大负载工业机器人弹簧平衡机构参数设计方法技术

本发明专利技术涉及工业机器人和机械转动零件技术领域，尤其涉及大负载工业机器人弹簧平衡机构参数设计方法，本发明专利技术所设计方法属于大负载工业机器人的弹簧平衡缸机构参数的设计方法，大负载工业机器人的大臂关节因末端负载和本体自重造成较大的偏心重力矩。只是依靠关节电机力矩克服偏心重力矩，导致机器人电机功率较大。因此，大负载工业机器人的弹簧平衡缸机构参数设计，使得大臂关节电机的力矩峰值达到最低，最终达到降低大负载工业机器人电机功率的目的，提高机器人的稳定性和可操作性。提高机器人的稳定性和可操作性。提高机器人的稳定性和可操作性。

【技术实现步骤摘要】
大负载工业机器人弹簧平衡机构参数设计方法


[0001]本专利技术涉及工业机器人和机械转动零件
，尤其涉及大负载工业机器人弹簧平衡机构参数设计方法。

技术介绍

[0002]对大负载工业机器人的能耗小、本体的体积小、以及稳定性和可操作性等提出越来越高的要求，采用弹簧平衡缸所产生的力矩来抵消因末端负载和本体自重的偏心重力矩方式，才能选择小功率的电机，从而使得电机能耗更低和体积更小，因此，弹簧平衡缸设计的关键是需要设计出合理的弹簧平衡缸结构参数。国内埃夫特机器人和新松机器人等，以及国外ABB机器人和发那科机器人等采用弹簧平衡缸结构，但是没有公开弹簧平衡缸结构参数设计相关方法。
[0003]弹簧平衡缸属于间接配重法，弹簧平衡缸是间接配重法中最常见的方法之一，但是随着大负载工业机器人的负载要求增大，弹簧平衡缸的体积越大。弹簧平衡缸需要计算平衡装置存储弹性势能在机器人发生变化时释放或存储的能量，其机构的安装位置和参数等相关设计技术属于商业机密，机器人厂家很少在网上公幵的相关资料和文献。刘蕾等学者把机器人弹簧平衡缸的弹簧参数和弹簧缸的安装位置作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大负载工业机器人弹簧平衡机构参数设计方法，其特征在于：步骤如下：步骤1：获取驱动关节本体的质量m1、质心x轴偏心距Lx1、质心y轴偏心距Ly1和本体惯量J1；负载质量m2、负载x轴偏心距Lx2、负载y轴偏心距Ly2和负载惯量J2；已知电机输出转速n，减速机速比i，加速度时间t1，匀速时间t2，减速度时间t3；n1为减速机输出速度，w为减速机输出角速度；a为减速机输出角加速度；步骤2：计算T1＝J1a+m1(Lx1+Ly1)2g+J2a+m2(Lx2+Ly2)2g，其中：g为重力加速度，T1为机器人启动或者停止时所需要转矩。则减速机输出端需要提供的最大输出转矩为T1；步骤3：计算T2＝m1(Lx1+Ly1)2g+m2(Lx2+Ly2)2g，其中：T2为机器人匀速运行所需要转矩；步骤4：计算其中：T为减速机输出端需要提供的平均输出转矩；步骤5：已知电机功率P，电机效率e1，输入端传动链效率e2，减速机效率e3；计算T3为电机转矩；计算T4＝T3ie1e2e3，其中：T4为电机在减速机输出端所能提供的额定转矩；步骤6：对电机在减速机输出端所能提供的额定转矩与减速机输出端需要提供的平均输出转矩进行比较，只有以下两种情况：情况一，如果判定准则：T4≥T，那么，不需要进行弹簧平衡缸设计；情况二，如果判定准则：T4＜T，那么，T5＝T
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T4，其中：T5为弹簧平衡缸输出的平衡力矩，进行弹簧平衡缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘廷伟，杨林，周星，杨超，叶北发，杨海滨，夏坚扬，李琦，李长生，幸凡，
申请(专利权)人：佛山华数机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：