[发明专利]磁悬浮机器手臂支撑系统

权利要求书

1.一种磁悬浮机器手臂支撑系统，其特征是，包括支撑塔架、支撑旋转体、机器手臂、被动阻尼、主控单元、变流器单元、气隙传感器、压力传感器、编码器组成，完成机器手臂基准高度、旋转角度的无摩擦定位；所述支撑塔架包括内定子、外定子和支撑底座，所述内定子和外定子轴向高度一致，确定支撑旋转体的原始基准，内定子为“T”字形结构，上端面为圆盘状结构，设置4个正交分布的压力传感器，所述压力传感器测量支撑旋转体对内定子的压力，所述上端面下侧设置定子三相绕组，和定子变流器相联，产生电磁转矩，驱动支撑旋转体旋转定位，外定子为圆柱型机壳，所述支撑底座将内定子和外定子刚性联结，协同支撑机器人手臂轴向重力；所述支撑旋转体包括支撑固定体和旋转体转子，所述支撑固定体稳定机器手臂，限制机器手臂基准高度，上端设置长臂伺服、编码器和随动轴承，所述伺服电机位于支撑固定体上端与机器手臂机械耦合处，与伺服驱动器相连，驱动机器手臂运动角度调整；所述旋转体转子内嵌于内定子和外定子构成的腔室内，底端设置16个按照N/S排列的上浮绕组，所述上浮绕组为直流励磁绕组，与上浮变流器相联，上浮绕组电流由上浮变流器控制，产生悬浮吸力悬浮支撑旋转体；所述机器手臂为机器手臂支撑系统的取物执行机构，包括支撑长臂、支撑短臂、斜撑、取物抓手，在支撑旋转体基准高度和旋转角度支撑下，通过伺服电机角度调整，精确取物和优化轨迹运行；所述被动阻尼由4个磁环带和旋转体转子磁槽两部分构成，所述磁环带是由4个轴向充磁的永磁体组合而成，位于外定子内侧，所述旋转体转子磁槽位于支撑旋转体外侧，转子磁槽轴向高度设置为磁环带对应轴向高度的2/3；所述主控单元CPU为ARMSTM32，外围端口和编码器、气隙传感器物理联结，获取机器手臂位置，接收机器手臂设定的目标位置，实时转化为基准高度、旋转定位角度、支撑长臂和支撑短臂的俯仰设定角度，通过光纤传输至变流器单元；所述变流器单元包括上浮变流器、定子变流器、长臂伺服驱动器和短臂伺服驱动器，所述上浮变流器为H桥变流器，与上浮绕组相连，调节上浮绕组电流，控制支撑旋转体基准高度；所述定子变流器为三相桥逆变器，与三相转子绕组相连，接收主控制单元下达的支撑旋转体的定位旋转角度，控制三相绕组电流，旋转支撑旋转体；所述长臂伺服驱动器和短臂伺服驱动器，为三相桥逆变器，接收支撑长臂和支撑短臂的俯仰设定角度，控制驱动转矩，调整机器臂角度。