CN106166738B - 一种手把手拖动可悬停示教机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种手把手拖动可悬停示教机器人，包括基座、固定在基座上的旋转座、与旋转座连接的多关节臂，多关节臂与旋转座的连接关节、以及多关节臂自身的各关节处均通过旋转关节轴转动连接，每个旋转关节轴上均设有用于抵消扭矩、实现悬停的配重平衡机构，配重平衡机构包括配重杆和重量能够调节的配重块，配重杆的一端支于配重块上，其另一端与所述旋转关节轴转动连接。本发明的一种手把手拖动可悬停示教机器人，采用配重平衡的方式抵消扭矩的不平衡，让示教操作更轻便，同时可以调节的配重平衡使得其能够实现悬停，相较于传统的示教机器人能够最大程度的降低成本；阻尼机构通过调节旋转摩擦力的方式来补偿扭矩差值，使得悬停更可靠，并保持。
Description
技术领域
本发明属于机器人示教技术领域，具体涉及一种手把手拖动可悬停示教机器人。
背景技术
中国专利文件CN104162890A公开了一种基于电机助力的手把手示教机器人及其控制方法，此示教机器人包括底座、多关节臂、多关节臂自身的各关节连接轴、编码器、电机、操控感知机构、气缸平衡机构等。其原理是按多关节臂所处的位姿，助力运算***通过插值法得到各关节轴在正方向或反方向恰好处于静止的临界平衡力矩值，并根据操作者在操控感知机构上触发的信号缺点关节轴转动方向，由电机向关节提供助力力矩，使多关节臂易于***作者拖动进行示教。
此专利文件CN104162890A感知机构中的微小触点不能确保精确的反馈，可能出现信号采集不及时导致的滞后，且其成本较高，不能实现悬停。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种手把手拖动可悬停示教机器人，采用配重平衡的方式抵消扭矩的不平衡，让示教操作更轻便，同时可以调节的配重平衡使得其能够实现可靠的悬停，相较于传统的示教机器人能够最大程度的降低成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种手把手拖动可悬停示教机器人，包括基座、固定在基座上的旋转座、与所述旋转座连接的多关节臂，多关节臂与旋转座的连接关节、以及多关节臂自身的各关节处均通过旋转关节轴转动连接，其特征在于：每个所述旋转关节轴上均设有用于抵消扭矩、实现悬停的配重平衡机构，
-所述配重平衡机构，其包括配重杆和重量能够调节的配重块，所述配重杆的一端支于配重块上，其另一端与所述旋转关节轴转动连接；
当前配重平衡机构的配重杆和与之对应的关节臂两者分别设置在当前配重平衡机构所在的旋转关节轴两侧；
当前配重平衡机构的配重块与其后端的所有关节臂、配重块形成的重量整体在当前配重平衡机构所在的旋转关节轴处平衡。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括每个所述旋转关节轴上还固定有用于补偿扭矩差值的阻尼机构。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括当前配重平衡机构的配重杆和与之对应的关节臂两者分别设置在当前配重平衡机构所在的旋转关节轴两侧成180度直线。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述阻尼机构包括摩擦底座、摩擦调节底座和摩擦片，所述摩擦底座固定在旋转关节轴上，所述摩擦调节底座固定在基座上，与所述旋转关节轴产生相对运动，所述摩擦底座和摩擦调节底座两者相对设置的面上均设有所述摩擦片，通过一调节螺栓调节两个摩擦片之间的相互摩擦力。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括每个所述旋转关节轴上均固定有用于记录旋转关节轴位姿数据的编码器，所述编码器与控制***电连接。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述配重块包括配重块本体和与之连接的调节块，所述配重块本体和调节块两者通过紧固件能够拆卸的固定在所述配重杆。
本发明的有益效果是：
其一、本发明的一种手把手拖动可悬停示教机器人，采用配重平衡的方式抵消扭矩的不平衡，让示教操作更轻便，同时可以调节的配重平衡使得其能够实现悬停，相较于传统的示教机器人能够最大程度的降低成本；
其二、阻尼机构通过调节旋转摩擦力的方式来补偿扭矩差值，使得悬停更可靠，并保持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明优选实施例的结构示意图；
图2是本发明优选实施例配重平衡机构的结构示意图；
图3是本发明优选实施例阻尼机构的结构示意图。
其中：1-基座，2-旋转座，3-配重平衡机构一，4-配重杆一，5-旋转关节轴一，6-阻尼机构一，7-编码器一，8-J2关节臂，9-旋转关节轴二，10-阻尼机构二，11-编码器二，12-配重平衡机构二，13-J4旋转轴，14-J3关节臂，15-J4关节臂，16-配重平衡机构三，17-旋转关节轴三，18-阻尼机构三，19-编码器三，20-J5关节臂，21-J6关节臂，22-J1关节臂；
a-摩擦底座，b-摩擦调节底座，c-摩擦片，d-调节螺栓；
e-配重杆，h-配重块，h1-配重块本体，h2-调节块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本实施例中公开了一种手把手拖动可悬停示教机器人，可视为一种向工业机器人教授有关工作位置数据的教学装置，特别是针对六自由度工业机器人，用于与其具有1:1结构尺寸的机器人工作位置的数据采集，通过优化结构设计使得末端触点能够很容易的到达任意一个工作位置，并通过安装在关节处的编码器记录位置，其具体结构如下：
包括基座1、固定在基座1上的旋转座2、与所述旋转座2连接的多关节臂，多关节臂与旋转座2的连接关节、以及多关节臂自身的各关节处均通过旋转关节轴转动连接，每个所述旋转关节轴上均固定有用于记录旋转关节轴位姿数据的编码器，所述编码器与控制***电连接；每个所述旋转关节轴上均设有用于抵消扭矩、实现悬停的配重平衡机构，每个所述旋转关节轴上还固定有用于补偿扭矩差值的阻尼机构；
所述配重平衡机构包括配重杆e和重量能够调节的配重块h，所述配重杆e的一端支于配重块h上，其另一端与所述旋转关节轴转动连接；
当前配重平衡机构的配重杆和与之对应的关节臂两者分别设置在当前配重平衡机构所在的旋转关节轴两侧；
当前配重平衡机构的配重块与其后端的所有关节臂、配重块形成的重量整体在当前配重平衡机构所在的旋转关节轴处平衡。
具体的，如图1所示，针对六自由度的机器人适用时，具有六个关节臂，分别为J1关节臂22，J2关节臂8、J3关节臂14、J4关节臂15、J5关节臂20、J6关节臂21；
具有三个配重平衡机构，分别为配重平衡机构一3、配重平衡机构二12、配重平衡机构三16；
具有三个旋转关节轴，分别为旋转关节轴一5、旋转关节轴二9、旋转关节轴三17；
具有三个阻尼机构，分别为阻尼机构一6、阻尼机构二10、阻尼机构三18；
具有三个编码器，分别为编码器一7、编码器二11、编码器三19；
编码器一7和阻尼机构一6固定在旋转关节轴一5上；
编码器二11和阻尼机构二10固定在旋转关节轴二9上；
编码器三19和阻尼机构三18固定在旋转关节轴三17上。
旋转座2固定于基座1上，且可以360°旋转，配重杆平衡机构一3的配重杆一4与J2关节臂8支于旋转座2的一端，且可以绕旋转关节轴一5旋转，阻尼机构一6与编码器一7固定在旋转关节轴一5上，且配重杆一4与J2关节臂8分别在旋转座2的两侧，成180度直线，配重杆一4与J2关节臂8即可绕绕旋转关节轴一5旋转而不与旋转座2、J1关节臂22干涉；
配重平衡机构二12与J3关节臂14分别在J2关节臂8的两侧，成180度直线，配重平衡机构二12与J3关节臂14即可绕旋转关节轴二9旋转而不与J2关节臂8干涉；
配重平衡机构三16与J5关节臂20可以绕旋转关节轴三17旋转，配重平衡机构三16与J5关节臂分别在J4关节臂18的两侧，成180度直线，配重平衡机构三16与J5关节臂即可绕旋转关节轴三17旋转而不与J4关节臂干涉。
配重平衡机构三16与末端的J5关节臂20、J6关节臂21在旋转关节轴三17处平衡；
配重平衡机构二12与后端J3关节臂14、J4关节臂15、J5关节臂20、J6关节臂21、配重平衡机构三16形成的重量整体在旋转关节轴二9处平衡；
配重平衡机构一3与后端J2关节臂8、J3关节臂14、J4关节臂15、J5关节臂20、J6关节臂21、配重平衡机构二12、配重平衡机构三16形成的重量整体在旋转关节轴一5处平衡。
如此，本发明完全采用配重平衡的方式来抵消扭矩的不平衡，让示教操作更轻便，同时可以调节的配重平衡使得其能够实现悬停，相较于传统的示教机器人能够最大程度的降低成本。
阻尼机构通过调节旋转摩擦力的方式来补偿扭矩差值，使得悬停更可靠，并保持。
具体的，如图2所示，所述配重块h包括配重块本体h1和与之连接的调节块h2，所述配重块本体h1和调节块h2两者通过紧固件能够拆卸的固定在所述配重杆e上，可调节重量的配重块h使得示教机器人整体能够悬停，让示教操作更方便。
具体的，如图3所示，所述阻尼机构包括摩擦底座a、摩擦调节底座b和摩擦片c，所述摩擦底座a固定在旋转关节轴上，所述摩擦调节底座b固定在基座上，与所述旋转关节轴产生相对运动，所述摩擦底座a和摩擦调节底座b两者相对设置的面上均设有所述摩擦片c，通过一调节螺栓d调节两个摩擦片c之间的相互摩擦力。阻尼机构通过调节旋转摩擦力的方式来补偿扭矩差值，使得悬停更可靠，并保持。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种手把手拖动可悬停示教机器人，包括基座、固定在基座上的旋转座、与所述旋转座连接的多关节臂，多关节臂与旋转座的连接关节、以及多关节臂自身的各关节处均通过旋转关节轴转动连接，其特征在于：每个所述旋转关节轴上均设有用于抵消扭矩、实现悬停的配重平衡机构，
-所述配重平衡机构，其包括配重杆和重量能够调节的配重块，所述配重杆的一端支于配重块上，其另一端与所述旋转关节轴转动连接；
当前配重平衡机构的配重杆和与之对应的关节臂两者分别设置在当前配重平衡机构所在的旋转关节轴两侧；
当前配重平衡机构的配重块与其后端的所有关节臂、配重块形成的重量整体在当前配重平衡机构所在的旋转关节轴处平衡；
每个所述旋转关节轴上还固定有用于补偿扭矩差值的阻尼机构；所述阻尼机构包括摩擦底座、摩擦调节底座和摩擦片，所述摩擦底座固定在旋转关节轴上，所述摩擦调节底座固定在基座上，与所述旋转关节轴产生相对运动，所述摩擦底座和摩擦调节底座两者相对设置的面上均设有所述摩擦片，通过一调节螺栓调节两个摩擦片之间的相互摩擦力；
每个所述旋转关节轴上均固定有用于记录旋转关节轴位姿数据的编码器，所述编码器与控制***电连接。
2.根据权利要求1所述的一种手把手拖动可悬停示教机器人，其特征在于：当前配重平衡机构的配重杆和与之对应的关节臂两者分别设置在当前配重平衡机构所在的旋转关节轴两侧成180度直线。
3.根据权利要求1所述的一种手把手拖动可悬停示教机器人，其特征在于：所述配重块包括配重块本体和与之连接的调节块，所述配重块本体和调节块两者通过紧固件能够拆卸的固定在所述配重杆。
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