CN111906774A - 基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法 - Google Patents

基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111906774A
CN111906774A CN202010483656.9A CN202010483656A CN111906774A CN 111906774 A CN111906774 A CN 111906774A CN 202010483656 A CN202010483656 A CN 202010483656A CN 111906774 A CN111906774 A CN 111906774A
Authority
CN
China
Prior art keywords
block
real
gravity compensation
assembly robot
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010483656.9A
Other languages
English (en)
Inventor
王福杰
秦毅
郭芳
姚智伟
任斌
戚远航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan University of Technology
Original Assignee
Dongguan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan University of Technology filed Critical Dongguan University of Technology
Priority to CN202010483656.9A priority Critical patent/CN111906774A/zh
Publication of CN111906774A publication Critical patent/CN111906774A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1638—Programme controls characterised by the control loop compensation for arm bending/inertia, pay load weight/inertia

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法，本发明涉及重力补偿控制技术领域，包括Mux盒，所述Mux盒通过外部导线双向连接有控制器，所述控制器输入端通过外部导线电性连接有传感器，所述Mux盒下端外表面四周边角位置处均固定安装有限定板，所述控制器上端中间位置处固定安装有空心框，所述空心框内部两侧均滑动连接有滑动块，所述半圆板内部中间位置处转动连接有第一紧固杆。该装置及方法不仅能够对线缆进行依次整理，还能够对线缆进行固定，防止线缆被拉扯，导致内部连接器件被扯坏，有效保护了控制器，也使对Mux盒的安装与拆卸更加方便快捷，便于外部操作人员进行操作，减轻了外部操作人员的施工负担。

Description

基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法
技术领域
本发明涉及重力补偿控制技术领域，具体为基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法。
背景技术
装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备，由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成，其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等；控制器一般采用多CPU或多级计算机系统，实现运动控制和运动编程；末端执行器为适应不同的装配对象而设计成各种手爪和手腕等；传感系统用来获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息，装配机器人实现外部环境力精确感知以及能准确抓取工件，因装配机器人手臂具有一定的重量，一般采用重力补偿控制装置来对机器人的手臂进行操作处理。
但现有的装配机器人重力补偿控制装置在使用过程中，因外部线缆较多，装置内部没有对线缆进行有效束紧整理的机构，导致在使用过程中，线缆容易错乱，线缆错乱严重便不利于装置进行安装，以及后期维修过程过于复杂，不利于操作人员进行检修处理。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法，解决了装置内部没有对线缆进行有效束紧整理的机构的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，包括Mux盒，所述Mux盒通过外部导线双向连接有控制器，所述控制器输入端通过外部导线电性连接有传感器，所述Mux盒下端外表面四周边角位置处均固定安装有限定板，所述控制器上端中间位置处固定安装有空心框，所述空心框内部两侧均滑动连接有滑动块，所述滑动块上表面固定安装有半圆板，所述半圆板内部中间位置处转动连接有第一紧固杆，所述滑动块一侧外表面固定安装有平面固定块，所述平面固定块内部转动连接有第二紧固杆，所述空心框内部两侧均开设有限定槽，所述滑动块与限定槽之间滑动连接有限定块。
优选的，所述Mux盒后表面中间位置处通过限位板夹持活动连接有固定板，所述限位板位于固定板前表面两侧位置处，上方位置所述限位板内部中间位置处转动连接有第三紧固杆，所述固定板后端外表面两侧均设置有夹持板，所述夹持板一侧固定安装有半圆夹紧块，下方位置所述夹持板与固定板之间固定连接，上方位置所述夹持板与固定板之间转动连接有转动丝杆。
优选的，所述Mux盒底部一侧边沿边角处均固定安装有平面夹紧块，所述Mux盒两侧边沿位置处均开设有凹槽，所述凹槽内部转动连接有转动杆，两个所述转动杆之间固定连接有阻挡面板，所述阻挡面板上表面两侧均固定安装有嵌入块。
优选的，所述嵌入块位于平面夹紧块内部，且嵌入块与平面夹紧块之间嵌入式连接，所述转动杆与凹槽之间转动连接有转动轴承。
优选的，所述固定板内部开设有供转动丝杆活动的槽口，且转动丝杆与固定板之间活动连接有活动轴承，上方位置所述夹持板内部边沿位置处开设有供转动丝杆连接的槽口，且转动丝杆与上方位置夹持板之间螺纹式连接，所述限位板内部开设有供第三紧固杆穿过的槽口。
优选的，所述第二紧固杆与空心框底部相抵触，所述限定块位于限定槽内部，所述半圆板内部开设有供第一紧固杆活动的通孔，且第一紧固杆贯穿半圆板内部，所述第一紧固杆与半圆板之间螺纹式连接，所述第二紧固杆与平面固定块之间螺纹式连接。
优选的，基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，其重力补偿控制方法包括以下步骤：
步骤：传感器能够实时测量机器人三个方向的力和力矩，通过RS232接口与上位机进行通讯，实现模拟电压信号到力信号的转换，便能够实时获取末端与环境的接触力信号；
步骤：传感器将接收到的数据信号输送动控制器内部，控制器将数据处理后，输送到Mux盒内部，Mux盒对数据采用最小二乘法一次求得传感器的零点，手爪及负载重心等参数；
步骤：完成数据测量计算后，Mux盒将求得数据输送到控制器内部，通过控制器来调试机器人末端执行器姿态，从而对重力补偿进行有效控制。
优选的，所述Mux盒内部设置有计算单元，计算单元内部计算公式设置为M＝F·D，力矩D采用的计算公式为D＝(F·FT)-1·FTM。
有益效果
本发明提供了基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、该基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法，通过拧松第二紧固杆，使第二紧固杆与空心框底部分离，完成分离后，将外部线缆穿过半圆板内部，拧紧第一紧固杆，使第一紧固杆与线缆精密贴合，完成对线缆的固定，再通过滑动块在空心框内部滑动，带动线缆进行移动，移动到指定位置后，直接拧紧第二紧固杆，通过限定块与限定槽的限定作用，能够使滑动块不会从空心框内部脱落，完成对第二紧固杆的拧紧后，便完成对滑动块的拧紧作用，不仅能够对线缆进行依次整理，还能够对线缆进行固定，防止线缆被拉扯，导致内部连接器件被扯坏，有效保护了控制器。
2、该基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法，通过将两个限位板夹持在Mux盒一侧，完成对Mux盒的夹持，再拧紧第三紧固杆，使固定板与Mux盒之间形成固定，完成固定后，可直接将夹持板夹持在外部面板区域，对转动丝杆进行转动，转动丝杆与夹持板之间螺纹式连接，转动丝杆拧紧过程中，能够带动夹持板对外部面板区域进行固定，半圆夹紧块也可使夹持板固定安装在管体区域，改变传统的螺钉固定方式，使对Mux盒的安装与拆卸更加方便快捷，便于外部操作人员进行操作，减轻了外部操作人员的施工负担。
3、该基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法，通过凹槽内部转动连接的转动杆，且转动杆之间固定安装有阻挡面板，对转动杆进行转动，使阻挡面板完全将Mux盒后端线路插口完成覆盖，同时，阻挡面板移动过程中，嵌入块能够移动到夹紧块内部，嵌入块能够直接卡入到夹紧块内部，便能够之间完成对阻挡面板的相对固定，使阻挡面板对线路插口进行覆盖，防止外部灰尘进入到线路插口内部，影响内部电路原件的使用寿命，有效保护了内部电路原件。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明图1中A区域局部结构放大示意图；
图3为本发明图1中B区域局部结构放大示意图；
图4为本发明固定板内部结构示意图；
图5为本发明固定板内部结构平面示意图；
图6为本发明内部电路原件工作流程示意图。
图中：1、Mux盒；2、控制器；3、传感器；4、固定板；5、夹紧块；6、限定板；7、半圆夹紧块；8、转动丝杆；9、阻挡面板；10、嵌入块；11、凹槽；12、转动杆；13、空心框；14、滑动块；15、第一紧固杆；16、半圆板；17、平面固定块；18、第二紧固杆；19、限定槽；20、限定块；21、限位板；22、第三紧固杆；23、夹持板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图3，本发明提供一种技术方案：基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，包括Mux盒1，Mux盒1通过外部导线双向连接有控制器2，控制器2输入端通过外部导线电性连接有传感器3，Mux盒1下端外表面四周边角位置处均固定安装有限定板6，控制器2上端中间位置处固定安装有空心框13，空心框13内部两侧均滑动连接有滑动块14，滑动块14上表面固定安装有半圆板16，半圆板16内部中间位置处转动连接有第一紧固杆15，滑动块14一侧外表面固定安装有平面固定块17，平面固定块17内部转动连接有第二紧固杆18，空心框13内部两侧均开设有限定槽19，滑动块14与限定槽19之间滑动连接有限定块20，限定块20能够在限定槽19内部移动，对滑动块14进行限定，能够避免滑动块14在空心框13内部滑出，第二紧固杆18与空心框13底部相抵触，对第二紧固杆18拧紧时，能够使第二紧固杆18与空心框13进行抵触，完成对滑动块14的固定，限定块20位于限定槽19内部，半圆板16内部开设有供第一紧固杆15活动的通孔，且第一紧固杆15贯穿半圆板16内部，第一紧固杆15与半圆板16之间螺纹式连接，第一紧固杆15能够在半圆板16内部转动的同时还能进行移动，第二紧固杆18与平面固定块17之间螺纹式连接，第二紧固杆18能够在平面固定块17内部转动的同时能够进行上下移动。
请参阅图1、图4和图5，Mux盒1后表面中间位置处通过限位板21夹持活动连接有固定板4，限位板21位于固定板4前表面两侧位置处，上方位置限位板21内部中间位置处转动连接有第三紧固杆22，固定板4后端外表面两侧均设置有夹持板23，夹持板23一侧固定安装有半圆夹紧块7，下方位置夹持板23与固定板4之间固定连接，上方位置夹持板23与固定板4之间转动连接有转动丝杆8，固定板4内部开设有供转动丝杆8活动的槽口，且转动丝杆8与固定板4之间活动连接有活动轴承，上方位置夹持板23内部边沿位置处开设有供转动丝杆8连接的槽口，且转动丝杆8与上方位置夹持板23之间螺纹式连接，转动丝杆8转动时，能够带动上方位置夹持板23进行移动，使上方位置夹持板23向下方位置的夹持板23进行靠拢移动，限位板21内部开设有供第三紧固杆22穿过的槽口，第三紧固杆22穿过限位板21；
请参阅图1和图2，Mux盒1底部一侧边沿边角处均固定安装有平面夹紧块5，Mux盒1两侧边沿位置处均开设有凹槽11，凹槽11内部转动连接有转动杆12，两个转动杆12之间固定连接有阻挡面板9，阻挡面板9上表面两侧均固定安装有嵌入块10，嵌入块10位于平面夹紧块5内部，且嵌入块10与平面夹紧块5之间嵌入式连接，嵌入块10能够直接卡入到平面夹紧块5内部，转动杆12与凹槽11之间转动连接有转动轴承，转动轴承能够使转动杆12在凹槽11内部进行转动。
本发明进一步方案，其重力补偿控制方法包括以下步骤：
步骤1：传感器3能够实时测量机器人三个方向的力和力矩，通过RS232接口与上位机进行通讯，实现模拟电压信号到力信号的转换，便能够实时获取末端与环境的接触力信号；
步骤2：传感器3将接收到的数据信号输送动控制器2内部，控制器2将数据处理后，输送到Mux盒1内部，Mux盒1对数据采用最小二乘法一次求得传感器3的零点，手爪及负载重心等参数；
步骤3：完成数据测量计算后，Mux盒1将求得数据输送到控制器2内部，Mux盒1内部设置有计算单元，计算单元内部计算公式设置为M＝F·D，力矩D采用的计算公式为D＝F·FT-1·FTM，通过控制器2来调试机器人末端执行器姿态，从而对重力补偿进行有效控制。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，包括Mux盒(1)，所述Mux盒(1)通过外部导线双向连接有控制器(2)，所述控制器(2)输入端通过外部导线电性连接有传感器(3)，所述Mux盒(1)下端外表面四周边角位置处均固定安装有限定板(6)，其特征在于：所述控制器(2)上端中间位置处固定安装有空心框(13)，所述空心框(13)内部两侧均滑动连接有滑动块(14)，所述滑动块(14)上表面固定安装有半圆板(16)，所述半圆板(16)内部中间位置处转动连接有第一紧固杆(15)，所述滑动块(14)一侧外表面固定安装有平面固定块(17)，所述平面固定块(17)内部转动连接有第二紧固杆(18)，所述空心框(13)内部两侧均开设有限定槽(19)，所述滑动块(14)与限定槽(19)之间滑动连接有限定块(20)。
2.根据权利要求1所述的基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，其特征在于：所述Mux盒(1)后表面中间位置处通过限位板(21)夹持活动连接有固定板(4)，所述限位板(21)位于固定板(4)前表面两侧位置处，上方位置所述限位板(21)内部中间位置处转动连接有第三紧固杆(22)，所述固定板(4)后端外表面两侧均设置有夹持板(23)，所述夹持板(23)一侧固定安装有半圆夹紧块(7)，下方位置所述夹持板(23)与固定板(4)之间固定连接，上方位置所述夹持板(23)与固定板(4)之间转动连接有转动丝杆(8)。
3.根据权利要求1所述的基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，其特征在于：所述Mux盒(1)底部一侧边沿边角处均固定安装有平面夹紧块(5)，所述Mux盒(1)两侧边沿位置处均开设有凹槽(11)，所述凹槽(11)内部转动连接有转动杆(12)，两个所述转动杆(12)之间固定连接有阻挡面板(9)，所述阻挡面板(9)上表面两侧均固定安装有嵌入块(10)。
4.根据权利要求3所述的基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，其特征在于：所述嵌入块(10)位于平面夹紧块(5)内部，且嵌入块(10)与平面夹紧块(5)之间嵌入式连接，所述转动杆(12)与凹槽(11)之间转动连接有转动轴承。
5.根据权利要求2所述的基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，其特征在于：所述固定板(4)内部开设有供转动丝杆(8)活动的槽口，且转动丝杆(8)与固定板(4)之间活动连接有活动轴承，上方位置所述夹持板(23)内部边沿位置处开设有供转动丝杆(8)连接的槽口，且转动丝杆(8)与上方位置夹持板(23)之间螺纹式连接，所述限位板(21)内部开设有供第三紧固杆(22)穿过的槽口。
6.根据权利要求1所述的基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，其特征在于：所述第二紧固杆(18)与空心框(13)底部相抵触，所述限定块(20)位于限定槽(19)内部，所述半圆板(16)内部开设有供第一紧固杆(15)活动的通孔，且第一紧固杆(15)贯穿半圆板(16)内部，所述第一紧固杆(15)与半圆板(16)之间螺纹式连接，所述第二紧固杆(18)与平面固定块(17)之间螺纹式连接。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置，其重力补偿控制方法包括以下步骤：
步骤1：传感器(3)能够实时测量机器人三个方向的力和力矩，通过RS232接口与上位机进行通讯，实现模拟电压信号到力信号的转换，便能够实时获取末端与环境的接触力信号；
步骤2：传感器(3)将接收到的数据信号输送动控制器(2)内部，控制器(2)将数据处理后，输送到Mux盒(1)内部，Mux盒(1)对数据采用最小二乘法一次求得传感器(3)的零点，手爪及负载重心等参数；
步骤3：完成数据测量计算后，Mux盒(1)将求得数据输送到控制器(2)内部，通过控制器(2)来调试机器人末端执行器姿态，从而对重力补偿进行有效控制。
8.根据权利要求7所述的基于实时力控的装配机器人重力补偿控制方法，其特征在于：所述Mux盒(1)内部设置有计算单元，计算单元内部计算公式设置为M＝F·D，力矩D采用的计算公式为D＝(F·FT)-1·FTM。
CN202010483656.9A 2020-06-01 2020-06-01 基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法 Pending CN111906774A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010483656.9A CN111906774A (zh) 2020-06-01 2020-06-01 基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010483656.9A CN111906774A (zh) 2020-06-01 2020-06-01 基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111906774A true CN111906774A (zh) 2020-11-10

Family

ID=73237650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010483656.9A Pending CN111906774A (zh) 2020-06-01 2020-06-01 基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111906774A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204793913U (zh) * 2015-07-08 2015-11-18 国家电网公司 多用线缆设备固定装置
CN106335057A (zh) * 2016-09-27 2017-01-18 东南大学 一种基于实时力控的装配机器人全空间柔顺插孔控制方法
CN207766435U (zh) * 2018-01-24 2018-08-24 天津宇宏电子工程有限公司 一种防水防潮型交换机
CN208744835U (zh) * 2018-03-01 2019-04-16 东莞理工学院 一种智能机器人

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204793913U (zh) * 2015-07-08 2015-11-18 国家电网公司 多用线缆设备固定装置
CN106335057A (zh) * 2016-09-27 2017-01-18 东南大学 一种基于实时力控的装配机器人全空间柔顺插孔控制方法
CN207766435U (zh) * 2018-01-24 2018-08-24 天津宇宏电子工程有限公司 一种防水防潮型交换机
CN208744835U (zh) * 2018-03-01 2019-04-16 东莞理工学院 一种智能机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104552295B (zh) 一种基于多信息融合的人机技能传递系统
WO2016062246A1 (zh) 室内轨道式智能巡检机器人系统
CN205058045U (zh) 一种带有视觉伺服系统的机器人
WO2013192118A1 (en) Touch quality test robot
WO2017036690A1 (de) Vorrichtung zur anbindung an einen roboter
CN106584484B (zh) 一种机身旋转式架空线路作业机器人结构及应用
CN205218435U (zh) 一种分料机构
CN111906774A (zh) 基于实时力控的装配机器人重力补偿控制装置及方法
CN203566699U (zh) 一种倒装四自由度工业机器人
CN104647369B (zh) 一种全自动五轴机械手
CN205384353U (zh) 电机负载测试仪
CN205254984U (zh) 一种新型机械手
CN106247934A (zh) 一种基于6‑sps并联机构的位姿测量装置
CN208801369U (zh) 一种带有电磁式机械臂的巡检机器人
CN110014442B (zh) 一种带有全方向触觉传感装置的机器人
CN205336450U (zh) 一种可分辨率变换的仿鹰眼视觉成像装置
CN212146498U (zh) 一种机器人关节结构
CN212265845U (zh) 一种欠驱动死禽类捡拾机械手
CN209433298U (zh) 一种防止连接线脱落的学生计算机
CN107962546A (zh) 一种图像识别元素跟随拾取机器人
CN208421612U (zh) 一种称重机器人
CN208125099U (zh) 一种应用于机械臂上的位移传感器装置
CN216991918U (zh) 一种机器人末端执行器
CN205817902U (zh) 一种机器人腰部活动连接装置
CN209175750U (zh) 一种arduino控制复杂机器人的装置

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201110

RJ01 Rejection of invention patent application after publication