[发明专利]一种机器人移动关节驱动装置及驱动方法

说明书

技术领域

本发明属于机器人关节驱动技术领域，具体涉及一种机器人移动关节驱动装置及驱动方法。

背景技术

目前绝大数移动机器人都是采用伺服电机作为关节的驱动元件。市场上销售的高性能伺服电机大多具有高转速、低扭矩的特点，因此必须进行适当的减速才能用来驱动机器人的各个关节。为了把驱动器的运动转化为机器人的运动，除直接驱动以外，还需要运动速度的变换等，并且还需要把驱动器的运动传递到位于不同地点的传动机构等。机器人的运动传递就是将这些运动变换和传递机构进行组合来实现的。

工业机器人技术发展的移动机器人的关节驱动主要采用以直流伺服电机为驱动源的机械传动执行机构来实现的。虽然直流伺服电机具有响应快，启动转矩大，惯量小，转动平滑等优点，但直流电机结构复杂、成本高。一些特殊用途的移动作业机器人（如输电线作业机器人）需要驱动装置的输出功率大，结构紧凑，即功率密度较大的执行元件来处理机器人的质量分布问题，目前机器人关节驱动技术无法很好地解决这一问题。

因此，鉴于以上问题，有必要提出一种结构简单，便于实现，可靠性高，输出功率大的机器人移动关节，解决特殊用途的移动作业机器人需要大功率、紧凑结构的移动关节的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种机器人移动关节驱动装置，该驱动装置采用伺服电机驱动液压执行机构进行输出，输出功率大，可有效解决移动作业机器人需要大功率、紧凑结构的移动关节的需求，且该驱动装置结构简单，便于实现，可靠性较高。

根据本发明的目的提出的一种机器人移动关节驱动装置，用于驱动机器人部件沿导轨直线移动，包括：

液压缸：液压缸的一端连接机器人部件，带动机器人部件往复直线运动；

液压泵：为液压缸的运动提供动力，所述液压泵与所述液压缸两腔间连接有液压油路；

伺服电机：驱动液压泵转动输出压力油；

检测模块：用于检测所述液压缸内部的活塞、活塞杆以及机器人部件的移动量；

处理模块：接收所述检测模块的检测信号并与设定的参考信号做对比，后输出控制信号；

电机控制器：所述电机控制器与所述处理模块电连接，接收所述处理模块输出的控制信号并调整所述伺服电机的转速，继而控制所述液压泵的输出流量。

优选的，所述检测模块为传感器。

优选的，所述处理模块为变送器与放大器，所述变送器接收所述传感器的检测信号并转变为一个反馈电压信号，并将反馈电压信号与变送器内部设定的参考信号做对比形成误差信号，误差信号通过放大器被放大。

优选的，所述液压缸为双杆液压缸。

优选的，所述液压泵为双向容积泵。

优选的，所述液压缸的活塞、活塞杆以及机器人部件上均设置有传感器，每个所述传感器上对应的电连接有变送器与放大器。

优选的，所述传感器为位移传感器。

优选的，所述机器人部件与所述液压缸间连接有缓冲器。

优选的，所述驱动装置还包括蓄能器与平衡阀。

一种机器人移动关节驱动方法，采用权利要求所述的机器人移动关节驱动装置，具体步骤如下：

（一）、移动关节运动：液压缸活塞与活塞杆带动机器人部件移动；

（二）、经传感器测量活塞、活塞杆与机器人部件的移动量并反馈给变送器；

（三）、变送器将该移动量转变为一个反馈电压信号，并将该反馈电压信号与设定的参考信号即参考电压作对比形成误差，并将该误差信号通过放大器进行放大；

（四）、电机控制器接收该误差信号并作为控制输出信号输出给伺服电机；

（五）、伺服电机接收电机控制器的命令信号，调整伺服电机的转速，继而影响液压泵的流量，该流量与液压缸中的活塞运动速度成正比，通过驱动活塞运动带动机器人部件往复移动。

与现有技术相比，本发明公开的机器人移动关节驱动装置及驱动方法的优点是：

1、该驱动装置通过采用伺服电机驱动液压执行机构进行输出，输出功率大，可有效解决特殊用途的移动作业机器人需要大功率、紧凑结构的移动关节的需求。

2、通过采用变送器与放大器的配合作用，可将机器人部件与活塞及活塞杆的变化量及时的进行反馈并与设定值进行对比，有效调整机器人部件的移动量，保证移动位移的精确性，可靠性较高。

此外，该驱动装置采用液压缸驱动机器人部件运动，结构简单，便于实现。

附图说明