[實用新型]平面關節型機器人及其控制系統

有效

• 申請號: 201521104428.7
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN205254998U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 劉吉柱;劉永華
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B25J9/18
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本實用新型涉及工業機器人技術領域，尤其涉及一種平面關節型機器人 及其控制系統。

背景技術

隨著我國經濟的持續發展和科學技術的突飛猛進，工業機器人將被更廣 泛地應用在制造業的各個領域。其中平面關節型機器人手臂大量地運用于裝 配作業，這一類機器人有結構輕便，響應速度快的優點。現有的平面關節型 機器人手臂關節是通過諧波減速器或者RV減速器來聯接，并通過伺服電機驅 動減速器來達到快速驅動機械臂的目的。但由于使用了諧波減速器或RV減速 器，且減速器中的嚙合齒間存在側隙，所以平面關節型機器人手臂工作時會 存在不可避免的誤差，從而影響裝配精度。

另外，現有的平面關節型機器人的Z軸和繞Z軸旋轉的實現是通過兩個 伺服電機分別驅動平行放置的滾珠絲桿和花鍵來實現的，而滾珠絲桿和花鍵 通過一個連接塊連接。上述方案在兩伺服電機同時工作時會出現不可避免的 微小抖動，從而影響裝配的精度。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，提供了一種平面關節型機器人及其控 制系統，該平面關節型機器人及其控制系統工作效率更高、裝配精度更高且 成本較低。

本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案：

一種平面關節型機器人，其中所述平面關節型機器人包括機架、設于機 架的第一機械臂、設于所述機架和第一機械臂之間的第一電機、連接于所述 第一機械臂的機械手，所述第一電機嵌入所述第一機械臂并直接驅動所述第 一機械臂轉動。

優選的，所述平面關節型機器人還包括設于所述第一機械臂和機械手之 間的第二機械臂，及嵌入所述第二機械臂并直接驅動所述第二機械臂轉動的 第二電機。

優選的，所述第一電機為內轉子電機。

優選的，所述內轉子電機包括動子軸、與所述動子軸過盈配合的第一動 子、設于所述第一動子外圍的第一定子，所述第一定子具有磁極，所述磁極 上纏繞有線圈繞組，所述第一動子具有安裝槽，所述安裝槽內設有第一永磁 體貼片，所述內轉子電機還包括設于所述動子軸上的第一編碼器。

優選的，所述第一編碼器包括第一光柵片和電路板，所述第一光柵片設 于所述動子軸上。

優選的，所述第一電機為外轉子電機。

優選的，所述外轉子電機包括定子軸、與所述定子軸相配接的第二定子、 設于所述第二定子外圍的第二動子，所述第二定子具有電樞，所述電樞上均 勻纏繞有電樞繞組，所述第二動子的內壁上設有第二永磁體貼片，所述外轉 子電機還包括第二編碼器，所述第二編碼器包括與所述定子軸配合的第二光 柵片。

優選的，所述第一機械臂為所述外轉子電機的第二動子，當所述外轉子 電機轉動時，所述第一機械臂繞所述定子軸轉動，且所述第一機械臂的位置 參數通過所述第二編碼器反饋。

優選的，所述機械手包括上中空電機、下中空電機、絲杠、絲杠花鍵連 接件、直線導軌及相對于所述直線導軌滑行的滑塊，所述絲杠花鍵連接件設 于所述滑塊上，所述上中空電機和下中空電機同軸心設置，所述上中空電機 具有上中空轉軸，所述上中空轉軸上設有上編碼器和與所述絲杠配接的法蘭 螺母，且所述絲杠套入所述上中空轉軸中，所述絲杠連接于所述絲杠花鍵連 接件的上端，所述下中空電機具有下中空轉軸，所述下中空轉軸上設有下編 碼器，所述下中空轉軸中套設有花鍵，所述花鍵設于所述絲杠花鍵連接件上， 且所述直線導軌與所述上中空轉軸和下中空轉軸平行。

相應地，一種平面關節型機器人的控制系統，其中所述平面關節型機器 人包括第一電機、第二電機、上中空電機和下中空電機，所述控制系統包括 計算機、控制器、第一電機驅動器、第一編碼器、第二電機驅動器、第二編 碼器、上中空電機驅動器、上編碼器、下中空電機驅動器、下編碼器，所述 計算機和控制器通過以太網線連接，并且可以交互信息，通過所述計算機對 控制器進行編程，控制器將系統反饋的參數傳送給計算機顯示出來，從而根 據程序分別對第一電機驅動器、第二電機驅動器、上中空電機驅動器及下中 空電機驅動器發出相應的脈沖信號。