[發(fā)明專利]一種磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)擺動關(guān)節(jié)的設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310433869.0
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103465271A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡明建
• 申請（專利權(quán)）人: 胡明建
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)擺動關(guān)節(jié)的技術(shù)領(lǐng)域，是屬于機械制造.智能控制.機器人技術(shù).自動化控制.電磁技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)的主要內(nèi)容是把擺動面和旋轉(zhuǎn)盤結(jié)合在一起，構(gòu)成一個能擺動旋轉(zhuǎn)的機械關(guān)節(jié)，擺動面和旋轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動單元都是有單元磁保持驅(qū)動器構(gòu)成，所以能并行執(zhí)行，只需一個脈沖的時間就可以旋轉(zhuǎn)到要到達的角度，同時擺動面擺動到需要的方向和角度。

背景技術(shù)

隨著機器人的空前發(fā)展，機器人在人類的各行各業(yè)多漸漸的出現(xiàn)，機器人對人類的影響越來越重要，隨著機器人成本不斷的降低，機器人會很快普及到各行各業(yè)，其實機器人已經(jīng)發(fā)展到國和國之間的生死存亡的激烈競爭，隨著機器人的發(fā)展一般的勞力勞動多會被機器人代替，如果發(fā)生戰(zhàn)爭，上戰(zhàn)場的多是機器人，機器人比人有很多的優(yōu)越性，由于關(guān)系到國家的生死存亡，機器人會得到快速的發(fā)展，當(dāng)然機械關(guān)節(jié)是機器人制造的關(guān)鍵部件，關(guān)節(jié)的驅(qū)動極為重要，現(xiàn)在機器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動方式有液壓式、氣動式和電動式。1、液壓驅(qū)動機器人的驅(qū)動系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動，有以下幾個優(yōu)點：（1）液壓容易達到較高的壓力，可以獲得較大的推力或轉(zhuǎn)矩；（2）液壓系統(tǒng)介質(zhì)的可壓縮性小，工作平穩(wěn)可靠，并可得到較高的位置精度；（3）液壓傳動中，力、速度和方向比較容易實現(xiàn)自動控制；（4）液壓系統(tǒng)采用油液作介質(zhì)，具有防銹性和自潤滑性能，可以提高機械效率，使用壽命長。缺點是：（1）油液的黏度隨溫度變化而變化，影響工作性能，高溫容易引起燃燒爆炸等危險；（2）液體的泄漏難于克服，要求液壓元件有較高的精度和質(zhì)量，故造價較高；（3）需要相應(yīng)的供油系統(tǒng)，尤其是電液伺服系統(tǒng)要求嚴格的濾油裝置，否則會引起故障。?液壓驅(qū)動方式的輸出力和功率大，能構(gòu)成伺服機構(gòu)，常用于大型機器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動。?2、氣壓驅(qū)動與液壓驅(qū)動相比，氣壓驅(qū)動的特點是：（1）壓縮空氣黏度小，容易達到高速；（2）利用工廠集中的空氣壓縮機站供氣，不必添加動力設(shè)備；（3）空氣介質(zhì)對環(huán)境無污染，使用安全，可應(yīng)用于高溫作業(yè)；（4）氣動元件工作壓力低，故制造要求比液壓元件低。缺點是：（1）壓縮空氣常用壓力為0.4～0.6MPa，若要獲得較大的力，其結(jié)構(gòu)就要相對增大；（2）空氣壓縮性大，工作平穩(wěn)性差，速度控制困難，要達到準確的位置控制很困難；（3）壓縮空氣的除水問題是一個很重要的問題，處理不當(dāng)會使鋼類零件生銹，導(dǎo)致機器人失靈。此外，排氣還會造成噪聲污染。氣動式驅(qū)動多用于開頭控制和順序控制的機器人。3、電動機驅(qū)動電動機驅(qū)動可分為普通交流電動機驅(qū)動，交、直流伺服電動機驅(qū)動和步進電動機驅(qū)動。普通交、直流電動機驅(qū)動需加減速裝置，輸出力矩大，但控制性能差，慣性大，適用于中型或重型機器人。伺服電動機和步進電動機輸出力矩相對小，控制性能好，可實現(xiàn)速度和位置的精確控制，適用于中小型機器人。交、直流伺服電動機一般用于閉環(huán)控制系統(tǒng)，而步進電動機則主要用于開環(huán)控制系統(tǒng)，一般用于速度和位置精度要求不高的場合。但上面3種驅(qū)動都存在共同的不足，1.反應(yīng)速度慢，2.耗電大或耗油多，3.體積大，4.重量太重，5靈活性差，6.?結(jié)構(gòu)復(fù)雜，7.精度一般，8.控制難度大，并且現(xiàn)在的機器人的關(guān)節(jié)比較單一，有的只能轉(zhuǎn)動，有的只能推動，有的只能擺動，不像人的關(guān)節(jié)那樣靈活。根本無法滿足高端技術(shù)的要求，更不要說滿足智能機器人的設(shè)計要求，所以我們必須發(fā)明新的技術(shù)來滿足高端智能機器人的關(guān)節(jié)要求。

發(fā)明內(nèi)容