一種機器人移動關節(jié)驅動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種機器人移動關節(jié)驅動裝置，該驅動裝置包括一端連接機器人部件的液壓缸，為液壓缸的運動提供動力的液壓泵，驅動液壓泵轉動輸出壓力油的伺服電機，檢測液壓缸與機器人部件移動量并進行對比處理輸出的檢測模塊與處理模塊，接收處理模塊輸出的控制信號并根據該控制信號調整伺服電機轉速的電機控制器。通過采用伺服電機驅動液壓執(zhí)行機構進行輸出，輸出功率大，可有效解決移動作業(yè)機器人需要大功率、緊湊結構的移動關節(jié)的需求。通過采用變送器與放大器的配合作用，可將液壓缸與機器人部件的變化量及時的反饋并與設定值進行對比，保證位移的精確性，可靠性較高。此外，該驅動裝置采用液壓缸驅動機器人部件運動，結構簡單，便于實現(xiàn)。
【專利說明】一種機器人移動關節(jié)驅動裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于機器人關節(jié)驅動【技術領域】，具體涉及一種機器人移動關節(jié)驅動裝置。

【背景技術】
[0002]目前絕大數(shù)移動機器人都是采用伺服電機作為關節(jié)的驅動元件。市場上銷售的高性能伺服電機大多具有高轉速、低扭矩的特點，因此必須進行適當?shù)臏p速才能用來驅動機器人的各個關節(jié)。為了把驅動器的運動轉化為機器人的運動，除直接驅動以外，還需要運動速度的變換等，并且還需要把驅動器的運動傳遞到位于不同地點的傳動機構等。機器人的運動傳遞就是將這些運動變換和傳遞機構進行組合來實現(xiàn)的。
[0003]工業(yè)機器人技術發(fā)展的移動機器人的關節(jié)驅動主要采用以直流伺服電機為驅動源的機械傳動執(zhí)行機構來實現(xiàn)的。雖然直流伺服電機具有響應快，啟動轉矩大，慣量小，轉動平滑等優(yōu)點，但直流電機結構復雜、成本高。一些特殊用途的移動作業(yè)機器人(如輸電線作業(yè)機器人)需要驅動裝置的輸出功率大，結構緊湊，即功率密度較大的執(zhí)行元件來處理機器人的質量分布問題，目前機器人關節(jié)驅動技術無法很好地解決這一問題。
[0004]因此，鑒于以上問題，有必要提出一種結構簡單，便于實現(xiàn)，可靠性高，輸出功率大的機器人移動關節(jié)，解決特殊用途的移動作業(yè)機器人需要大功率、緊湊結構的移動關節(jié)的需求。
實用新型內容
[0005]有鑒于此，本實用新型提供了一種機器人移動關節(jié)驅動裝置，該驅動裝置采用伺服電機驅動液壓執(zhí)行機構進行輸出，輸出功率大，可有效解決移動作業(yè)機器人需要大功率、緊湊結構的移動關節(jié)的需求，且該驅動裝置結構簡單，便于實現(xiàn)，可靠性較高。
[0006]根據本實用新型的目的提出的一種機器人移動關節(jié)驅動裝置，用于驅動機器人部件沿導軌直線移動，包括:連接機器人部件并帶動機器人部件往復直線運動的液壓缸?’為所述液壓缸的運動提供動力的液壓泵，所述液壓泵與所述液壓缸兩腔間連接有液壓油路；與所述液壓泵電連接并驅動液壓泵轉動輸出壓力油的伺服電機；用于檢測所述液壓缸內部的活塞、活塞桿以及機器人部件移動量的檢測模塊；接收所述檢測模塊的檢測信號并與設定的參考信號做對比，后輸出控制信號的處理模塊；以及與所述處理模塊電連接，接收所述處理模塊輸出的控制信號并調整所述伺服電機的轉速的電機控制器。
[0007]優(yōu)選的，所述檢測模塊為傳感器。
[0008]優(yōu)選的，所述處理模塊為變送器與放大器。
[0009]優(yōu)選的，所述液壓缸的活塞、活塞桿以及機器人部件上均設置有傳感器，每個所述傳感器上對應的電連接有變送器與放大器。
[0010]優(yōu)選的，所述傳感器為位移傳感器。
[0011]優(yōu)選的，所述液壓缸為雙桿液壓缸。
[0012]優(yōu)選的，所述液壓泵為雙向容積泵。
[0013]優(yōu)選的，所述機器人部件與所述液壓缸間連接有緩沖器。
[0014]優(yōu)選的，所述驅動裝置還包括蓄能器與平衡閥。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型公開的機器人移動關節(jié)驅動裝置的優(yōu)點是:
[0016]1、該驅動裝置通過采用伺服電機驅動液壓執(zhí)行機構進行輸出，輸出功率大，可有效解決特殊用途的移動作業(yè)機器人需要大功率、緊湊結構的移動關節(jié)的需求。
[0017]2、通過采用變送器與放大器的配合作用，可將機器人部件與活塞及活塞桿的變化量及時的進行反饋并與設定值進行對比，有效調整機器人部件的移動量，保證移動位移的精確性，可靠性較高。
[0018]此外，該驅動裝置采用液壓缸驅動機器人部件運動，結構簡單，便于實現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本實用新型公開的一種機器人移動關節(jié)驅動裝置的結構示意圖。
[0021]圖中的數(shù)字或字母所代表的相應部件的名稱:
[0022]1、液壓缸2、液壓泵3、伺服電機4、電機控制器5、機器人部件6、蓄能器7、平衡閥
8、單向閥9、順序閥10、變送器11、放大器12、緩沖器

【具體實施方式】
[0023]當前，移動機器人的關節(jié)驅動主要采用以直流伺服電機為驅動源的機械傳動執(zhí)行機構來實現(xiàn)的，但直流電機結構復雜、成本高。一些特殊用途的移動作業(yè)機器人(如輸電線作業(yè)機器人)需要驅動裝置的輸出功率大，結構緊湊，即功率密度較大的執(zhí)行元件來處理機器人的質量分布問題，目前機器人關節(jié)驅動技術無法很好地解決這一問題。
[0024]本實用新型針對現(xiàn)有技術中的不足，提供了一種機器人移動關節(jié)驅動裝置，該驅動裝置采用伺服電機驅動液壓執(zhí)行機構進行輸出，輸出功率大，可有效解決特殊用途的移動作業(yè)機器人需要大功率、緊湊結構的移動關節(jié)的需求，且該驅動裝置結構簡單，便于實現(xiàn)，可靠性較高。
[0025]下面將通過【具體實施方式】對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0026]請參見圖1，如圖所示，一種機器人移動關節(jié)驅動裝置，包括:
[0027]液壓缸1:液壓缸I的一端連接機器人部件5，帶動機器人部件5往復運動，實現(xiàn)移動關節(jié)的如后移動。
[0028]液壓泵2:液壓泵2為液壓缸I的運動提供動力，液壓泵2與液壓缸I的兩腔間連接有液壓油路，通過液壓泵向液壓缸內進油、回油實現(xiàn)液壓缸活塞的往復移動。
[0029]伺服電機3:驅動液壓泵2轉動輸出壓力油。液壓泵2是液壓系統(tǒng)的動力元件，主要靠發(fā)動機或電動機驅動，從液壓油箱中吸入油液，形成壓力油排出。液壓泵的輸出流量可通過調節(jié)伺服電機的轉速進行調整，通過輸出流量的不同控制機器人部件的移動量。
[0030]檢測模塊:用于檢測液壓缸I中活塞、活塞桿與機器人部件5的移動量。其中檢測模塊為傳感器，主要用于監(jiān)測液壓缸與機器人部件的移動變化，并將該檢測信號傳遞出去。傳感器具體可為位移傳感器。其中，液壓缸的活塞與活塞桿，以及機器人部件上均設置有傳感器，每個傳感器上對應的電連接有變送器與放大器。保證液壓缸各處與機器人部件的運動同步。
[0031]處理模塊:接收檢測模塊的檢測信號并與設定的參考信號做對比，后輸出控制信號；處理模塊包括變送器10與放大器11，變送器10接收傳感器的檢測信號并轉變?yōu)橐粋€反饋電壓信號，并將反饋電壓信號與變送器內部設定的參考信號做對比形成誤差信號，誤差信號通過放大器11被放大。
[0032]電機控制器4:電機控制器與處理模塊電連接，接收處理模塊輸出的控制信號并根據信號內容調整伺服電機3的轉速，繼而控制液壓泵2的輸出流量，使得液壓缸及機器人部件的移動量與設定的參考量相一致。
[0033]其中，液壓缸為雙桿液壓缸，可實現(xiàn)機器人部件等速的往復運動。此外，液壓缸還可采用單桿液壓缸等，凡可驅動機器人部件實現(xiàn)往復運動的液壓缸均可使用，具體類型不做限制。
[0034]液壓泵可為雙向容積泵等，具體類型可根據使用需要而定，在此不做限制。
[0035]機器人部件5與液壓缸I間連接有緩沖器12。通過設置緩沖器以避免活塞移動速度較快導致機器人移動關節(jié)的快速變化，保證移動關節(jié)運行的穩(wěn)定性。緩沖器可為伸縮彈簧。
[0036]驅動裝置還包括蓄能器6與平衡閥7。平衡閥設置于連接兩條液壓油路的支路上，平衡閥為串聯(lián)設置的兩組，每組包括并聯(lián)設置的單向閥8與順序閥9。通過設置蓄能器以保證液壓系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。通過設置平衡閥以調節(jié)液壓缸兩端液壓油路的壓力差與流量差，或通過分流的方法達到流量的平衡，提高液壓系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
[0037]—種機器人移動關節(jié)驅動方法，采用機器人移動關節(jié)驅動裝置，具體步驟如下:
[0038](一)、移動關節(jié)運動:液壓缸活塞與活塞桿帶動機器人部件移動；
[0039](二 )、經傳感器測量活塞、活塞桿與機器人部件的移動量并反饋給變送器；
[0040](三)、變送器將該移動量轉變?yōu)橐粋€反饋電壓信號，并將該反饋電壓信號與設定的參考信號即參考電壓作對比形成誤差，并將該誤差信號通過放大器進行放大；
[0041](四)、電機控制器接收該誤差信號并作為控制輸出信號輸出給伺服電機；
[0042](五)、伺服電機接收電機控制器的命令信號，調整伺服電機的轉速，繼而影響液壓泵的流量，該流量與液壓缸中的活塞運動速度成正比，通過驅動活塞運動帶動機器人部件往復移動。
[0043]本實用新型公開了一種機器人移動關節(jié)驅動裝置，該驅動裝置包括一端連接機器人部件并帶動機器人部件往復運動的液壓缸，為液壓缸的運動提供動力的液壓泵，驅動液壓泵轉動輸出壓力油的伺服電機，檢測液壓缸與機器人部件移動量并進行對比處理輸出的檢測模塊與處理模塊，接收處理模塊輸出的控制信號并根據該控制信號調整伺服電機轉速的電機控制器。通過采用伺服電機驅動液壓執(zhí)行機構進行輸出，輸出功率大，可有效解決特殊用途的移動作業(yè)機器人需要大功率、緊湊結構的移動關節(jié)的需求。
[0044]通過采用變送器與放大器的配合作用，可將機器人部件與活塞及活塞桿的變化量及時的進行反饋并與設定值進行對比，有效調整機器人部件的移動量，保證移動位移的精確性，可靠性較高。
[0045]此外，該驅動裝置采用液壓缸驅動機器人部件運動，結構簡單，便于實現(xiàn)。
[0046]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種機器人移動關節(jié)驅動裝置，用于驅動機器人部件沿導軌直線移動，其特征在于，包括:連接機器人部件并帶動機器人部件往復直線運動的液壓缸；為所述液壓缸的運動提供動力的液壓泵，所述液壓泵與所述液壓缸兩腔間連接有液壓油路；與所述液壓泵電連接并驅動液壓泵轉動輸出壓力油的伺服電機；用于檢測所述液壓缸內部的活塞、活塞桿以及機器人部件移動量的檢測模塊；接收所述檢測模塊的檢測信號并與設定的參考信號做對t匕，后輸出控制信號的處理模塊；以及與所述處理模塊電連接，接收所述處理模塊輸出的控制信號并調整所述伺服電機的轉速的電機控制器。
2.如權利要求1所述的機器人移動關節(jié)驅動裝置，其特征在于，所述檢測模塊為傳感器。
3.如權利要求2所述的機器人移動關節(jié)驅動裝置，其特征在于，所述處理模塊為變送器與放大器。
4.如權利要求3所述的機器人移動關節(jié)驅動裝置，其特征在于，所述液壓缸的活塞、活塞桿以及機器人部件上均設置有傳感器，每個所述傳感器上對應的電連接有變送器與放大器。
5.如權利要求2所述的機器人移動關節(jié)驅動裝置，其特征在于，所述傳感器為位移傳感器。
6.如權利要求1所述的機器人移動關節(jié)驅動裝置，其特征在于，所述液壓缸為雙桿液壓缸。
7.如權利要求1所述的機器人移動關節(jié)驅動裝置，其特征在于，所述液壓泵為雙向容積泵。
8.如權利要求1所述的機器人移動關節(jié)驅動裝置，其特征在于，所述機器人部件與所述液壓缸間連接有緩沖器。
9.如權利要求1所述的機器人移動關節(jié)驅動裝置，其特征在于，所述驅動裝置還包括蓄能器與平衡閥。
【文檔編號】F15B1/02GK203856787SQ201420143593
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權日:2014年3月27日
【發(fā)明者】王魯單, 胡友, 程勝, 張建偉 申請人:昆山市工業(yè)技術研究院有限責任公司