[實(shí)用新型]機(jī)械臂振動(dòng)抑制及精確差量補(bǔ)償裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420170929.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203759551U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅天洪;張劍;羅文軍;陳才;馬翔宇;劉淼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05D3/12
• 分類(lèi)號(hào): G05D3/12
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)械工程領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)械臂振動(dòng)抑制及精確差量補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)

機(jī)械臂作為現(xiàn)代工業(yè)支柱性設(shè)備，其未來(lái)的趨勢(shì)勢(shì)必是高速，高精度且重載。操作靈活，性能穩(wěn)定，高精度的機(jī)械臂無(wú)論在航空航天領(lǐng)域還是工業(yè)制造領(lǐng)域都有著很高的應(yīng)用價(jià)值。然而機(jī)械臂的振動(dòng)將極大地影響機(jī)械臂末端執(zhí)行器的定位精度，甚至影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

因此需要一種機(jī)械臂振動(dòng)抑制及精確差量補(bǔ)償，能夠及時(shí)抑制機(jī)械臂末端執(zhí)行器的振動(dòng)，從而提高定位精度，進(jìn)而適應(yīng)較為高速的且重載荷的工作環(huán)境中。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種機(jī)械臂振動(dòng)抑制及精確差量補(bǔ)償裝置，能夠?qū)C(jī)械臂的振動(dòng)起到良好的抑制效果，使機(jī)械臂的定位精度可以進(jìn)一步提高，使之適用高速、重負(fù)載等惡劣工作環(huán)境，拓展機(jī)械臂的智能應(yīng)用范圍和穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化程度產(chǎn)生智能改變，對(duì)設(shè)備保護(hù)及產(chǎn)品質(zhì)量均可實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控及保護(hù)。

本實(shí)用新型的機(jī)械臂振動(dòng)抑制及精確差量補(bǔ)償裝置，包括激光發(fā)射器、激光拾位器、信號(hào)轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)和用于產(chǎn)生與機(jī)械臂振動(dòng)振幅相反的補(bǔ)償位移的微位移控制裝置；

所述激光發(fā)射器設(shè)置于機(jī)械臂末端執(zhí)行器，所述激光拾位器安裝位與所述激光發(fā)射器相匹配并用于拾取激光發(fā)射器由機(jī)械臂振動(dòng)所產(chǎn)生的波形；

所述信號(hào)轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)包括反相器和A/D轉(zhuǎn)換器，所述反相器信號(hào)輸入端與所述激光拾位器信號(hào)輸出端連接，所述反相器信號(hào)輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸入端連接；

所述微位移控制裝置與所述A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸出端連接。

進(jìn)一步，所述微位移控制裝置包括壓電陶瓷片、壓電陶瓷接收器、壓電陶瓷控制器和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，所述壓電陶瓷接收器信號(hào)輸入端與所述A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸出端連接，所述壓電陶瓷接收器信號(hào)輸出端與所述壓電陶瓷控制器連接，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器與所述壓電陶瓷控制器連接并驅(qū)動(dòng)所述壓電陶瓷片產(chǎn)生與機(jī)械臂振動(dòng)振幅相反的補(bǔ)償位移。

進(jìn)一步，所述壓電陶瓷控制器包括單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器，所述單片機(jī)信號(hào)輸入端與所述壓電陶瓷接收器信號(hào)輸出端連接，所述單片機(jī)信號(hào)輸出端與所述D/A轉(zhuǎn)換器輸入端連接，所述D/A轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸出端與所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器連接。

進(jìn)一步，所述激光發(fā)射器以可形成任意角度的方式與機(jī)械臂的末端執(zhí)行器柔性連接。

進(jìn)一步，所述壓電陶瓷片安裝設(shè)置在機(jī)械臂X軸和Y軸上。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型的，激光發(fā)射器會(huì)伴隨機(jī)械臂的振動(dòng)產(chǎn)生波形，激光拾位器會(huì)對(duì)激光發(fā)射器振動(dòng)產(chǎn)生的波形變化進(jìn)行檢測(cè)并產(chǎn)生波形信號(hào)，反相器將激光拾位器產(chǎn)生的波形信號(hào)調(diào)制為相反的波形信號(hào)，并通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器將調(diào)制后的波形信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)輸入微位移控制裝置，使微位移控制裝置產(chǎn)生與機(jī)械臂振動(dòng)振幅相反的補(bǔ)償位移，從而達(dá)到對(duì)機(jī)械臂振動(dòng)進(jìn)行抑制及差量補(bǔ)償?shù)哪康模槐狙b置附加于既有成套機(jī)械臂裝置上，可在既有裝置上隨時(shí)實(shí)現(xiàn)拆裝，能夠?qū)C(jī)械臂的振動(dòng)起到良好的抑制效果，使機(jī)械臂的定位精度可以進(jìn)一步提高，使之適用高速、重負(fù)載等惡劣工作環(huán)境，拓展機(jī)械臂的智能應(yīng)用范圍和穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化程度產(chǎn)生智能改變，對(duì)設(shè)備保護(hù)及產(chǎn)品質(zhì)量均可實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控及保護(hù)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示：本實(shí)施例的機(jī)械臂振動(dòng)抑制及精確差量補(bǔ)償裝置，包括激光發(fā)射器1、激光拾位器2、信號(hào)轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)3和用于產(chǎn)生與機(jī)械臂振動(dòng)振幅相反的補(bǔ)償位移的微位移控制裝置4；裝置能夠通過(guò)對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行實(shí)時(shí)且有效的誤差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，進(jìn)而保證機(jī)械臂任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性及精度；

所述激光發(fā)射器1設(shè)置于機(jī)械臂末端執(zhí)行器，所述激光拾位器2安裝位與所述激光發(fā)射器1相匹配并用于拾取激光發(fā)射器1由機(jī)械臂振動(dòng)所產(chǎn)生的波形；其中，激光拾位器2為現(xiàn)有的可檢測(cè)激光發(fā)射器光波形的光拾取裝置或位移傳感器，其能夠拾取激光發(fā)射器由振動(dòng)所產(chǎn)生的波形，利用激光束固有的穩(wěn)定性及單一指向性達(dá)到對(duì)機(jī)械臂振動(dòng)誤差的最大化捕捉，另外，激光拾位器為機(jī)動(dòng)性安裝配件，可根據(jù)激光發(fā)射器與機(jī)械臂末端執(zhí)行器的安裝角度機(jī)動(dòng)的調(diào)整安裝位置；