tǒng)2自動記錄機(jī)器人各關(guān)節(jié)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并分別加以編號存儲；這部分內(nèi)容主要完成各關(guān)節(jié)自動平衡過程中的關(guān)鍵點(diǎn)位信息采集、篩選、自動記錄、編號存儲；該環(huán)節(jié)中外力操作相對人體受力感官而言，比較輕松，并且可以自由移動機(jī)器人末端，所以稱之為自由示教。當(dāng)機(jī)器人控制模塊4完成關(guān)鍵點(diǎn)位信息采集、篩選、自動記錄、編號存儲，示教人員發(fā)出示教完成指令后，機(jī)器人控制模塊4自動將關(guān)鍵點(diǎn)位信息嵌入進(jìn)控制系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)由關(guān)鍵點(diǎn)虛擬成的路徑軌跡。在由關(guān)鍵點(diǎn)虛擬成的路徑軌跡生成后，機(jī)器人控制模塊4將會發(fā)出提示信息，示教人員即可將機(jī)器人操作盒5控制模式轉(zhuǎn)為再現(xiàn)模式，完成預(yù)定的工藝路徑。從而使本實(shí)施例的自動平衡機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)可以試下如下四種工作模式，分別為一、執(zhí)行力矩控制模式下自動平衡控制；二、執(zhí)行自由示教關(guān)鍵點(diǎn)位信息采集、篩選、自動記錄及編號存儲；三、執(zhí)行關(guān)鍵點(diǎn)位信息虛擬生成工藝路徑軌跡； 四、再現(xiàn)模式系統(tǒng)自動運(yùn)行。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.自動平衡機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)，包括安裝于機(jī)器人各關(guān)節(jié)用于扭矩輸出的伺服電機(jī)和用于采集關(guān)節(jié)受力狀態(tài)的傳感器，每個伺服電機(jī)連接一伺服驅(qū)動單元，所述的伺服驅(qū)動單元及傳感器分別連接一接收傳感器的反饋信號并對伺服驅(qū)動單元下達(dá)驅(qū)動指令的機(jī)器人控制模塊，所述的機(jī)器人控制模塊連接一設(shè)定工作模式的操作盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動平衡機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的傳感器為與伺服電機(jī)相連實(shí)時監(jiān)測伺服電機(jī)扭矩的扭矩傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及自動控制機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自動平衡機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)。它包括安裝于機(jī)器人各關(guān)節(jié)用于扭矩輸出的伺服電機(jī)和用于采集關(guān)節(jié)受力狀態(tài)的傳感器，每個伺服電機(jī)連接一伺服驅(qū)動單元，所述的伺服驅(qū)動單元及傳感器分別連接一接收傳感器的反饋信號并對伺服驅(qū)動單元下達(dá)驅(qū)動指令的機(jī)器人控制模塊，所述的機(jī)器人控制模塊連接一設(shè)定工作模式的操作盒。本實(shí)用新型對各關(guān)節(jié)伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與各關(guān)節(jié)所承受力矩實(shí)時動態(tài)跟蹤，建立一種平穩(wěn)、高效、快速地響應(yīng)系統(tǒng)；能動態(tài)實(shí)現(xiàn)力矩平衡控制。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的簡便快速自由示教和再現(xiàn)控制，及自動執(zhí)行用戶規(guī)劃的工藝路徑軌跡，較好地兼顧了社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號B25J13/00GK202825841SQ201220571498
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者宋星亮 申請人:寧波摩科機(jī)器人科技有限公司