[發明專利]一種能夠消除回程誤差的多自由度機械臂回轉方法

有效

• 申請號: 201810604816.3
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108638074B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 蒙臻;張旗;劉湘琪;倪敬
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/14;B25J9/10;B25J9/08
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了一種能夠消除回程誤差的多自由度機械臂回轉方法。現有機械臂回轉驅動系統未對回轉精度進行反饋及補償，無法實時精確調整回轉位移，也無法消減因齒輪齒隙帶來的回程誤差。本發明選取2m個回轉驅動組件中的m個作為行進驅動組，另m個回轉驅動組件作為復位驅動組。向目標位置轉動時行進驅動組作為動力元件。復位時復位驅動組作為動力元件。在回轉中，實時根據當前的轉動誤差值及上一次轉動時的誤差信息對當前的驅動電壓進行調節。本發明采用多液壓馬達同步驅動形式，消除單一馬達的不穩定性，優化了執行器的體積，合理利用多自由度電液伺服機械臂的內部空間。本發明能夠消除了回程誤差。

技術領域

本發明屬于回轉驅動技術領域，具體涉及一種能夠消除回程誤差的多自由度機械臂回轉方法。

背景技術

多自由度機械臂是能夠模仿人體肢體部分功能并允許對其進行自動控制，使其按照預定要求輸送工件或操持工具進行生產操作的自動化產設備。目前，多自由度機械臂系統廣泛應用于鋼鐵、海洋、石油、化工、物流搬運等生產自動化行業，大大減輕了工人勞動強度和勞動條件，提高了生產效率，穩定了產品質量。現有的多自由度機械臂回轉機構多為多電機驅動形式，采用多個交流電動機經減速器驅動回轉裝置，雖具有傳動效率高、運行噪聲小、可維護性好等特點，但是大功率電機體積較大、安裝配合精度要求較高、制動性能較差，當驅動負載發生較大的波動時，執行器容易因剛性過載而發生故障。

液壓馬達回轉驅動形式下的驅動功率密度，比電機驅動形式大，在滿足驅動功率的前提下，可以優化執行器體積，合理利用回轉系統的內部空間，降低回轉系統的制造成本，同時還能在很大程度上消除和抑制負載擾動因素的影響。

目前，多液壓馬達同步驅動系統有CN 94278675，由東北大學設計的一種四液壓馬達驅動自同步振動錘及其結構參數確定方法，采用液壓馬達驅動、自同步傳動的方式，對振動錘的結構進行創新設計，通過對振動錘結構參數的控制，達到了四液壓馬達驅動自同步的目的。但其集成程度較差，導致整個設備尺寸較大。

CN 203362667 U，由中聯重科有限公司設計的液壓馬達同步驅動系統和工程機械，主要應用于混凝土攪拌機，不足之處就在于完全依靠油路調整雙馬達的同步性能，響應較慢，不適用于多自由度機械臂系統。且上述專利都不涉及回轉精度的反饋及補償，無法實時精確調整回轉位移，對其應用于多自由度機械臂系統造成了極大的限制。因此，需發明一種適用于多自由度機械臂的電液伺服回轉驅動方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠消除回程誤差的多自由度機械臂回轉方法。

本發明采用的回轉驅動系統，包括回轉本體、回轉驅動組件、驅動油路和信號反饋模塊。所述的回轉本體包括固定底座和回轉平臺。所述的回轉平臺與固定底座構成轉動副。回轉平臺的底部與外齒圈固定。

所述的回轉驅動組件包括電液伺服馬達、行星減速器和驅動齒輪。所述的驅動齒輪支承在固定底座上，且與外齒圈嚙合。所述的行星減速器固定在固定底座上。行星減速器的輸出軸與驅動齒輪固定。電液伺服馬達固定在行星減速器上。電液伺服馬達的輸出軸與行星減速器的輸入口固定。所述的回轉驅動組件共有2m個，1≤m≤4。2m個回轉驅動組件沿外齒圈的周向均布。

所述的驅動油路包括第一過濾器、第二過濾器、蓄能器、第一安全閥、第二安全閥、柱塞式液壓泵、單向閥、油箱、電液比例閥和電液溢流閥。所述柱塞式液壓泵的入油口與油箱通過第一過濾器連通，出油口與單向閥的輸入口連通。單向閥的輸出口與電液溢流閥的入油口及第二過濾器的輸入口連通。電液溢流閥的出油口與油箱連通。第二過濾器的輸出口與蓄能器的蓄能油口及手動球閥的一個通油口連通。手動球閥的另一個通油口與2m個電液比例閥的進油口連通。2m個電液比例閥的回油口均與油箱連通。