关节驱动装置、具有驱动装置的关节机器人及驱动方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110919689A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201911276679.6(22)申请日2019.12.12(71)申请人泉州华中科技大学智能制造研究院地址362000福建省泉州市丰泽区北清东路518号泉州数控一代科技创新中心13楼申请人泉州华数机器人有限公司(72)发明人王平江邓少丰连志军张锴洪亮焦明杰陈曼林(74)专利代理机构泉州市宽胜知识产权代理事务所(普通合伙)35229代理人廖秀玲(51)Int.Cl.B25J17/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称关节驱动装置、具有驱动装置的关节机器人及驱动方法(57)摘要本发明提供提供大大提高了控制轴和机器人关节轴驱动的驱动力、稳度和精度，满足机器人工作的实际需求的关节驱动装置、具有驱动装置的关节机器人及驱动方法。包括封装壳体、贯穿设置于封装壳体内的控制轴，其特征在于：还包括固设于控制轴上且位于封装壳体内的偏心轮盘、呈星型设于控制轴的周围与偏心轮盘连接且用于驱动偏心轮盘围绕控制轴的轴线作回转运动的回转角度速度驱动部件。CN110919689ACN110919689A权利要求书1/1页1.关节驱动装置，包括封装壳体、贯穿设置于封装壳体内的控制轴，其特征在于：还包括固设于控制轴上且位于封装壳体内的偏心轮盘、呈星型设于控制轴的周围与偏心轮盘连接且用于驱动偏心轮盘围绕控制轴的轴线作回转运动的回转角度速度驱动部件。2.根据权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于：所述回转角度速度驱动部件包括电动缸体、设置于电动缸体上的伺服电机、设置于伺服电机驱动端用于将旋转运动转化为直线运动的增力驱动组件、增力驱动组件上设置有用于沿增力驱动组件作往复直线运动的曲柄滑块机构，曲柄滑块机构与偏心轮盘连接。3.根据权利要求2所述的关节驱动装置，其特征在于：所述增力驱动组件包括设置于伺服电机驱动端的丝杠导轨、丝杠导轨上设置有用于将丝杠导轨的旋转运动转化为直线运动的往返螺母。4.根据权利要求3所述的关节驱动装置，其特征在于：所述曲柄滑块机构包括沿丝杠导轨作往复直线运动且与往返螺母连接的导管、连接导管与偏心轮盘的连杆。5.一种关节机器人，包括关节驱动装置、用于控制关节驱动装置的伺服控制器，所述关节驱动装置包括封装壳体、贯穿设置于封装壳体内的控制轴，套设在控制轴上用于反馈控制轴位置的圆光栅编码器，其特征在于：关节驱动装置还包括固设于控制轴上且位于封装壳体内的偏心轮盘、呈星型设于控制轴的周围与偏心轮盘连接且用于驱动偏心轮盘围绕控制轴的轴线作回转运动的回转角度速度驱动部件，偏心轮盘上固设有贯穿封装壳体的机器人关节轴，机器人关节轴通过联轴器与法兰连接。6.根据权利要求5所述的关节驱动装置，其特征在于：所述回转角度速度驱动部件包括电动缸体、设置于电动缸体上的伺服电机、设置于伺服电机驱动端用于将旋转运动转化为直线运动的增力驱动组件、增力驱动组件上设置有用于沿增力驱动组件作往复直线运动的曲柄滑块机构，曲柄滑块机构与偏心轮盘连接。7.根据权利要求6所述的关节驱动装置，其特征在于：所述增力驱动组件包括设置于伺服电机驱动端的丝杠导轨、丝杠导轨上设置有用于将丝杠导轨的旋转运动转化为直线运动的往返螺母。8.根据权利要求7所述的关节驱动装置，其特征在于：所述曲柄滑块机构包括沿丝杠导轨作往复直线运动且与往返螺母连接的导管、连接导管与偏心轮盘的连杆。9.一种关节机器人的驱动方法，其特征在于：计算得到控制轴的各位置下伺服电机分别驱动往返螺母到达的位置以及对应时刻的速度，由伺服控制器将相关指令分别下达给各伺服电机，通过各伺服电机的同步运动来达到对控制轴和机器人关节轴的精准控制。2CN110919689A说明书1/5页关节驱动装置、具有驱动装置的关节机器人及驱动方法技术领域[0001]本发明涉及工业机器人技术领域，具体涉及关节驱动装置、具有驱动装置的关节机器人及驱动方法。背景技术[0002]随着技术的进步、人力成本的上升，对机器人的需求在全球范围内不断扩大，而中国的机器人市场已经成为全球增速最快的市场之一。2013年至2016年，中国连续三年成为全球第一大工业机器人消费市场，市场空间巨大。随着本世纪对机器人需求的高速增长和国内外工业机器人的快速发展，与机器人领域相关的各行各业取得了突飞猛进的发展，工业机器人伺服驱动器作为机器人的核心部件，就是其中之一。[0003]工业机器人伺服驱动器是指控制机器人伺服电机的专用控制器，可通过位置、速度和转矩三种方式对工业机器人伺服电机进行闭环控制。伺服电机一般安装在机器人的“关节”处，机器人的关节驱动离不开伺服系统，关节越多，机器人的柔性越高，所要使用的伺服电机的数量就越多。[00