專利名稱：一種手把手示教機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種機(jī)器人。
現(xiàn)有的電動機(jī)器人主要由腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、設(shè)置于腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上的可前后擺動的大臂擺動機(jī)構(gòu)、設(shè)置于大臂擺動機(jī)構(gòu)上的可前后擺動的小臂擺動機(jī)構(gòu)、設(shè)置于小臂擺動機(jī)構(gòu)端部的可做擺動和轉(zhuǎn)動的腕部擺動機(jī)構(gòu)和腕部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)構(gòu)成，由電機(jī)驅(qū)動的腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、大臂擺動機(jī)構(gòu)、小臂擺動機(jī)構(gòu)、腕部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、腕部擺動機(jī)構(gòu)構(gòu)成了五自由度機(jī)器人，此種機(jī)器人，雖然在理論上可在空間的任意兩點(diǎn)間移動，但是僅靠腕部擺動機(jī)構(gòu)、腕部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)配合大臂擺動機(jī)構(gòu)、小臂擺動機(jī)構(gòu)的幅度較大的擺動和腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)幅度較大的轉(zhuǎn)動，在工件任意復(fù)雜形面上進(jìn)行手把手連續(xù)軌跡噴涂示教時，就顯得有點(diǎn)別扭和不夠順暢，而且，示教時電機(jī)回路的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的靜力矩也增加了示教時的阻力，使示教變得困難，此外，大臂擺動機(jī)構(gòu)、小臂擺動機(jī)構(gòu)在示教過程中，其自重對支承點(diǎn)會有不平衡力矩，且隨運(yùn)動位置變化，如何抵消大臂擺動機(jī)構(gòu)、小臂擺動機(jī)構(gòu)的不平衡力矩是示教能輕便進(jìn)行的其中一個關(guān)鍵。
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種示教輕便、順暢的機(jī)器人，特別是一種用于對工件任意復(fù)雜形面進(jìn)行手把手連續(xù)軌跡噴涂示教時輕便、順暢的機(jī)器人。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，主要由腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、設(shè)于腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上的大臂擺動機(jī)構(gòu)、設(shè)于大臂擺動機(jī)構(gòu)上端的小臂擺動機(jī)構(gòu)、設(shè)于小臂擺動機(jī)構(gòu)上的小臂轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、設(shè)于小臂擺動機(jī)構(gòu)前端的腕部擺動機(jī)構(gòu)和設(shè)于腕部擺動機(jī)構(gòu)端部的腕部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)構(gòu)成，腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)主要由基座、支承在基座上的回轉(zhuǎn)座、固接于基座上帶動回轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動的且?guī)в惺×ρb置的動力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，大臂擺動機(jī)構(gòu)主要由鉸接于回轉(zhuǎn)座上的大臂、固接于回轉(zhuǎn)座上帶動大臂擺動的且?guī)в惺×ρb置的大臂動力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，小臂擺動機(jī)構(gòu)主要由小臂座、二連桿、固接在回轉(zhuǎn)座上且?guī)в惺×ρb置的小臂動力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，小臂座鉸接在大臂的上端，二連桿一端鉸接在小臂座上，另一端與固接在回轉(zhuǎn)座上且?guī)в惺×ρb置的小臂動力機(jī)構(gòu)相連，小臂轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)主要由活接在小臂座上的管筒狀小臂、固接在小臂座上帶動小臂轉(zhuǎn)動且?guī)в惺×ρb置的小臂轉(zhuǎn)動動力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，腕擺機(jī)構(gòu)主要由活接于小臂其中一端部的腕擺、固接于小臂另一端上且?guī)в惺×ρb置的電機(jī)、設(shè)置在小臂內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成，傳動機(jī)構(gòu)一端與電機(jī)相連，另一端與腕擺相連，腕轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由固接于腕擺上且?guī)в惺×ρb置的電機(jī)，活接于腕擺上的腕轉(zhuǎn)、設(shè)置于腕擺內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成，傳動機(jī)構(gòu)一端與電機(jī)相連，另一端與腕轉(zhuǎn)相連，在小臂座鉸接在大臂的鉸接點(diǎn)與回轉(zhuǎn)座間設(shè)有平衡氣缸，平衡氣缸在回轉(zhuǎn)座上的鉸接點(diǎn)的位置是這樣設(shè)置的，當(dāng)大臂處于垂直位置時，平衡氣缸在回轉(zhuǎn)座上的鉸接點(diǎn)位于大臂在回轉(zhuǎn)座上的鉸接點(diǎn)與小臂座在大臂上的鉸接點(diǎn)的連線上，在回轉(zhuǎn)座與二連桿的主動桿間設(shè)有平衡氣缸，平衡氣缸在回轉(zhuǎn)座上和在二連桿的主動桿上的鉸接點(diǎn)的位置是這樣設(shè)定的，當(dāng)小臂部分連同腕部部分的重心位于小臂座在大臂的鉸接點(diǎn)的正上方時，平衡氣缸的兩個鉸接點(diǎn)與大臂在回轉(zhuǎn)座上的鉸接點(diǎn)處于同一條直線上，機(jī)器人的控制采用主、從兩級計算機(jī)控制，主計算機(jī)采用工控PC機(jī)，各自由度的從計算機(jī)采用微處理器，主、從計算機(jī)的通信采用并行通信，示教生成的軌跡數(shù)據(jù)儲存在主計算機(jī)硬盤上。
這里，省力裝置采用的是專利號為97246209.0的專利技術(shù)。
工作時，由于采用了平衡氣缸和省力裝置，示教時，平衡氣缸平衡了因大臂、小臂重心的變化而產(chǎn)生的力矩，使手把手能輕便地帶動大臂、小臂擺動，省力裝置消除了電機(jī)回路的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的靜力矩，使示教變得輕便、容易，將驅(qū)動腕擺的電機(jī)固接在小臂上，將驅(qū)動腕轉(zhuǎn)的電機(jī)固接在腕擺上，既簡化了結(jié)構(gòu)(現(xiàn)有的技術(shù)是將兩個電機(jī)均固接在小臂座上，這樣，必須在小臂上設(shè)置相應(yīng)的軸套軸傳動機(jī)構(gòu)將電機(jī)的動力傳輸?shù)酵髷[、腕轉(zhuǎn)上)，同時也解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的耦合問題。所增加的小臂轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，使機(jī)器人進(jìn)行噴涂作業(yè)時更加適合工件任意復(fù)雜的形面，尤其是具有內(nèi)彎面的工件。
這里，對機(jī)器人的控制采用準(zhǔn)閉環(huán)控制，即不斷地檢測運(yùn)動中的關(guān)節(jié)的當(dāng)前坐標(biāo)位置，將檢測出的數(shù)據(jù)與對應(yīng)的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)兩個數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差時，依據(jù)出現(xiàn)偏差值的大小按公式Y(jié)/N進(jìn)行分級補(bǔ)償，直至將偏差完全補(bǔ)償為止，Y；檢測數(shù)據(jù)與軌跡數(shù)據(jù)間的偏差值，N；2～8。采用上述的準(zhǔn)閉環(huán)控制，既能有效地解決電機(jī)丟步的問題，同時又能避免閉環(huán)控制所容易引起的關(guān)節(jié)顫抖的毛病。
為了使再現(xiàn)的執(zhí)行精確地重復(fù)示教的動作，使控制程序簡捷高效、運(yùn)行速度快，使機(jī)器人的運(yùn)行達(dá)到平穩(wěn)、流暢、可靠的效果，再現(xiàn)執(zhí)行的數(shù)學(xué)模型為KI-KT/S，式中KI為由程序控制的可編程輸出的脈沖頻率值，用于直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；KT為硬件設(shè)置所決定的常數(shù)，為雙字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)，具體為7FFEH，相當(dāng)于十進(jìn)制的32765；S為示教過程中每相鄰兩個極短的定時間隔之間的關(guān)節(jié)運(yùn)動步數(shù)。由于是由人來進(jìn)行示教，因此，機(jī)器人不可能運(yùn)轉(zhuǎn)很快，在示教過程中相鄰兩個極短的定時間隔之間(如18毫秒)機(jī)器人的運(yùn)行距離是極短的，采用上述的數(shù)學(xué)模型來確定機(jī)器人再現(xiàn)這一極短距離的示教軌跡的運(yùn)行速度，既能有效地按示教軌跡再現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)行，同時，所需的與數(shù)學(xué)模型相配的控制程序簡單，運(yùn)行速度快，能快速有效地將示教生成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成控制再現(xiàn)執(zhí)行過程的輸出數(shù)據(jù)。
為了使氣缸有相對恒定的拉力，還設(shè)有儲氣罐與氣缸相連通。這樣，即使氣缸內(nèi)的氣體容積隨大臂或小臂的擺動而發(fā)生變化，氣缸內(nèi)的氣壓在儲氣罐的平衡下也不會產(chǎn)生大的變化，這樣就保證了氣缸有相對恒定的拉力。
為了充分地利用微處理器的硬件功能，方便地調(diào)試控制各個關(guān)節(jié)的應(yīng)用程序，將仿真開發(fā)系統(tǒng)做到各個微處理器上，即將仿真所需的動態(tài)調(diào)試程序、監(jiān)控程序置于微處理器ROM的相對固定的空間上，然后在微處理器的單片微機(jī)最小系統(tǒng)上連接一調(diào)試、仿真用鍵盤接口，通過接口外接一帶有顯示系統(tǒng)的從機(jī)監(jiān)控小鍵盤，以便通過小鍵盤調(diào)用ROM上的調(diào)試程序或(和)監(jiān)控程序來調(diào)試控制各個關(guān)節(jié)的應(yīng)用程序并顯示各個關(guān)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，需要對控制各個關(guān)節(jié)的應(yīng)用程序進(jìn)行修改時，可通過主計算機(jī)編輯或修改程序后，再通過主機(jī)與從機(jī)間的通信單元將程序下載到微處理器的外部RAM數(shù)據(jù)、程序儲存區(qū)，或直接通過小鍵盤編輯或修改程序后將其置于微處理器的外部RAM數(shù)據(jù)、程序存儲區(qū)上，最后在微處理器上結(jié)合仿真系統(tǒng)對其進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，直至這些應(yīng)用程序符合要求為止，然后將這些符合要求的程序固化到微處理器上的ROM上。由于將仿真系統(tǒng)直接做到各個微處理器上，這樣，既簡化了結(jié)構(gòu)，降低了制造成本，更提高了開發(fā)效率。由于外接一仿真器時，需要將微處理器的CPU更換成仿真器的CPU，因而操作麻煩，而且受微處理器空間的限制，不可能同時在控制各個關(guān)節(jié)運(yùn)行的微處理器上連接仿真器，以便同時對多個關(guān)節(jié)的運(yùn)行程序進(jìn)行調(diào)試，也由于將通過仿真器測試完成的應(yīng)用程序固化到微處理器上的ROM的過程復(fù)雜，所需時間較長，效率低，采用將仿真系統(tǒng)直接做到微處理器上，要同時對各個關(guān)節(jié)的運(yùn)行程序進(jìn)行測試時，只需在各個微處理器的調(diào)試、仿真用鍵盤接口上外接小鍵盤就可以，而且在調(diào)試過程中所修改或重新編制的有用程序可直接固化到微處理器上的ROM上，操作簡單快捷。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有對工件任意復(fù)雜形面進(jìn)行手把手連續(xù)軌跡噴涂示教時輕便、順暢，再現(xiàn)可靠、準(zhǔn)確，調(diào)試方便、容易、快捷的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為臂轉(zhuǎn)、腕擺、腕轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為平衡氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為關(guān)節(jié)的電路控制圖；圖5為小臂動平衡結(jié)構(gòu)示意圖。
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1、圖2所示，本發(fā)明手把手示教機(jī)器人是這樣實(shí)現(xiàn)的，主要由腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)1、設(shè)于腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)1上的大臂擺動機(jī)構(gòu)2、設(shè)于大臂擺動機(jī)構(gòu)2上端的小臂擺動機(jī)構(gòu)3、設(shè)于小臂擺動機(jī)構(gòu)3上的小臂轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)4、設(shè)于小臂轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)4前端的腕部擺動機(jī)構(gòu)5和設(shè)于腕部擺動機(jī)構(gòu)5端部的腕部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)6構(gòu)成，腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)1主要由基座7、支承在基座7上的回轉(zhuǎn)座8、固接于基座7上帶動回轉(zhuǎn)座8轉(zhuǎn)動的且?guī)в惺×ρb置的動力機(jī)構(gòu)9構(gòu)成，大臂擺動機(jī)構(gòu)2主要由鉸接于回轉(zhuǎn)座8上的大臂10、固接于回轉(zhuǎn)座8上帶動大臂10擺動的且?guī)в惺×ρb置的大臂動力機(jī)構(gòu)11構(gòu)成，小臂擺動機(jī)構(gòu)3主要由小臂座12、二連桿13、固接在回轉(zhuǎn)座8上且?guī)в惺×ρb置的小臂動力機(jī)構(gòu)14構(gòu)成，小臂座12鉸接在大臂10的上端，二連桿13一端鉸接在小臂座12上，另一端與固接在回轉(zhuǎn)座8上且?guī)в惺×ρb置的小臂動力機(jī)構(gòu)14相連，小臂轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)4主要由活接在小臂座12上的管筒狀小臂15、固接在小臂座12上帶動小臂15轉(zhuǎn)動且?guī)в惺×ρb置的小臂轉(zhuǎn)動動力機(jī)構(gòu)16構(gòu)成，腕擺機(jī)構(gòu)5主要由活接于小臂15其中一端部的腕擺17、固接于小臂15另一端上且?guī)в惺×ρb置的電機(jī)18、設(shè)置在小臂15內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)19構(gòu)成，傳動機(jī)構(gòu)19一端與電機(jī)18相連，另一端與腕擺17相連，腕轉(zhuǎn)機(jī)6構(gòu)主要由固接于腕擺17上且?guī)в惺×ρb置的電機(jī)20，活接于腕擺17上的腕轉(zhuǎn)21、設(shè)置于腕擺17內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)22構(gòu)成，傳動機(jī)構(gòu)22一端與電機(jī)20相連，另一端與腕轉(zhuǎn)21相連。
在小臂座12鉸接在大臂10的鉸接點(diǎn)23與回轉(zhuǎn)座8間設(shè)有平衡氣缸24，平衡氣缸24在回轉(zhuǎn)座8上的鉸接點(diǎn)25的位置是這樣設(shè)置的，當(dāng)大臂10處于垂直位置時，平衡氣缸24在回轉(zhuǎn)座8上的鉸接點(diǎn)25位于大臂10在回轉(zhuǎn)座8上的鉸接點(diǎn)26與小臂座12在大臂10上的鉸接點(diǎn)23的連線上，在回轉(zhuǎn)座8與二連桿13的主動桿27間設(shè)有平衡氣缸28，如圖5所示，平衡氣缸28在回轉(zhuǎn)座8上鉸接點(diǎn)29和在二連桿13的主動桿27上的鉸接點(diǎn)14的位置是這樣設(shè)定的，當(dāng)小臂部分連同腕部部分32的重心位于小臂座12在大臂10的鉸接點(diǎn)23的正上方時，平衡氣缸28的兩個鉸接點(diǎn)14、29與大臂10在回轉(zhuǎn)座8上的鉸接點(diǎn)30處于同一條直線上。如圖3所示，為了使平衡氣缸24和28有相對恒定的拉力，還設(shè)有相應(yīng)的儲氣罐31分別與平衡氣缸24、28相連通。
如圖4所示，機(jī)器人的控制采用主、從兩級計算機(jī)控制，主計算機(jī)控制整個機(jī)器人的運(yùn)行，從計算機(jī)控制各自關(guān)節(jié)的運(yùn)行，主計算機(jī)采用工控PC機(jī)1，各自由度的從計算機(jī)采用微處理器2，主、從計算機(jī)的通信采用并行通信，示教生成的軌跡數(shù)據(jù)儲存在主計算機(jī)硬盤上。工作時，示教所生成的各個關(guān)節(jié)的運(yùn)動軌跡數(shù)據(jù)通過關(guān)節(jié)位置檢測單元3、微處理器2、通信單元4傳輸?shù)街鳈C(jī)上并儲存在主計算機(jī)硬盤上，機(jī)器人運(yùn)行時，主機(jī)經(jīng)通信單元4微處理器2、驅(qū)動單元5和外部傳感器信號輸入及各種輸出口線控制6控制機(jī)器人各個關(guān)節(jié)按示教時的軌跡運(yùn)行，在運(yùn)行過程中，驅(qū)動單元5和外部傳感器信號輸入及各種輸出口線控制6不斷將電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和各個關(guān)節(jié)的位置狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋給工控PC機(jī)1，以便工控PC機(jī)對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的誤差作出修正指令，PC機(jī)同時驅(qū)動噴槍、轉(zhuǎn)臺作重復(fù)示教時的動作。
這里，對機(jī)器人的控制采用準(zhǔn)閉環(huán)控制，即不斷地檢測運(yùn)動中的關(guān)節(jié)的當(dāng)前坐標(biāo)位置，將檢測出的數(shù)據(jù)與對應(yīng)的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)兩個數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差時，依據(jù)出現(xiàn)偏差值的大小按公式Y(jié)/N進(jìn)行分級補(bǔ)償，直至將偏差完全補(bǔ)償為止，Y；檢測數(shù)據(jù)與軌跡數(shù)據(jù)間的偏差值，N；2～8。
再現(xiàn)執(zhí)行的數(shù)學(xué)模型為KI=KT/S，式中KI為由程序控制的可編程輸出的脈沖頻率值，用于直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；KT為硬件設(shè)置所決定的常數(shù)，為雙字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)，具體為7FFEH，相當(dāng)于十進(jìn)制的32765；S為示教過程中每相鄰兩個極短的定時間隔之間的關(guān)節(jié)運(yùn)動步數(shù)。
如圖4所示，將仿真開發(fā)系統(tǒng)做到各個微處理器2上，即將仿真所需的動態(tài)調(diào)試程序、監(jiān)控程序置于微處理器ROM的相對固定的空間上，然后在微處理器2的單片微機(jī)最小系統(tǒng)7上連接一調(diào)試、仿真用鍵盤接口8，通過接口8外接一帶有顯示系統(tǒng)的從機(jī)監(jiān)控小鍵盤9，這樣，微處理器的單片微機(jī)最小系統(tǒng)7、外部RAM數(shù)據(jù)、程序存儲區(qū)10、對外部RAM的讀、寫邏輯11和通過調(diào)試、仿真用鍵盤接口8與微處理器的單片微機(jī)最小系統(tǒng)7連接在一起的小鍵盤9構(gòu)成了仿真開發(fā)系統(tǒng)，通過小鍵盤9可以直接追蹤該系統(tǒng)的程序運(yùn)行情況及各個相關(guān)地址單元的數(shù)據(jù)，通過主計算機(jī)1與從機(jī)(微處理器2)間的通信單元4將程序下載到微處理器2的外部RAM數(shù)據(jù)、程序儲存區(qū)10，或直接通過小鍵盤9編輯或修改程序后將其置于微處理器2的外部RAM數(shù)據(jù)、程序儲存區(qū)上10，然后在微處理器2上結(jié)合仿真系統(tǒng)對其進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，直至這些應(yīng)用程序符合要求為止，然后將這些符合要求的程序固化到微處理器2上的ROM上。
權(quán)利要求
1.一種手把手示教機(jī)器人，其特征在于主要由腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、設(shè)于腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上的大臂擺動機(jī)構(gòu)、設(shè)于大臂擺動機(jī)構(gòu)上端的小臂擺動機(jī)構(gòu)、設(shè)于小臂擺動機(jī)構(gòu)上的小臂轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、設(shè)于小臂擺動機(jī)構(gòu)前端的腕部擺動機(jī)構(gòu)和設(shè)于腕部擺動機(jī)構(gòu)端部的腕部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)構(gòu)成，腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)主要由基座、旋轉(zhuǎn)活接于基座上的座、固接于基座上帶動座轉(zhuǎn)動的且?guī)в惺×ρb置的動力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，大臂擺動機(jī)構(gòu)主要由鉸接于座上的大臂、固接于座上帶動大臂擺動的且?guī)в惺×ρb置的大臂動力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，小臂擺動機(jī)構(gòu)主要由小臂座、二連桿、固接在座上且?guī)в惺×ρb置的小臂動力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，小臂座鉸接在大臂的上端，二連桿一端鉸接在小臂座上，另一端與固接在座上且?guī)в惺×ρb置的小臂動力機(jī)構(gòu)相連，小臂轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)主要由活接在小臂座上的管筒狀小臂、固接在小臂座上帶動小臂轉(zhuǎn)動且?guī)в惺×ρb置的小臂轉(zhuǎn)動動力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，腕擺機(jī)構(gòu)主要由活接于小臂其中一端部的腕擺、固接于小臂另一端上且?guī)в惺×ρb置的電機(jī)、設(shè)置在小臂內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成，傳動機(jī)構(gòu)一端與電機(jī)相連，另一端與腕擺相連，腕轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由固接于腕擺上且?guī)в惺×ρb置的電機(jī)，活接于腕擺上的腕轉(zhuǎn)、設(shè)置于腕擺內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成，傳動機(jī)構(gòu)一端與電機(jī)相連，另一端與腕轉(zhuǎn)相連，在小臂座鉸接在大臂的鉸接點(diǎn)與座間設(shè)有平衡氣缸，平衡氣缸在座上的鉸接點(diǎn)的位置是這樣設(shè)置的，當(dāng)大臂處于垂直位置時，平衡氣缸在座上的鉸接點(diǎn)位于大臂在座上的鉸接點(diǎn)與小臂座在大臂上的鉸接點(diǎn)的連線上，在座與二連桿的主動桿間設(shè)有平衡氣缸，平衡氣缸在座上和在二連桿的主動桿上的鉸接點(diǎn)的位置是這樣設(shè)定的，當(dāng)小臂部分連同腕部部分的重心位于小臂座在大臂的鉸接點(diǎn)的正上方時，平衡氣缸的兩個鉸接點(diǎn)與大臂在回轉(zhuǎn)座上的鉸接點(diǎn)處于同一條直線上，機(jī)器人的控制采用主、從兩級計算機(jī)控制，主計算機(jī)采用工控PC機(jī)，各自由度的從計算機(jī)采用微處理器，主、從計算機(jī)的通信采用并行通信，示教生成的軌跡數(shù)據(jù)儲存在主計算機(jī)硬盤上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手把手示教機(jī)器人，其特征在于對機(jī)器人的控制采用準(zhǔn)閉環(huán)控制，即不斷地檢測運(yùn)動中的關(guān)節(jié)的當(dāng)前坐標(biāo)位置，將檢測出的數(shù)據(jù)與對應(yīng)的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)兩個數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差時，依據(jù)出現(xiàn)偏差值的大小按公式Y(jié)/N進(jìn)行分級補(bǔ)償，直至將偏差完全補(bǔ)償為止，Y；檢測數(shù)據(jù)與軌跡數(shù)據(jù)間的偏差值，N；2～8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手把手示教機(jī)器人，其特征在于氣源與平衡氣缸間還設(shè)有儲氣罐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手把手示教機(jī)器人，其特征在于將仿真開發(fā)系統(tǒng)做到各個微處理器上，即將仿真所需的動態(tài)調(diào)試程序、監(jiān)控程序置于微處理器ROM的相對固定的空間上，然后在微處理器的單片微機(jī)最小系統(tǒng)上連接一調(diào)試、仿真用鍵盤接口，通過接口外接一帶有顯示系統(tǒng)的從機(jī)監(jiān)控小鍵盤，以便通過小鍵盤調(diào)用ROM上的調(diào)試程序或(和)監(jiān)控程序來調(diào)試控制各個關(guān)節(jié)的應(yīng)用程序并顯示各個關(guān)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，需要對控制各個關(guān)節(jié)的應(yīng)用程序進(jìn)行修改時，可通過主計算機(jī)編輯或修改程序后，再通過主機(jī)與從機(jī)間的通信單元將程序下載到微處理器的外部RAM數(shù)據(jù)、程序儲存區(qū)，或直接通過小鍵盤編輯或修改程序后將其置于微處理器的外部RAM數(shù)據(jù)、程序儲存區(qū)上，然后在微處理器上結(jié)合仿真系統(tǒng)對其進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，直至這些應(yīng)用程序符合要求為止，然后將這些符合要求的程序固化到微處理器上的ROM上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手把手示教機(jī)器人，其特征在于再現(xiàn)執(zhí)行的數(shù)學(xué)模型為KI=KT/S，式中KI為由程序控制的可編程輸出的脈沖頻率值，用于直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；KT為硬件設(shè)置所決定的常數(shù)，為雙字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)，具體為7FFEH，相當(dāng)于十進(jìn)制的32765；S為示教過程中每相鄰兩個極短的定時間隔之間的關(guān)節(jié)運(yùn)動步數(shù)。
全文摘要
一種手把手示教機(jī)器人,其特別之處在于主要由腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、設(shè)于腰部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)上的大臂擺動機(jī)構(gòu)、設(shè)于大臂擺動機(jī)構(gòu)上端的小臂擺動機(jī)構(gòu)、設(shè)于小臂擺動機(jī)構(gòu)上的小臂轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、設(shè)于小臂擺動機(jī)構(gòu)前端的腕部擺動機(jī)構(gòu)和設(shè)于腕部擺動機(jī)構(gòu)端部的腕部轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)構(gòu)成。本發(fā)明與已有技術(shù)相比,具有對工件任意復(fù)雜形面進(jìn)行手把手連續(xù)軌跡噴涂示教時輕便、順暢,再現(xiàn)可靠、準(zhǔn)確,調(diào)試方便、容易、快捷的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B25J11/00GK1307956SQ0011927
公開日2001年8月15日 申請日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
發(fā)明者黃浩權(quán), 劉建群, 倪立新, 楊慶安, 李以文, 黃文卓 申請人:佛山市佛山機(jī)器人有限公司