CN107538473B - 双线路轻负载机器人及双线路转换控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双线路轻负载机器人，其包括控制系统、线路、底座及六轴联动机构，所述控制系统与线路连接，所述六轴机构设有伺服电机及中空减速机，所述伺服电机与线路连接，所述线路包括第一控制线路及第二控制线路，所述底座设有旋转盘及驱动件放置组件，所述旋转盘与第一轴之间设有卡扣结构。本发明还公开一种双线路转换控制方法。本发明设置有两条线路，其中一条为备用线路，通过主控制系统控制两线路进行互联工作，使机器人在一条线路出现故障时可转换到备用线路继续工作，保证工作效率，通过设置卡扣结构，方便进行安装，节省安装时间，并且在底座内设置缓冲件及散热件保护驱动件的稳定及长寿命工作。
Description
技术领域
本发明涉及机器人的技术领域，具体涉及一种双线路轻负载机器人及双线路转换控制方法。
背景技术
随着科技的发展，人力成本不断上升、生产效率要求进一步提高等因素影响，越来越多行业使用工业机器人来实现自动化生产，从以前的汽车及汽车周边行业扩展到电子、医疗、食品、服务等行业，为了适应各行业的需求，机器人开始往高效率及轻量型去发展。
目前的机器人的控制方式通过控制系统进行信号传输并控制各轴电机的运动，其信号传输控制线路只有一条，当线路出现故障时，机器人停止运动，无法正常工作，降低工作效率；现有机器人底座内的伺服电机及减速机多为直接安装在底座内，机器人在运行时会产生振动，振动影响伺服电机的编码器的精度及使用寿命，从而影响机器人的运动精度，且现有的机器人旋转盘与第一轴之间通过螺钉固定的方式连接，安装拆卸步骤较为繁琐，安装拆卸的时间较长，降低安装拆卸的效率。
发明内容
本项发明是针对现在的技术不足，提供一种双线路轻负载机器人，当机器人其中一条线路出现问题时，可将控制信号转换到备用线路，使得机器人可正常工作。
本发明还提供一种双线路转换控制方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种双线路轻负载机器人，所述机器人包括控制系统、线路、底座及六轴机构，所述控制系统与线路连接，所述六轴机构包括第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴，所述第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴都设有伺服电机及中空减速机，所述伺服电机与线路连接，所述六轴机构还设有连杆，所述连杆设有凹陷结构及加强结构，所述连杆设置在第二轴与第三轴之间；
所述底座设有旋转座及驱动件放置组件，所述旋转座设置在底座上，所述第二轴放置并固定在旋转座上，所述驱动件放置组件包括放置框架、缓冲件及散热件，所述缓冲件设置在放置框架下方，所述散热件与放置框架贴合。
作进一步改进，所述第一轴的伺服电机设置在驱动件放置组件上，所述控制系统包括主控制模块、电源模块、转换模块、第一线路控制模块、第二线路控制模块、检测模块及驱动模块，所述线路包括第一控制线路及第二控制线路，所述第一控制线路与第一线路控制模块连接，所述第二控制线路与第二线路控制模块连接。
作进一步改进，所述电源模块输出端与主控制模块输入端连接，所述主控制模块输出端与转换模块输入端连接，通过主控制模块控制转换模块将电源及信号转换到适合的传输路径，所述转换模块输出端与第一线路控制模块及第二线路控制模块的输入端连接，所述第一线路控制模块及第二线路控制模块的输出端与驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与伺服电机连接。
作进一步改进，所述检测模块的输入端与主控制模块的输出端连接，所述检测模块输出端分别与第一线路控制模块、第二线路控制模块输入端连接，所述第一线路控制模块与第二线路控制模块通过检测模块并联连接到主控制模块。
作进一步改进，所述主控制模块内设有处理芯片及电子控制器，所述检测模块包括电流互感器及温度传感器。
作进一步改进，所述电流互感器与线路连接并采集线路电流信号，所述电流互感器的信号输出端与所述电子控制器的信号采集端相连，所述电子控制器的输出端连接着所述温度传感器，所述温度传感器与线路连接。
作进一步改进，一种实施所述双线路轻负载机器人的双线路转换控制方法，其包括以下步骤：
(1)当检测模块检测到第一线路控制模块或第二线路控制模块任意一个出现异常信号时，检测模块对第一线路控制模块及第二线路控制模块的信号进行采集，并将信号传输到所述主控制模块，所述主控制模块对检测模块采集的信号进行处理；
(2)主控制模块内设置的芯片对信号进行数据分析，并将处理后的信号反馈到检测模块及转换模块，检测模块控制第一线路控制模块或第二线路控制模块进行缓冲关闭或启动，主控制模块控制转换模块进行线路转换控制；
(3)主控制模块控制转换模块进行线路转换控制及选择，并传输控制信号，控制信号传输到第一线路控制模块或第二线路控制模块；
(4)第一线路控制模块或第二线路控制模块将控制信号传输到驱动模块上，驱动模块对伺服电机进行控制，实现六轴机构的运动。
作进一步改进，其步骤（1）具体还包括如下步骤：（11）所述检测模块的电流互感器采集线路电流信号，所述主控制模块上的电子控制器的信号采集端接收来自所述电流互感器的线路电流信号，当正常的线路电流第一次通过所述电子控制器或当线路电路为故障电流且达到所述电子控制器设定的预设值时，所述电子控制器的控制指令输出端分别发出相应的控制信号；（12）所述温度传感器用于在极端温度环境下对线路电流信号进行补偿，其中，极端环境温度包括极端高温环境和极端低温环境。
作进一步改进，所述旋转座与第一轴之间设有卡扣结构，所述卡扣结构包括挂钩结构及通孔，所述挂钩结构设置第一轴的中空减速机上，所述通孔设置在旋转座。
作进一步改进，所述旋转座设有解扣结构及解扣结构放置腔，所述解扣结构设置在所述解扣结构放置腔内，所述解扣结构包括多个顶块、多个弹簧、连接件及扳手，所述多个顶块设置连接件上，所述扳手与顶块连接并控制多个顶块的顶出或缩入。
本发明的有益效果：本发明通过设置具有凹陷结构的连杆来降低机器人的重量，并在凹陷结构中设置加强结构，保证连杆的强度；通过设置第一线路及第二线路，所述两条线路与主控制系统连接，实现双线路转换控制，防止其中一条线路出现故障时，可用第二线路进行伺服电机的驱动控制，保证机器人的正常工作；所述主控制模块上设有检测模块，所述检测模块设有电流互感器及温度传感器来进行异常信号的采集，温度传感器保证信号传输的稳定，从而保证芯片接受到的数据的完整性，提高主控制系统的控制精度，通过设置转换模块来控制信号的传输路径，实现线路的快速转换；在底座与第一轴之间设有卡扣结构，通卡扣结构进行安装，解决传统的螺钉固定连接存在的安装步骤繁琐，时间长的问题；并设置解扣结构，通过解扣结构实现卡扣结构的解开，实现快速拆卸，节省时间；通过设置驱动件放置组件减低振动对驱动件的影响，保证驱动件的使用寿命及精度，从而保证机器人的运动精度。
下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本实施例的双线路轻负载机器人整体结构示意图；
图2为本实施例的第一轴及底座结构示意图；
图3为本实施例的第一轴及底座剖视示意图；
图4为本实施例的A的放大示意图；
图5为本实施例的连杆结构示意图；
图6为本实施例的控制系统的模块图；
图7为本实施例的主控制模块与检测模块各元件的连接图。
图中：1.双线路轻负载机器人整体，2.控制系统，3.线路，4.底座，5.六轴机构，6.伺服电机，7.中空减速机，8.卡扣结构，50.第一轴，51.第二轴，52.第三轴，53.第四轴，54.第五轴，55.第六轴，56.连杆，40.旋转座，41.驱动件放置组件，20.主控制模块，21.电源模块，22.转换模块，23.第一线路控制模块，24.第二线路控制模块，25.检测模块，26.驱动模块，80.挂钩结构，81.通孔，200.芯片，201.电子控制器，250.电流互感器，251.温度传感器，400.解扣结构，410.放置框架，411.缓冲件，412.散热件，560.凹陷结构，561.加强结构。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本实体新型的保护范围。
参见附图1~图7，一种双线路轻负载机器人整体1包括控制系统2、线路3、底座4及六轴机构5，所述控制系统2与线路3连接，所述六轴机构5包括第一轴50、第二轴51、第三轴52、第四轴53、第五轴54及第六轴55，所述第一轴50、第二轴51、第三轴52、第四轴53、第五轴54及第六轴55都设有伺服电机6及中空减速机7，所述伺服电机6与线路连接3，所述六轴机构5还设有连杆56，所述连杆56设有凹陷结构560及加强结构561，所述连杆56设置在第二轴51与第三轴52之间，连杆56设置有凹陷结构560用于减轻连杆56质量，所述加强结构561的作用是起缓冲作用的同时增加连杆56的强度；
所述底座4设有旋转座40及驱动件放置组件41，所述旋转座40设置在底座4上，所述第二轴51放置并固定在旋转座40上，所述驱动件放置组件41包括放置框架410、缓冲件411及散热件412，所述缓冲件412设置在放置框架410下方，所述散热件412与放置框架410贴合。
所述第一轴50的伺服电机6设置在驱动件放置组件41上，所述控制系统2包括主控制模块20、电源模块21、转换模块22、第一线路控制模块23、第二线路控制模块24、检测模块25及驱动模块26，所述线路3包括第一控制线路及第二控制线路，所述第一控制线路与第一线路控制模块23连接，所述第二控制线路与第二线路控制模块24连接，所述第一线路控制模块23及第二线路控制模块23用于稳定电流，保护伺服电机6不受损坏。
所述电源模块21输出端与主控制模块20输入端连接，所述主控制模块20输出端与转换模块22输入端连接，通过主控制模块20控制转换模块22将电源及信号转换到适合的传输路径，所述转换模块22输出端与第一线路控制模块23及第二线路控制模块24的输入端连接，所述第一线路控制模块23及第二线路控制模块24的输出端与驱动模块26的输入端连接，所述驱动模块26的输出端与伺服电机6连接。
所述检测模块25的输入端与主控制模块20的输出端连接，所述检测模块25输出端分别与第一线路控制模块23、第二线路控制模块24输入端连接，所述第一线路控制模块23、第二线路控制模块24通过检测模块25并联连接到主控制模块20。所述主控制模块20内设有处理芯片200及电子控制器201，所述检测模块25包括电流互感器250及温度传感器251。
所述电流互感器250与线路3连接并采集线路3电流信号，所述电流互感器250的信号输出端与所述电子控制器201的信号采集端相连，所述电子控制器201的输出端连接着所述温度传感器251，所述温度传感器251与线路3连接。
一种实施所述双线路轻负载机器人的双线路转换控制方法，其包括以下步骤：
(1)当检测模块25检测到第一线路控制模块23或第二线路控制模块24任意一个出现异常信号时，检测模块25对第一线路控制模块23及第二线路控制模块24的信号进行采集，并将信号传输到所述主控制模块20，所述主控制模块20对检测模块25采集的信号进行处理；
(2)主控制模块20内设置的芯片200对信号进行数据分析，并将处理后的信号反馈到检测模块25及转换模块22，检测模块25控制第一线路控制模块23或第二线路控制模块24进行缓冲关闭或启动，主控制模块20控制转换模块22进行线路转换控制；
(3)主控制模块20控制转换模块22进行线路转换控制及选择，并传输控制信号，控制信号传输到第一线路控制模块23或第二线路控制模块24；
(4)第一线路控制模块23或第二线路控制模块24将控制信号传输到驱动模块26上，驱动模块26对伺服电机6进行控制，实现六轴机构5的运动。
其步骤（1）具体还包括如下步骤：（11）所述检测模块25的电流互感器250采集线路电流信号，所述主控制模块20上的电子控制器200的信号采集端接收来自所述电流互感器250的线路3电流信号，电流互感器将电流信号传输的芯片200上进行分析处理，当正常的线路电流第一次通过所述电子控制器200或当线路电路为故障电流且在所述电子控制器201设定的预设值范围内，所述芯片200的输出端分别发出相应的控制信号，并控制转换模块22进行线路3转换动作，（12）所述温度传感器251用于在极端温度环境下对线路电流信号进行补偿，其中，极端环境温度包括极端高温环境和极端低温环境。
所述旋转座40与第一轴之间设有卡扣结构8，所述卡扣结构8包括挂钩结构80及通孔81，所述挂钩结构80设置第一轴的中空减速机7上，所述通孔81设置在旋转座40下，所述通孔81用于挂钩结构80的穿过。
所述旋转座40设有解扣结构400及解扣结构放置腔，所述解扣结构400设置在所述解扣结构放置腔内，所述解扣结构400包括多个顶块、多个弹簧、连接件及扳手，所述多个顶块设置连接件上，所述扳手与顶块连接并控制多个顶块的顶出或缩入，所述扳手方便操作人员进行解扣动作，所述多个弹簧用于顶块的复位，所述顶块用于将挂钩结构80朝内收缩，使挂钩结构80从通孔81脱离。
本发明通过设置具有凹陷结构的连杆来降低机器人的重量，并在凹陷结构中设置加强结构，保证连杆的强度；通过设置第一线路及第二线路，所述两条线路与主控制系统连接，实现双线路转换控制，防止其中一条线路出现故障时，可用第二线路进行伺服电机的驱动控制，保证机器人的正常工作；所述主控制模块上设有检测模块，所述检测模块设有电流互感器及温度传感器来进行异常信号的采集，温度传感器保证信号传输的稳定，从而保证芯片接受到的数据的完整性，提高主控制系统的控制精度，通过设置转换模块来控制信号的传输路径，实现线路的快速转换；在底座与第一轴之间设有卡扣结构，通卡扣结构进行安装，解决传统的螺钉固定连接存在的安装步骤繁琐，时间长的问题；并设置解扣结构，通过解扣结构实现卡扣结构的解开，实现快速拆卸，节省时间；通过设置驱动件放置组件减低振动对驱动件的影响，保证驱动件的使用寿命及精度，从而保证机器人的运动精度。
本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似结构或装置，而得到的其他用于双线路轻负载机器人或双线路转换控制方法，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种双线路轻负载机器人，其特征在于：所述机器人包括控制系统、线路、底座及六轴机构，所述控制系统与线路连接，所述六轴机构包括第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴，所述第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴都设有伺服电机及中空减速机，所述伺服电机与线路连接，所述六轴机构还设有连杆，所述连杆设有凹陷结构及加强结构，所述连杆设置在第二轴与第三轴之间；
所述底座设有旋转座及驱动件放置组件，所述旋转座设置在底座上，所述第二轴放置并固定在旋转座上，所述驱动件放置组件包括放置框架、缓冲件及散热件，所述缓冲件设置在放置框架下方，所述散热件与放置框架贴合；
所述第一轴的伺服电机设置在驱动件放置组件上，所述控制系统包括主控制模块、电源模块、转换模块、第一线路控制模块、第二线路控制模块、检测模块及驱动模块，所述线路包括第一控制线路及第二控制线路，所述第一控制线路与第一线路控制模块连接，所述第二控制线路与第二线路控制模块连接；
所述检测模块的输入端与主控制模块的输出端连接，所述检测模块输出端分别与第一线路控制模块、第二线路控制模块输入端连接，所述第一线路控制模块与第二线路控制模块通过检测模块并联连接到主控制模块；
所述电源模块输出端与主控制模块输入端连接，所述主控制模块输出端与转换模块输入端连接，所述转换模块输出端与第一线路控制模块及第二线路控制模块的输入端连接，所述第一线路控制模块及第二线路控制模块的输出端与驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与伺服电机连接；
所述检测模块包括电流互感器及温度传感器。
2.根据权利要求1所述的双线路轻负载机器人，其特征在于：所述主控制模块内设有处理芯片及电子控制器。
3.根据权利要求2所述的双线路轻负载机器人，其特征在于：所述电流互感器与线路连接并采集线路电流信号，所述电流互感器的信号输出端与所述电子控制器的信号采集端相连，所述电子控制器的输出端连接着所述温度传感器，所述温度传感器与线路连接。
4.根据权利要求3所述的双线路轻负载机器人，其特征在于：所述旋转座与第一轴之间设有卡扣结构，所述卡扣结构包括挂钩结构及通孔，所述挂钩结构设置第一轴的中空减速机上，所述通孔设置在旋转座。
5.根据权利要求4所述的双线路轻负载机器人，其特征在于：所述旋转座设有解扣结构及解扣结构放置腔，所述解扣结构设置在所述解扣结构放置腔内，所述解扣结构包括多个顶块、多个弹簧、连接件及扳手，所述多个顶块设置连接件上，所述扳手与顶块连接并控制多个顶块的顶出或缩入。
6.一种实施权利要求1~5之一所述双线路轻负载机器人的双线路转换控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)当检测模块检测到第一线路控制模块或第二线路控制模块任意一个出现异常信号时，检测模块对第一线路控制模块及第二线路控制模块的信号进行采集，并将信号传输到所述主控制模块，所述主控制模块对检测模块采集的信号进行处理；
(2)主控制模块内设置的芯片对信号进行数据分析，并将处理后的信号反馈到检测模块及转换模块，检测模块控制第一线路控制模块或第二线路控制模块进行缓冲关闭或启动，主控制模块控制转换模块进行线路转换控制；
(3)主控制模块控制转换模块进行线路转换控制及选择，并传输控制信号，控制信号传输到第一线路控制模块或第二线路控制模块；
(4)第一线路控制模块或第二线路控制模块将控制信号传输到驱动模块上，驱动模块对伺服电机进行控制，实现六轴机构的运动。
7.根据权利要求6所述的双线路转换控制方法，其特征在于,其步骤（1）具体还包括如下步骤：（11）所述检测模块的电流互感器采集线路电流信号，所述主控制模块上的电子控制器的信号采集端接收来自所述电流互感器的线路电流信号，当正常的线路电流第一次通过所述电子控制器或当线路电路为故障电流且达到所述电子控制器设定的预设值时，所述电子控制器的控制指令输出端分别发出相应的控制信号；（12）所述温度传感器用于在极端温度环境下对线路电流信号进行补偿，其中，极端环境温度包括极端高温环境和极端低温环境。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 523000 Guangdong city of Dongguan province Dalang Zhen Sha Bu Cun Sha Fu Road No. 83 Applicant after: Bronte robotics, Inc. Address before: 523000 Guangdong city of Dongguan province Dalang Zhen Sha Bu Cun Sha Fu Road No. 83 Applicant before: GUANGDONG BOLANGTE INTELLIGENT EQUIPMENT Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |