[實(shí)用新型]一種機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520643542.0
• 申請(qǐng)日: 2015-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN204997661U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林中尉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京阿福機(jī)器人有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J9/06;B25J9/16;B25J17/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 王清義

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)涉及機(jī)器人。

背景技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)用機(jī)器人一般至少具有一個(gè)機(jī)械關(guān)節(jié)，機(jī)械關(guān)節(jié)包括靜止件和運(yùn)動(dòng)件、驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)件相對(duì)靜止件運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般包括電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的輸出軸直接與運(yùn)動(dòng)件相連或者通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（如減速器）間接與運(yùn)動(dòng)件相連。作業(yè)用機(jī)械手（如切削刀具、磨削刀具、抓取用的夾具或其他作業(yè)工具等，以下統(tǒng)稱為機(jī)械手）連接在機(jī)器人末端的運(yùn)動(dòng)件上；電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，直接帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)件或者通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)件相對(duì)于靜止件運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)動(dòng)作，機(jī)械手進(jìn)行作業(yè)。

為了一些特殊目的，例如為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的手執(zhí)示教（用手拖動(dòng)機(jī)械手，使其按照人需要的軌跡移動(dòng)），需要人力操作機(jī)械手運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)件相對(duì)于靜止件運(yùn)動(dòng)的阻力較大，人力操作時(shí)需要費(fèi)很大的力氣，使手執(zhí)示教非常困難，或者根本無(wú)法操作。

另外，機(jī)械手在作業(yè)時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)意外而碰到人或其它障礙物，但由于機(jī)器人受到程序控制，仍然會(huì)按預(yù)定的程序進(jìn)行運(yùn)動(dòng)而不會(huì)停止，所以會(huì)出現(xiàn)人身傷亡或者出現(xiàn)機(jī)器人自身?yè)p壞或工具損壞等事故。

發(fā)明內(nèi)容

本技術(shù)的目的是提供一種能夠以較小的人力驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)中的運(yùn)動(dòng)件的機(jī)器人。

本技術(shù)的機(jī)器人，它包括至少一個(gè)關(guān)節(jié)，所述關(guān)節(jié)均包括靜止件和運(yùn)動(dòng)件、驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)件相對(duì)靜止件運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均包括伺服電機(jī)、與伺服電機(jī)電連接以控制伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人控制器；伺服電機(jī)包含編碼器或能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)供驅(qū)動(dòng)器判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角傳感器；伺服電機(jī)的輸出軸與運(yùn)動(dòng)件相連；作業(yè)用機(jī)械手通過一傳感器連接在機(jī)器人末端的運(yùn)動(dòng)件上；該傳感器為力和/或力矩傳感器，傳感器的輸出接機(jī)器人控制器；驅(qū)動(dòng)器與機(jī)器人控制器相連；

在機(jī)械手受到外力時(shí)，傳感器將檢測(cè)到的外力方向和大小的信號(hào)傳送給機(jī)器人控制器，機(jī)器人控制器根據(jù)外力方向和大小控制各驅(qū)動(dòng)器，使得至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)一個(gè)關(guān)節(jié)中的伺服電機(jī)動(dòng)作，該關(guān)節(jié)中的運(yùn)動(dòng)件相對(duì)于靜止件運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的方向與外力的方向一致；所述外力為力和/或力矩。

所述的機(jī)器人，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的速度與外力的大小成正比，以便獲取較好的隨動(dòng)效果。

所述的機(jī)器人，若傳感器檢測(cè)到的外力的大小超過一個(gè)最大值，則機(jī)器人控制器通過控制驅(qū)動(dòng)器使得各關(guān)節(jié)中的伺服電機(jī)停止動(dòng)作。這樣，在作業(yè)過程中，若機(jī)械手撞到人或其它障礙物，機(jī)械手受到的力會(huì)增大，這時(shí)，機(jī)器人會(huì)停止動(dòng)作，防止作業(yè)中的機(jī)器人傷人或損壞。

所述的機(jī)器人，編碼器或者轉(zhuǎn)角傳感器的輸出接機(jī)器人控制器；機(jī)器人控制器記錄并儲(chǔ)存編碼器或者轉(zhuǎn)角傳感器的輸出。這樣，該機(jī)器人，則可以在手執(zhí)示教過程中，通過機(jī)器人控制器記錄各個(gè)編碼器或者轉(zhuǎn)角傳感器的輸出，形成各個(gè)編碼器或者轉(zhuǎn)角傳感器的位置序列，作為軌跡學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)；因而，在機(jī)器人運(yùn)行時(shí)，按照記錄的軌跡數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)按示教的軌跡作業(yè)。伺服電機(jī)內(nèi)包含編碼器，或含能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)供驅(qū)動(dòng)器判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角傳感器。轉(zhuǎn)角傳感器也可看作是編碼器。伺服電機(jī)與編碼器（或者轉(zhuǎn)角傳感器）是集成為一體的結(jié)構(gòu)。

機(jī)器人控制器根據(jù)受外力方向，計(jì)算朝該方向移動(dòng)時(shí)需要各個(gè)伺服電機(jī)動(dòng)作的方向，同時(shí)也可計(jì)算各關(guān)節(jié)在下一時(shí)刻的位置和到達(dá)該位置需要的時(shí)間（或者說，計(jì)算出各關(guān)節(jié)中運(yùn)動(dòng)件在下一時(shí)刻內(nèi)的移動(dòng)距離和移動(dòng)速度），控制器至少控制一個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)一個(gè)關(guān)節(jié)中的伺服電機(jī)動(dòng)作，該關(guān)節(jié)中的運(yùn)動(dòng)件相對(duì)于靜止件運(yùn)動(dòng)，使得機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的方向與外力（和或扭矩）的方向一致。

機(jī)器人控制器用做數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制驅(qū)動(dòng)器。機(jī)器人控制器和驅(qū)動(dòng)器可以是分體，也可以是一體，驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)可以是一體，也可以是分體。

本技術(shù)的有益效果：由于在機(jī)器人末端的運(yùn)動(dòng)件與機(jī)械手之間設(shè)置傳感器，所以傳感器能夠檢測(cè)到機(jī)械手受到的力和或扭矩的大小和方向。在示教時(shí)，人手抓著機(jī)械手運(yùn)動(dòng)，人手對(duì)機(jī)械手的施加的外力方向就是操作者所希望的機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)機(jī)器人控制器根據(jù)傳感器檢測(cè)的外力的方向，控制至少一個(gè)伺服電機(jī)動(dòng)作，關(guān)節(jié)中的運(yùn)動(dòng)件相對(duì)于靜止件運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的方向與外力（力和或扭矩）的方向一致。也就是說，在示教過程中，本機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)判斷出操作者希望的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)方向，并作出主動(dòng)跟隨，所以能夠使操作者用較小的力拖動(dòng)機(jī)械手，降低操作難度。在其它需要人力操作機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，如上所述，同樣能夠以較小的人力驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)中的運(yùn)動(dòng)件。

附圖說明

圖1是機(jī)器人原理示意圖；

圖2是機(jī)器人控制器、伺服電機(jī)等原理框圖。

具體實(shí)施方式