System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 机器人关节、编码方法及机器人技术_技高网

机器人关节、编码方法及机器人技术

技术编号:40420193 阅读:17 留言:0更新日期:2024-02-20 22:38
本发明专利技术公开一种机器人关节、编码方法及机器人,属于机器人技术领域。其中,机器人关节包括:关节本体;驱动模组,设置在关节本体内,以驱动关节本体运动;驱动模组包括电机机构、及与电机机构连接的减速机构;检测机构,与驱动模组连接;检测机构包括设置在电机机构输出侧的绝对编码器、及设置在减速机构输出侧的半绝对编码器,半绝对编码器在整圈转动时具有多个零位点,减速机构的速比m与半绝对编码器的周期n相差一或互质,m和n均为正整数;绝对编码器适于检测电机机构输出侧的第一位置信息,半绝对编码器适于检测减速机构输出侧的第二位置信息。通过上述设置,在保证减速机构的低速端转子的绝对角度测量精度的同时,降低生产制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人,具体涉及一种机器人关节、编码方法及机器人


技术介绍

1、机器人具有很强的环境适应能力和极高的运动灵活性,在服务、医疗、教育、娱乐等行业以及特种作业场合均具有很广泛的应用前景。大型机器人体积和重量比较大,对行走时的稳定性和驱动能力会有更高的要求。

2、其中,机器人的关节处一般会设置有驱动模组,驱动模组驱动关节运动以实现机器人的运动动作。其中,驱动模组包括驱动机构及减速机构,减速机构将驱动机构的驱动力的力矩放大、且转速降低之后进行输出。此时,通常需要确定减速机构的低速端转子的绝对角度。

3、现有技术中,确定减速机构的低速端转子的绝对角度的方式包括:1)、在低速端安装绝对式编码器;2)、使用高速度编码器加电池,使得编码器用不掉电;3)、在一体化关节中加入抱闸机构,使得在关节在掉电情况下保持静止。然而,第一种方案对绝对式编码器的精度要求高,成本难以降低;而第二种方案则需要额外加装电池且定期进行更换;第三种方案则需要增加额外的机构,增加了结构复杂程度,并且增加了重量和成本。


技术实现思路

1、因此,本专利技术所要解决的技术问题是在如何保证减速机构的低速端转子的绝对角度测量精度的同时,降低生产制造成本。

2、为解决上述技术问题,本专利技术提供一种机器人关节,包括:

3、关节本体;

4、驱动模组,设置在所述关节本体内,以驱动所述关节本体运动;所述驱动模组包括电机机构、及与所述电机机构连接的减速机构,所述减速机构适于将所述电机机构的驱动力降速后输出;以及

5、检测机构,与所述驱动模组连接,适于检测所述驱动模组的至少部分运动部件的位置信息;所述检测机构包括设置在所述电机机构输出侧的绝对编码器、及设置在减速机构输出侧的半绝对编码器,所述半绝对编码器在整圈转动时具有多个零位点,所述减速机构的速比m与所述半绝对编码器的周期n相差一或互质,m和n均为正整数;

6、所述绝对编码器适于检测所述电机机构输出侧的第一位置信息,所述半绝对编码器适于检测所述减速机构输出侧的第二位置信息。

7、可选地,上述的机器人关节,所述电机机构包括电机本体及与所述电机本体连接的输出端;

8、所述绝对编码器设置在所述电机本体内或与所述输出端连接。

9、可选地,上述的机器人关节,所述绝对编码器设置在所述电机本体内;

10、所述电机本体包括电机壳体、设置在所述电机壳体内的电机定子、电机转子及电机驱动板,所述电机定子与所述电机壳体固定连接,所述电机转子可相对于所述电机壳体转动;所述电机转子作为所述运动部件,所述绝对编码器设置在所述电机转子和所述电机定子之间;

11、所述电机驱动板均与所述绝对编码器和所述半绝对编码器连接,适于接收所述绝对编码器和所述半绝对编码器的检测信息,并根据所述检测信息解码以获得所述减速机构输出侧的绝对角度。

12、可选地,上述的机器人关节,所述减速机构包括第一减速件及与所述第一减速件连接的第二减速件,所述第一减速件的转动速度大于所述第二减速件的转动速度;

13、其中,所述第二减速件作为所述运动部件,所述半绝对编码器与所述第二减速件连接,且位于所述第二减速件远离所述第一减速件的一侧。

14、可选地,上述的机器人关节,所述第一减速件为波发生器,所述第二减速件为与所述波发生器连接的柔轮;

15、或

16、所述第一减速件为第一减速齿轮,所述第二减速件为第二减速齿轮,所述第一减速齿轮和所述第二减速齿轮啮合。

17、可选地,上述的机器人关节,所述机器人关节还包括输出机构,所述输出机构与所述第二减速件固定连接。

18、可选地,上述的机器人关节,所述输出机构包括输出法兰。

19、可选地,上述的机器人关节,所述输出端与所述第一减速件固定连接,适于将所述电机本体的驱动力传递至所述第一减速件。

20、可选地,上述的机器人关节,所述绝对编码器和所述半绝对编码器为磁编码器、光编码器及电容编码器中的任一种。

21、本专利技术还提供一种机器人,包括:

22、机体;

23、机器人关节,与所述机体连接;

24、其中,所述机器人关节为如上所述机器人关节。

25、本专利技术还提供一种机器人关节的编码方法,用于如上所述的机器人关节,所述方法包括如下步骤:

26、利用检测机构获取驱动模组的至少部分运动部件的位置信息;

27、基于该位置信息,通过游标卡尺式的计算方式获取所述驱动模组的绝对位置信息。

28、可选地,上述的方法,所述驱动模组包括电机机构、及与所述电机机构连接的减速机构;

29、所述位置信息包括电机机构输出侧的第一位置信息、及所述减速机构输出侧的第二位置信息;

30、所述检测机构包括设置在所述电机机构输出侧的绝对编码器、及设置在减速机构输出侧的半绝对编码器,所述半绝对编码器在整圈转动时具有多个零位点,所述绝对编码器适于检测所述电机机构输出侧的第一位置信息,所述半绝对编码器适于检测所述减速机构输出侧的第二位置信息。

31、可选地,上述的方法,所述基于该位置信息,通过游标卡尺式的计算方式获取所述驱动模组输出侧的绝对位置信息,包括:

32、驱动所述减速机构的速比m及所述半绝对编码器的周期n;

33、当m和n的数之差为一时,所述减速机构的输出侧的绝对位置信息为:

34、θ=α-β;

35、或,当m和n互为质数时,所述减速机构的输出侧的绝对位置信息为:

36、θ=aα-bβ;

37、其中,θ为减速机构输出侧的绝对位置,ɑ和β分别是绝对编码器和半绝对编码器的度数,a和b为正整数。

38、本专利技术提供的技术方案,具有以下优点:通过在机器人关节内设置有检测机构,该检测机构适于检测驱动模组内的至少部分运动部件的位置信息,使得驱动模组的驱动板基于该位置信息计算驱动模组的至少部分运动部件的绝对位置信息,其无需增加额外器件从而保证机器人关节整体结构的紧凑性,且不会增加机器人关节处的重量;并且,检测机构包括设置在所述电机机构输出侧的绝对编码器、及设置在减速机构输出侧的半绝对编码器,绝对编码器适于检测电机机构输出侧的第一信息,半绝对编码器适于检测减速机构输出侧的第二信息,从而通过两者配合以实现获取至少部分运动部件的绝对位置信息,半绝对编码器和绝对编码器皆为通用型,无需采用特定的编码器以增加成本。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种机器人关节,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的机器人关节,其特征在于,所述电机机构包括电机本体及与所述电机本体连接的输出端;

3.如权利要求2所述的机器人关节,其特征在于,所述绝对编码器设置在所述电机本体内;

4.如权利要求3所述的机器人关节,其特征在于,所述减速机构包括第一减速件及与所述第一减速件连接的第二减速件,所述第一减速件的转动速度大于所述第二减速件的转动速度;

5.如权利要求4所述的机器人关节,其特征在于,所述第一减速件为波发生器,所述第二减速件为与所述波发生器连接的柔轮;

6.如权利要求4所述的机器人关节,其特征在于,所述机器人关节还包括输出机构,所述输出机构与所述第二减速件固定连接。

7.如权利要求6所述的机器人关节,其特征在于,所述输出机构包括输出法兰。

8.如权利要求4所述的机器人关节,其特征在于,所述输出端与所述第一减速件固定连接,适于将所述电机本体的驱动力传递至所述第一减速件。

9.如权利要求1至8中任一项所述的机器人关节,其特征在于,所述绝对编码器和所述半绝对编码器为磁编码器、光编码器及电容编码器中的任一种。

10.一种机器人,其特征在于,包括:

11.一种机器人关节的编码方法,其特征在于,用于如权利要求1至9中任一项所述的机器人关节,所述方法包括如下步骤:

12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述驱动模组包括电机机构、及与所述电机机构连接的减速机构;

13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述基于该位置信息,通过游标卡尺式的计算方式获取所述驱动模组输出侧的绝对位置信息,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种机器人关节,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的机器人关节,其特征在于,所述电机机构包括电机本体及与所述电机本体连接的输出端;

3.如权利要求2所述的机器人关节,其特征在于,所述绝对编码器设置在所述电机本体内;

4.如权利要求3所述的机器人关节,其特征在于,所述减速机构包括第一减速件及与所述第一减速件连接的第二减速件,所述第一减速件的转动速度大于所述第二减速件的转动速度;

5.如权利要求4所述的机器人关节,其特征在于,所述第一减速件为波发生器,所述第二减速件为与所述波发生器连接的柔轮;

6.如权利要求4所述的机器人关节,其特征在于,所述机器人关节还包括输出机构,所述输出机构与所述第二减速件固定连接。

7.如权利要求6所述的机器人关节,其特征在于,所述输出...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹俊亮付宗辉喻超俞浩
申请(专利权)人:追觅创新科技苏州有限公司
类型:发明
国别省市:

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