基于双伺服电机的减速驱动装置、驱动系统及控制方法.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CN106737642A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201710018684.1(22)申请日2017.01.10(71)申请人江门市蚂蚁机器人有限公司地址529000广东省江门市蓬江区西区工业路12号二楼234室(72)发明人伍活民陈文锡(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人冯剑明(51)Int.Cl.B25J9/10(2006.01)B25J9/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称基于双伺服电机的减速驱动装置、驱动系统及控制方法(57)摘要本发明公开的一种基于双伺服电机的减速驱动装置、驱动系统及控制方法，该减速驱动装置采用双伺服电机与蜗轮蜗杆结合，两伺服电机各带有蜗杆并同时蜗轮转动，这样可以得到较大的传动比，承载能力强，驱动力矩大，利用两伺服电机各自正反转达到一定涨力即可消除间隙，结构稳定可靠，适用于工业机器人驱动系统，能够提供较高的控制精确度，避免因长时间使用而造成间隙变大，也减少震动现象的产生，具有较高的输出稳定性，成本低于谐波减速机，实用性更高；同时还提供应用于该驱动系统的控制方法，保证相向运动消隙时达到设定的力矩值，也保证正向或反向运动时，两伺服电机之间的力矩值差值的一致性，这样就保证在运动过程中也达到间隙消除的作用。CN106737642ACN106737642A权利要求书1/1页1.一种基于双伺服电机的减速驱动装置，包括壳体，所述壳体上设有第一伺服电机、第二伺服电机和驱动电路板，其特征在于：所述第一伺服电机与第二伺服电机的输出端均设有蜗杆，所述壳体内还设有由两蜗杆同步驱动的蜗轮，所述蜗轮带有输出轴，所述第一伺服电机与第二伺服电机均由驱动电路板输出驱动。2.根据权利要求1所述的基于双伺服电机的减速驱动装置，其特征在于：所述蜗轮置于两蜗杆之间，所述蜗轮的输出轴垂直于蜗杆轴向或与蜗杆同轴向。3.根据权利要求2所述的基于双伺服电机的减速驱动装置，其特征在于：所述两蜗杆的端部分别设有蜗杆轴承，所述蜗杆轴承固定在壳体上。4.根据权利要求3所述的基于双伺服电机的减速驱动装置，其特征在于：所述蜗轮上设有蜗轮轴承，所述蜗轮通过蜗轮轴承固定在壳体上。5.根据权利要求1所述的基于双伺服电机的减速驱动装置，其特征在于：所述驱动电路板上集成有伺服驱动器和绝对值编码器。6.一种工业机器人的驱动系统，其特征在于：包括至少一个上述权利要求1-5任一所述的减速驱动装置，所述减速驱动装置安装于工业机器人的机械臂上，所述蜗轮通过输出轴连接机械臂的驱动轴。7.根据权利要求6所述的驱动系统，其特征在于：所述蜗轮的输出轴为中空结构，所述输出轴的两端向蜗轮两侧延伸并同时连接有机械臂。8.一种适用于上述权利要求6或7所述的驱动系统的控制方法，其特征在于：包括以下消隙步骤：S1：控制第一伺服电机正转，同时第二伺服电机反转，使两蜗杆均与蜗轮接触；S2：然后设置两伺服电机的输出扭矩恒定；S3：记录第一伺服电机与第二伺服电机的编码位置，作为原点；S4：根据驱动信号进行位置伺服控制；S5：检测是否有驱动信号指令：当检测到驱动信号指令时，两伺服电机同步运行；否则，返回运行步骤S4。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：当两伺服电机运行一段时间后，重复S1到S5步骤进行再次消隙。2CN106737642A说明书1/5页基于双伺服电机的减速驱动装置、驱动系统及控制方法技术领域[0001]本发明涉及工业机器人伺服驱动及减速机的技术领域，尤其是一种基于双伺服电机的减速驱动装置、应用该减速驱动装置的驱动系统及消除输出间隙的控制方法。背景技术[0002]工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行。目前工业机器人使用的减速机通常为谐波减速机，谐波减速机利用柔轮、波发生器等作为传动部件，具有传动间隙小、传动效率高、精度高等特点，但谐波减速机存在以下不足：1、驱动力矩较小；2、加工精度要求高，从而价格贵，通常为3000多元以上，进口更达到6000元一个。3、谐波减速机长时间使用后，间隙会变大，因机械臂长度数十倍于减速机的半径，会将间隙量放大，导致定位精度严重下降。4、谐波减速机运动为圆周运动，伺服电机也是圆周运动。所以当谐波减速因外力的变化导致受力变化时，会作用到伺服电机上，引起伺服电机的应激反应，从而导致伺服电机调整参数的困难，也会因电机的应激反应导致运动的震动，从而也影响到精度及速度。5、谐波减速机为单边输出，所以机器人因刚性等要求，通常将机械臂做得很厚很重，从而进一步加大了伺服电机的功率