[發明專利]一種用于機器人末端的恒力裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201610294091.3
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105751218A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 溫濤;何文俊
• 申請（專利權）人: 佛山市新鵬機器人技術有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 張海英;林波

1.一種用于機器人末端的恒力裝置的控制方法，其特征在于：包括動力氣缸、導向機構、中央控制組件、固定安裝蓋和放置安裝蓋；

所述固定安裝蓋上設置有固定通孔，所述固定安裝蓋的下端設置有所述導向機構、中央控制組件和動力氣缸，所述導向機構和動力氣缸的一端分別通過所述固定通孔與所述固定安裝蓋相連；

所述導向機構 包括導向套筒和導向軸，所述導向軸套接于所述導向套筒內；所述中央控制組件電連接所述動力氣缸；

所述放置安裝蓋上設置有安裝通孔和夾套凹槽，所述導向機構的另一端通過所述夾套凹槽與所述放置安裝蓋相連，所述動力氣缸的另一端通過所述安裝通孔與所述放置安裝蓋相連；

所述中央控制組件包括加速度傳感器、模擬量定位氣缸傳感器、電控比例調壓閥、二位五通電磁閥、氣路接頭和電磁閥底座，所述電控比例調壓閥、二位五通電磁閥和氣路接頭分別設置于所述電磁閥底座上，所述加速度傳感器、模擬量定位氣缸傳感器和所述電磁閥底座均設置于所述固定安裝蓋的下端；

還設置有浮動接頭，所述浮動接頭設置于所述動力氣缸的活塞桿的一端，所述浮動接頭通過所述安裝通孔與所述放置安裝蓋相連；

所述導向機構還設置有花鍵母、花鍵擋塊、脹套和脹緊夾套，所述花鍵母套接所述導向軸，所述導向套筒套接所述花鍵母，所述導向軸的一端設置有所述花鍵擋塊，所述導向軸的另一端套接于所述脹緊夾套，所述脹緊夾套的外壁設置有脹套；

所述中央控制組件還設置有底座安裝塊，所述電磁閥底座與底座安裝塊相連，所述底座安裝塊和模擬量定位氣缸傳感器分別通過所述固定通孔與所述固定安裝蓋相連，所述加速度傳感器設置于所述電控比例調壓閥的一側；

還設置有氣管彎頭和排氣彎頭，所述固定安裝蓋的外壁設置有若干個連接通孔，所述氣管彎頭和排氣彎頭與所述連接通孔相連；所述導向套筒下端的外壁設置有嵌套件，所述動力氣缸通過所述嵌套件固定于所述導向機構的一側；

還設置有蓋面法蘭和連接鋁蓋，所述蓋面法蘭設置于所述固定安裝蓋的上端，所述連接鋁蓋設置于所述放置安裝蓋的一端；

還設置有防塵罩，所述防塵罩的兩端分別與所述固定安裝蓋和放置安裝蓋的一端相連；

包括步驟如下：

步驟1：將恒力裝置安裝于機器人末端的蓋面法蘭上，加工工具安裝于所述恒力裝置的下端，機器人內的控制系統設定末端的負載質量為mi，恒定輸出力的目標值為Fa，Fa為恒力裝置輸出的拉力或者壓力；

步驟2：測量所述恒力裝置的姿態角度，所述姿態角度為恒力裝置的軸線與加工水平面的夾角，設定夾角為α；

步驟3：判斷Fa是否大于0，判斷所述恒力裝置的動力氣缸的運動方向；

步驟4：通過內部算法，根據公式為Fa=Fi-?+migsinα或Fa=Fi+?+migsinα，計算得出所述恒力裝置的輸出力為Fi，mig為末端負載所受到的重力；?為裝置運動時所收到的摩擦力；

步驟5：根據輸出力Fi的大小，通過二位五通電磁閥控制所述恒力裝置的動力氣缸的輸出方向；

步驟6：通過內部算法，根據公式為P= Fi/S，計算得出所述恒力裝置內部輸入氣缸的壓縮空氣壓力P，S為恒力裝置內部氣缸活塞的受力面積；P為恒力裝置內部輸入氣缸的壓縮空氣壓力；

步驟7：根據所述P的大小，通過電控比例調壓閥調整所述動力氣缸的氣壓值為P1=P，進而測量末端的實際輸出力為F；

步驟8：所述機器人內的控制系統對實際輸出力F與目標值Fa 進行比較，判斷F-Fa=0是否成立，若F-Fa＝0，則保持所述P輸出；若F-Fa≠0，則執行步驟2。

2.根據權利要求1所述的用于機器人末端的恒力裝置的控制方法，其特征在于：步驟2中所述恒力裝置的姿態角度為加速度傳感器所測量，步驟3中所述恒力裝置的動力氣缸的運動方向為模擬量定位氣缸傳感器所判斷；步驟7中末端的實際輸出力為F為恒力裝置的力傳感器所測量。