The invention discloses a rotational joint manipulator gravity compensation mechanism, which comprises a frame, noncircular gear planetary gear train and plane scroll spring, the frame includes a flat spiral spring is fixed on the outer end of the rod, the noncircular gear planetary gear train comprises a tie bar, planetary axis, rotation axis, fixed round sun wheel planet circular and non-circular gear sun wheel planetary non-circular gear, the round sun wheel through a flange fixed on the frame, the tie and planetary sleeve connection, both ends of the planetary shaft respectively and planetary circular gear and planetary non-circular gear connection, wherein the planet gear and the fixed circle round the sun gear, planetary non-circular gear non circular gear to rotate with the sun, the rotating shaft to rotate with the non round sun wheel, the plane scroll spring inner end through pin is connected with a rotating shaft, and the outer end of the fixing rod is connected with the frame, the tie bar is lost The component, the noncircular gear planetary gear train of the angle rotating shaft output amount, further the flat spiral spring torsion, resulting in a counter balance torque, the invention has the advantages of simple structure, stable and reliable motion, gravity compensation precision, and is suitable for continuous rotary mechanism.
【技术实现步骤摘要】
一种转动关节机械臂重力补偿机构
本专利技术涉及工业机器人、康复医疗机器人以及服务机器人等领域,具体涉及一种重力补偿机构。
技术介绍
在机器人系统设计中,对于关节轴线平行于地面的机械臂来说,由于机械臂自身的重力,会使关节处产生额外的扭矩,不仅在一定程度上降低机械臂的动态特性,而且在制动系统失效的情况下,没有其它的自锁装置,在重力的作用下造成机械臂下落,严重威胁操作人员或其它装置的安全。目前现有的重力补偿方法有两种:一是利用控制手段驱动电机进行主动式力矩补偿,需要对机械臂转角实时测量,控制器驱动电机实时输出相反方向的力矩。从理论上讲,这种方法可实现机械臂完全重力补偿,但控制算法相当复杂;二是利用储能装置进行被动式力矩补偿,通过机械臂关节带动重力补偿装置运动,重力补偿装置输出与重力相反的力矩,被动式重力补偿只需设计重力补偿机构,不消耗多余的能量。现有的被动式重力补偿机构,如:悬挂拉簧式结构、平行四杆机构及拉簧结构等,均无法满足重力矩的非线性变化,故只能进行近似补偿;凸轮拉簧式结构,补偿精度较高,但凸轮机构点、线接触,磨损比较大,而且凸轮行程比较小,补偿范围不是很大;再有公开号为CN104245250A的专利,公开了一对非圆齿轮及拉簧的重力补偿机构,并对自由度较高的机械臂进行重力补偿,转动关节轴线平行于地面的机械臂重力矩按正弦规律变化,一对非圆齿轮啮合无法实现精确正弦规律变化的函数,故也为近似重力补偿。综上所述,在工业机器人、康复机器人、服务机器人等领域,良好的重力补偿装置可有效降低关节驱动力矩,并且能够提高安全系数。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种补偿精度较 ...
【技术保护点】
一种转动关节机械臂重力补偿机构,其特征在于:包括机架、非圆齿轮行星轮系和平面涡卷弹簧,所述机架由机架A和机架B两部分组成,所述机架B与平面涡卷弹簧外端固定杆焊接在一起,所述机架A与机架B通过螺栓连接在一起;所述非圆齿轮行星轮系为定中心距非圆齿轮行星轮系,包括系杆、行星轴、转动轴、圆太阳轮、行星圆齿轮、非圆太阳轮和行星非圆齿轮;所述系杆穿过圆太阳轮4的中心通孔一端通过第一转动关节与机架A相连,另一端通过滑动轴承与行星轴套接;所述圆太阳轮通过法兰固定在机架A上;所述行星轴两端分别与行星圆齿轮和行星非圆齿轮键连接,行星圆齿轮与圆太阳轮啮合,行星非圆齿轮与非圆太阳轮啮合;行星轴上的行星圆齿轮绕圆太阳轮自转及公转,行星非圆齿轮带动非圆太阳轮旋转;所述非圆太阳轮与转动轴键连接;所述平面涡卷弹簧外端固定于机架B固定杆上,内端通过销与转动轴固定连接;所述转动轴通过第三转动关节与机架B相连。
【技术特征摘要】
1.一种转动关节机械臂重力补偿机构,其特征在于:包括机架、非圆齿轮行星轮系和平面涡卷弹簧,所述机架由机架A和机架B两部分组成,所述机架B与平面涡卷弹簧外端固定杆焊接在一起,所述机架A与机架B通过螺栓连接在一起;所述非圆齿轮行星轮系为定中心距非圆齿轮行星轮系,包括系杆、行星轴、转动轴、圆太阳轮、行星圆齿轮、非圆太阳轮和行星非圆齿轮;所述系杆穿过圆太阳轮4的中心通孔一端通过第一转动关节与机架A相...
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