[实用新型]自动平衡机器人控制机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动控制机器人技术领域，尤其是涉及一种自动平衡机器人控制机构。 

背景技术

在当前社会城镇化、工业化、信息化稳步深层推进的大背景之下，机器人的规模化应用前景或已明朗。首当其冲，设计、开发、制造出一种性价比卓越的机器人相当具有市场吸引力。如今市面销售的诸多机器人，与数控机床一脉相承，通过各关节坐标解耦、插补等一系列算法执行，得到一系列密化的数据点后，再完成整个工艺路径轨迹。这些类别的机器人由其复杂度决定了综合成本的居高不下，进而限制了机器人的应用范围。 

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种复杂度低、性价比高、应用范围广、基于力矩控制模式下自由示教及再现控制的自动平衡机器人控制机构。 

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是： 

它包括安装于机器人各关节用于扭矩输出的伺服电机和用于采集关节受力状态的传感器，每个伺服电机连接一伺服驱动单元，所述的伺服驱动单元及传感器分别连接一接收传感器的反馈信号并对伺服驱动单元下达驱动指令 的机器人控制模块，所述的机器人控制模块连接一设定工作模式的操作盒。 

上述结构中，所述的传感器为与伺服电机相连实时监测伺服电机扭矩的扭矩传感器。 

采用上述结构后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：对各关节伺服电机输出转矩与各关节所承受力矩实时动态跟踪，建立一种平稳、高效、快速地响应系统；能动态实现力矩平衡控制。实现机器人的简便快速自由示教和再现控制，及自动执行用户规划的工艺路径轨迹，较好地兼顾了社会效益和经济效益。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明： 

图1是本实用新型的实施例的模块结构示意图。 

图中：伺服电机1、传感器2、伺服驱动单元3、机器人控制模块4、操作盒5。 

具体实施方式

以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例的自动平衡机器人控制机构包括安装于机器人各关节用于扭矩输出的伺服电机1和用于采集关节受力状态的传感器2，每个伺服电机1连接一伺服驱动单元3，所述的伺服驱动单元3及传感器2分别连接一接收传感器的反馈信号并对伺服驱动单元下达驱动指令的机器人控制模块4，所述的机器人控制模块4连接一设定工作模式的操作盒5。 

本实施例中，所述的传感器2为与伺服电机相连实时监测伺服电机1扭矩的扭矩传感器。如图所示，本实施例中包括6个伺服电机1和6个传感器2，实际应用时可以根据机器人的关节数量相应的增加或者减少伺服电机和传感器的数量。以下以六个关节来说明本实施例的工作原理。 

本实施例的操作盒工作时，首先确认机器人操作盒5处于示教模式之下，将6个关节受力状况通过力矩传感器2加以采集，实时测量机器人各关节力矩值（含大小和方向），转换为标准电压信号（-10V至10v电压）发送至机器人控制模块4，作为伺服驱动单元3力矩控制模式下的反馈值，实时调整伺服驱动单元3的力矩输出；在具体的工作中，由外力作用于机器人末端，此时处于自动平衡的机器人将紧密跟随外力作用方向，整个过程各关节扭矩输出4始终保持动态平衡，直到外力消失方中止于静态平衡的状态；当机器人处于静止状态，并且当前机器人末端的点位就是用户工艺需求的关键点位时，由示教人员发出操作控制指令，使机器人控制系统2自动记录机器人各关节的坐标数据，并分别加以编号存储；这部分内容主要完成各关节自动平衡过程中的关键点位信息采集、筛选、自动记录、编号存储；该环节中外力操作相对人体受力感官而言，比较轻松，并且可以自由移动机器人末端，所以称之为自由示教。 

当机器人控制模块4完成关键点位信息采集、筛选、自动记录、编号存储，示教人员发出示教完成指令后，机器人控制模块4自动将关键点位信息嵌入进控制系统，用以实现由关键点虚拟成的路径轨迹。 

在由关键点虚拟成的路径轨迹生成后，机器人控制模块4将会发出提示信息，示教人员即可将机器人操作盒5控制模式转为再现模式，完成预定的工艺路径。 

从而使本实施例的自动平衡机器人控制机构可以试下如下四种工作模式，分别为：

一、执行力矩控制模式下自动平衡控制； 

二、执行自由示教关键点位信息采集、筛选、自动记录及编号存储； 

三、执行关键点位信息虚拟生成工艺路径轨迹； 

四、再现模式系统自动运行。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。