[发明专利]一种机器人及一种机器人臂振动控制与精确定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种机器人臂振动控制与精确定位装置，本发明还涉及一种具有上述机器人臂振动控制与精确定位装置的机器人。

背景技术

柔性机器人臂具有质轻、灵便、高速和低耗等优点，在工业、国防等应用领域中占有十分重要的地位，其广泛应用在卫星、太阳能帆板结构、空间站或航天飞机的柔性机械臂、空间天线或自动化机器人装置中。

与传统重型、庞大的自动装置相比，柔性连接的轻型机器人臂装置功率大、操纵快速、负重比优、激励小、能耗低、机动性高，且便于运输。但是，轻型装置通常会采用柔性和细长形的连接结构。此柔性结构的挠度大、模态频率低且密集、阻尼小，在高速运动时可能产生持续的低频振动，造成柔性机器人臂的末端位置难以准确控制，影响柔性臂的定位精度，严重时会造成构件的疲劳和损伤。

目前，现有技术常采取一种闭环控制算法减轻机械人臂的振动，这种方法主要考虑了杆件和关节的柔性，其在一定程度上减轻了机器人臂的振动，但是由于一些阻尼材料的特性易受外界因素的影响，上述方法对柔性机器人臂振动的控制效果并不显著。

综上所述，如何提供一种机器人臂振动控制与精确定位装置，以降低柔性机器人臂的弹性振动，提高柔性臂的定位精度，进而避免对构件造成疲劳和损伤，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机器人臂振动控制与精确定位装置，以降低柔性机器人臂的弹性振动，提高柔性臂的定位精度，进而避免对构件造成疲劳和损伤。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人臂振动控制与精确定位装置，包括：

外壳，所述外壳的腔体内充满磁流介质，且其顶端和底端分别设置有第一安装孔和第二安装孔；

向所述磁流介质施加磁场的励磁线圈绕组；

头端穿过所述第一安装孔并可沿所述第一安装孔移动的机械臂伸缩杆，所述机械臂伸缩杆与所述第一安装孔的内壁密封接触；和

用于与机器人臂的上关节连接的上关节支座，所述上关节支座与所述机械臂伸缩杆的尾端相连；

用于与机器人臂的下关节连接的下关节支座，所述下关节支座设置在所述外壳的底部；

头端穿过所述第二安装孔并可沿所述第二安装孔移动的驱动活塞杆，所述驱动活塞杆与所述第二安装孔的内壁密封接触；

驱动所述驱动活塞杆沿所述第二安装孔移动的驱动装置；

与所述腔体相连通的补偿腔，所述补偿腔内充满气体，且其与所述腔体相连通的通道还设置有控制所述通道开闭的插销。

优选的，上述机器人臂振动控制与精确定位装置中，还包括将所述机械臂伸缩杆与所述外壳罩设在一起的上端保护罩和将所述补偿腔、所述驱动装置以及所述驱动活塞杆罩在一起的下端保护罩。

优选的，上述机器人臂振动控制与精确定位装置中，所述腔体包括：

上工作室，所述机械臂伸缩杆的头端设置在所述上工作室内；

下工作室，所述驱动活塞杆的头端设置在所述下工作室内，且所述补偿腔与所述下工作室相连通；和

连通于所述上工作室与所述下工作室之间的磁流流道，所述磁流流道包括与所述上工作室相连通的分流流道、与所述下工作室相连通的合流流道和并列的设置在所述分流流道与所述合流流道之间的两个分支流道。

优选的，上述机器人臂振动控制与精确定位装置中，所述分流流道的横截面面积均大于每个所述分支流道的横截面面积和所述合流流道的横截面面积。

优选的，上述机器人臂振动控制与精确定位装置中，所述驱动装置为直流电机，所述直流电机设置在所述下工作室的外壁上。

优选的，上述机器人臂振动控制与精确定位装置中，所述气体为氮气。

优选的，上述机器人臂振动控制与精确定位装置中，所述磁流介质为磁流变脂、磁流变液或磁流体。

优选的，上述机器人臂振动控制与精确定位装置中，所述机械臂伸缩杆和所述驱动活塞杆的头端分别设置有第一活塞和第二活塞。

优选的，上述机器人臂振动控制与精确定位装置中，所述励磁线圈绕组由铜线圈双层缠绕而成，且所述励磁线圈绕组的组数为两组，两组所述励磁线圈绕组均设置在所述磁流流道与所述外壳之间，且分别位于所述磁流流道的两侧。

基于上述提供的机器人臂振动控制与精确定位装置，本发明还提供了一种机器人，包括机器人臂；还包括设置在所述机器人臂上的机器人臂振动控制与精确定位装置，其为上述任意一项所述的机器人臂振动控制与精确定位装置。