[实用新型]一种机器人

说明书

技术领域

本技术涉及机器人。

背景技术

现代工业用机器人一般至少具有一个机械关节，机械关节包括静止件和运动件、驱动运动件相对静止件运动的驱动机构；驱动机构一般包括电动机，电动机的输出轴直接与运动件相连或者通过传动机构（如减速器）间接与运动件相连。作业用机械手（如切削刀具、磨削刀具、抓取用的夹具或其他作业工具等，以下统称为机械手）连接在机器人末端的运动件上；电动机动作，直接带动运动件或者通过传动机构带动运动件相对于静止件运动，实现关节动作，机械手进行作业。

为了一些特殊目的，例如为了实现机器人的手执示教（用手拖动机械手，使其按照人需要的轨迹移动），需要人力操作机械手运动时，由于运动件相对于静止件运动的阻力较大，人力操作时需要费很大的力气，使手执示教非常困难，或者根本无法操作。

另外，机械手在作业时，有时会出现意外而碰到人或其它障碍物，但由于机器人受到程序控制，仍然会按预定的程序进行运动而不会停止，所以会出现人身伤亡或者出现机器人自身损坏或工具损坏等事故。

发明内容

本技术的目的是提供一种能够以较小的人力驱动关节中的运动件的机器人。

本技术的机器人，它包括至少一个关节，所述关节均包括静止件和运动件、驱动运动件相对静止件运动的驱动机构；驱动机构均包括伺服电机、与伺服电机电连接以控制伺服电机的驱动器、机器人控制器；伺服电机包含编码器或能够将电动机的机械转动转化成电信号供驱动器判断电动机转角的转角传感器；伺服电机的输出轴与运动件相连；作业用机械手通过一传感器连接在机器人末端的运动件上；该传感器为力和/或力矩传感器，传感器的输出接机器人控制器；驱动器与机器人控制器相连；

在机械手受到外力时，传感器将检测到的外力方向和大小的信号传送给机器人控制器，机器人控制器根据外力方向和大小控制各驱动器，使得至少一个驱动器驱动一个关节中的伺服电机动作，该关节中的运动件相对于静止件运动，机械手运动的方向与外力的方向一致；所述外力为力和/或力矩。

所述的机器人，机械手运动的速度与外力的大小成正比，以便获取较好的随动效果。

所述的机器人，若传感器检测到的外力的大小超过一个最大值，则机器人控制器通过控制驱动器使得各关节中的伺服电机停止动作。这样，在作业过程中，若机械手撞到人或其它障碍物，机械手受到的力会增大，这时，机器人会停止动作，防止作业中的机器人伤人或损坏。

所述的机器人，编码器或者转角传感器的输出接机器人控制器；机器人控制器记录并储存编码器或者转角传感器的输出。这样，该机器人，则可以在手执示教过程中，通过机器人控制器记录各个编码器或者转角传感器的输出，形成各个编码器或者转角传感器的位置序列，作为轨迹学习的数据；因而，在机器人运行时，按照记录的轨迹数据运动即可实现自动按示教的轨迹作业。伺服电机内包含编码器，或含能够将电动机的机械转动转化成电信号供驱动器判断电动机转角的转角传感器。转角传感器也可看作是编码器。伺服电机与编码器（或者转角传感器）是集成为一体的结构。

机器人控制器根据受外力方向，计算朝该方向移动时需要各个伺服电机动作的方向，同时也可计算各关节在下一时刻的位置和到达该位置需要的时间（或者说，计算出各关节中运动件在下一时刻内的移动距离和移动速度），控制器至少控制一个驱动器驱动一个关节中的伺服电机动作，该关节中的运动件相对于静止件运动，使得机械手运动的方向与外力（和或扭矩）的方向一致。

机器人控制器用做数据运算和控制驱动器。机器人控制器和驱动器可以是分体，也可以是一体，驱动器和伺服电机可以是一体，也可以是分体。

本技术的有益效果：由于在机器人末端的运动件与机械手之间设置传感器，所以传感器能够检测到机械手受到的力和或扭矩的大小和方向。在示教时，人手抓着机械手运动，人手对机械手的施加的外力方向就是操作者所希望的机械手的运动方向。当机器人控制器根据传感器检测的外力的方向，控制至少一个伺服电机动作，关节中的运动件相对于静止件运动，机械手运动的方向与外力（力和或扭矩）的方向一致。也就是说，在示教过程中，本机器人能够实时判断出操作者希望的机械手运动方向，并作出主动跟随，所以能够使操作者用较小的力拖动机械手，降低操作难度。在其它需要人力操作机械手运动的时候，如上所述，同样能够以较小的人力驱动关节中的运动件。

附图说明

图1是机器人原理示意图；

图2是机器人控制器、伺服电机等原理框图。

具体实施方式