一种机器人及其振动抑制方法技术

一种机器人振动抑制方法，机器人包括机器人本体和减振装置，减振装置包括减振控制器和减振器，包括如下步骤：S01：减振控制器开始运行；S02：检测第一预设时间段内机器人本体的振动数据，对振动数据进行分析，得到在第一预设时间段内的机器人本体振动频率，记为fi；S03：判断振动数据是否超过第一预设阈值，如果为否，则返回到S02，如果为是，则进入步骤S04；S04：根据在第一预设时间段内的机器人本体振动频率中的峰值频率，记为fn，调节减振器的共振频率，以完成减振。本发明专利技术通过检测机器人的振动数据，分析得到峰值频率，通过调节减振器的共振频率，减少振动，具有良好的减振效果。

A robot and its vibration control method

A method for vibration suppression of a robot includes a robot body and a damping device, wherein the damping device includes a damping controller and a damper, and comprises the following steps: S01: the damping controller starts to operate; S02: detecting the vibration data of the robot body in the first preset time period, analyzing the vibration data, and obtaining the vibration frequency of the robot body in the first preset time period Rate, recorded as fi; S03: judge whether the vibration data exceeds the first preset threshold, if it is no, return to S02, if it is yes, go to step S04; S04: according to the peak frequency in the vibration frequency of the robot body within the first preset period, record as FN, adjust the resonance frequency of the vibration reducer to complete the vibration reduction. By detecting the vibration data of the robot, the peak frequency is obtained through analysis, and by adjusting the resonance frequency of the vibration damper, the vibration is reduced, and the vibration damping effect is good.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人及其振动抑制方法
本专利技术涉及一种机器人及其控制方法，具体而言，涉及一种机器人及其振动抑制方法。
技术介绍
工业机器人末端振动直接影响末端执行器的轨迹与精度，因而，对机器人末端振动的抑制有着重要意义。现有机器人减振控制技术大致分为两类：通过增设机械装置来实现对机器人运行的减振控制和构建反馈控制器来实现对机器人系统的振动控制。专利号为201210345735.9的中国专利申请公开了一种基于2：1内共振的柔性机械臂耗能减振方法及实现装置，该专利没有实时调节功能，只能用于动态特性已知且时不变的机械臂，对于多轴机器人并不适用。专利号为201310280548.1的中国专利申请公开了一种减振控制机器人系统，该专利需要与机器人主控装置进行通信读取编码器信号并对动作指令进行修正，其最终减振方式是对动作指令进行修正实现，增加了系统复杂度和成本。专利号为201710432259.7的中国专利申请公开了一种减振控制机器人系统一种基于轨迹优化的机器人振动控制器及方法。该专利通过对机器人任务轨迹的规划调整，降低了机器人关节运动在振动区间的运行时间，减缓了机器人由于系统柔性引发的振动现象，减振效果有限。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出一种机器人及其振动抑制方法，可以抑制工业机器人末端振动，提高机器人运行精度；减振装置具有实时检测与实时执行机构，具有较强的适用性与通用性，可用于单轴或多轴机械手\机器人；可选地，本专利技术的减振装置独立，不需要与机器人主控装置即机器人控制器通信交换数据，只需要单向控制，可作为减振模块自由搭配和改造。具体地：一种机器人振动抑制方法，机器人包括机器人本体和减振装置，减振装置包括减振控制器和减振器，包括如下步骤：S01：减振控制器开始运行；S02：检测第一预设时间段内机器人本体的振动数据，对振动数据进行分析，得到在第一预设时间段内的机器人本体的振动频率，振动频率记为fi；S03：判断振动数据是否超过第一预设阈值，如果为否，则返回到S02，如果为是，则进入步骤S04；S04：根据在第一预设时间段内的机器人本体振动频率中的峰值频率，峰值频率记为fn，调节减振器的共振频率，以完成减振。优选地，步骤S02中振动数据为加速度数据；步骤S02中对振动数据进行分析，得到在第一预设时间段内的机器人本体振动频率的方式为，对加速度数据进行傅立叶变换，得到加速度频谱曲线，进而得到所述机器人本体振动频率。优选地，步骤S02中，第一预设阈值为a0(fi)＝(2πfi)2δ，其中，a0(fi)为第一预设阈值，δ为预设振幅阈值。优选地，步骤S04中,调节减振器的共振频率的方式为，使减振器的共振频率与峰值频率一致。优选地，减振器包括质量块和弹簧，步骤S04中：通过调节弹簧的刚度来调节减振器的共振频率。优选地，调节弹簧刚度的方式为：根据公式K2＝(2πfn)2M2调节弹筑的刚度，其中M2为质量块的重量，K2为弹簧的刚度。优选地，步骤S02中振动数据为三向振动数据，即水平横向方向、水平纵向方向和竖直方向的振动数据。优选地，机器人还包括机器人控制器，步骤S01中减振控制器开始运行的方式为：当减振控制器接收到机器人控制器的控制指令后，减振控制器开始运行。另外本专利技术还提供一种机器人的振动抑制装置，所述振动抑制装置采用本专利技术中任一个所述的振动抑制方法。另外本专利技术还提供一种机器人，所述机器人采用本专利技术所述的振动抑制装置。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1：本专利技术的减振装置的示意图。图2：本专利技术的减振原理示意图。图3：安装本专利技术的减振装置与未安装本专利技术的减振装置的振幅频率响应曲线对比示意。图4：本专利技术减振装置主体示意图。图5：本专利技术减振器中的质量块与弹簧配合示意图。图6：本专利技术减振装置安装在六轴机器人上示意图。图7：本专利技术的振动数据频谱分析与判断示意图。图8：本专利技术减振控制器控制逻辑示意图。图9：本专利技术机器人控制器控制时序示意图；图10：本专利技术可调刚度弹簧的一种实施方式示意图。其中：1-机器人控制器；2-减振装置，20-减振控制器，200-减振装置主体，201-加速度传感器，202-减振器，203-无线信号接受发射部件，204-支撑板，205-安装螺钉孔，206-X向可变刚度弹簧，207-Y向可变刚度弹簧，208-Z向可变刚度弹簧，209-质量块；3-机器人本体；4-振动检测结果频谱曲线，40-峰值频率，400-加速度阈值频谱曲线，401-未安装减振装置时振幅频率响应曲线，402-安装减振装置时振幅频率响应曲线；501-控制时序ON，502-控制时序OFF，503-控制时序时间间隔Ti；6-电磁弹簧。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种结构，但这些结构不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一结构与另一结构。因此，下文论述的第一结构可称为第二结构而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。下面结合附图1-10对本专利技术中的具体实施方式的内容进行详细描述：一种机器人振动抑制方法，机器人包括机器人本体3和减振装置2，减振装置2包括减振控制器20和减振器202，包括如下步骤：S01：减振控制器20开始运行；S02：检测第一预设时间段内机器人本体3的振动数据，对振动数据进行分析，得到在第一预设时间段内的机器人本体3振动频率fi；S03：判断振动数据是否超过第一预设阈值，如果为否，则返回到S02，如果为是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人振动抑制方法，机器人包括机器人本体(3)和减振装置(2)，减振装置(2)包括减振控制器(20)和减振器(202)，其特征在于包括如下步骤：S01：减振控制器(20)开始运行；S02：检测第一预设时间段内机器人本体(3)的振动数据，对振动数据进行分析，得到在第一预设时间段内的机器人本体(3)的振动频率，振动频率记为fi；S03：判断振动数据是否超过第一预设阈值，如果为否，则返回到S02，如果为是，则进入步骤S04；S04：根据在第一预设时间段内的机器人本体(3)的振动频率中的峰值频率(40),峰值频率(40)记为fn，调节减振器(202)的共振频率，以完成减振。

【技术特征摘要】
1.一种机器人振动抑制方法，机器人包括机器人本体(3)和减振装置(2)，减振装置(2)包括减振控制器(20)和减振器(202)，其特征在于包括如下步骤：S01：减振控制器(20)开始运行；S02：检测第一预设时间段内机器人本体(3)的振动数据，对振动数据进行分析，得到在第一预设时间段内的机器人本体(3)的振动频率，振动频率记为fi；S03：判断振动数据是否超过第一预设阈值，如果为否，则返回到S02，如果为是，则进入步骤S04；S04：根据在第一预设时间段内的机器人本体(3)的振动频率中的峰值频率(40),峰值频率(40)记为fn，调节减振器(202)的共振频率，以完成减振。2.根据权利要求1所述的振动抑制方法，其特征在于：步骤S02中振动数据为加速度数据；步骤S02中对振动数据进行分析，得到在第一预设时间段内的机器人本体(3)振动频率的方式为，对加速度数据进行傅立叶变换，得到加速度频谱曲线，进而得到所述机器人本体(3)的振动频率。3.根据权利要求2所述的振动抑制方法，其特征在于：步骤S02中，第一预设阈值为a0(fi)＝(2πfi)2δ，其中，a0(fi)为第一预设阈值，δ为预设振幅阈值。4.根据权利要求1-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：文智明，钟成堡，张荣婷，张冬冬，彭诚，贾惠玲，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44