拖动示教离合器控制方法及使用该方法的双编码器机器人

摘要

本发明公开了一种拖动示教离合器控制方法，本离合控制方法可避免机器人上复杂的机械复位结构或同步结构的设置，减少了机器人的设计难度，节省了空间，提高了主动离合块和从动离合块的再次连接精度。本发明还提供一种使用上述方法的机器人，该机器人结构简单，操作灵活。本发明用于拖动示教机器人。

说明书

技术领域

本发明涉及一种拖动示教离合器控制方法及使用该方法的双编码器机器人。

背景技术

现有的拖动示教机器人，由于在拖动示教的过程中，驱动电机的驱动轴与输出轴连接，使得在拖动示教的时候也需要人力去带动电机转动，操作力非常大，导致拖动示教非常的不灵活。但是，设置离合器，那么离合前后的系统误差非常的大，需要设计非常复杂的复位机构来让主动离合块和从动离合块在离合前后的连接位置一致。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种拖动示教离合器控制方法及使用该方法的双编码器机器人。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

拖动示教离合器控制方法，离合器包括实现离合作用的主动离合块和从动离合块，主动离合块连接有定位编码器，从动离合块连接有示教编码器；

上述的离合器控制方法包括如下步骤：

a）在拖动示教前，将离合器处于分离状态，示教编码器开始记录从动离合块的转动数据；

b）拖动示教完成后，根据示教编码器获得的从动离合块的转动角度，计算出主动离合块和从动离合块两者之间在拖动示教前后的相对转动角度A；

c）根据步骤b）所获得的相对转动角度A，让主动离合块在定位编码器的控制下转动对应的角度使得主动离合块和从动离合块之间的实际相互转动角度B为零，让离合器处于接合状态。

一种上述方法的双编码器机器人，包括至少两个机械关节，至少有一个机械关节上设有双编码器控制结构；双编码器控制结构包括设有驱动轴的驱动电机，驱动电机的驱动轴上连接有定位编码器，双编码器控制结构还包括传动轴，传动轴上连接有示教编码器；传动轴和驱动轴之间设有可将驱动轴输出的动力传递给传动轴的离合器；离合器包括实现离合作用的主动离合块和从动离合块，主动离合块与驱动轴连接，从动离合块与传动轴连接。

作为上述技术方案的进一步改进，机械关节还包括减速器，驱动轴与离合器通过减速器连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述离合器为牙嵌式离合器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述离合器为气动离合器。

作为上述技术方案的进一步改进，驱动轴设在传动轴的左侧，所述离合器为牙嵌式气动离合器；离合器包括分离汽缸组件，分离汽缸组件包括均呈管状的缸体、缸盖、分离活塞，缸盖上设有与缸体内壁连接的右伸出端，分离活塞设在缸体内且设置所述右伸出端的右侧；分离活塞上设有与缸盖内壁连接的左伸出端，分离活塞上还设有与缸盖内壁连接的密封肩，使得左伸出端的端面、缸体的内壁、密封肩的左端面、右伸出端的外壁形成一个气压腔；分离活塞与从动离合块或传动轴用轴承连接，分离活塞可在缸体内左右移动从而让离合器实现离合的功能；从动离合块的右侧设有复位弹簧，所述复位弹簧与从动离合块或传动轴连接；所述主动离合块和/或从动离合块设在分离活塞内。

作为上述技术方案的进一步改进，驱动轴设在传动轴的右侧，所述离合器为牙嵌式气动离合器；离合器包括分离汽缸组件，分离汽缸组件包括均呈管状的缸体、缸盖、分离活塞，缸盖上设有与缸体内壁连接的右伸出端，分离活塞设在缸体内且设置所述右伸出端的右侧；分离活塞上设有与缸盖内壁连接的左伸出端，分离活塞上还设有与缸盖内壁连接的密封肩，使得左伸出端的端面、缸体的内壁、密封肩的左端面、右伸出端的外壁形成一个气压腔；分离活塞与主动离合块或传动轴用轴承连接，分离活塞可在缸体内左右移动从而让离合器实现离合的功能；主动离合块的右侧设有复位弹簧，所述复位弹簧与主动离合块或驱动轴连接；所述主动离合块和/或从动离合块设在分离活塞内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动电机为伺服电机，所述定位编码器为伺服电机内设的编码器。

本发明的有益效果是：拖动示教离合器控制方法，离合器包括实现离合作用的主动离合块和从动离合块，主动离合块连接有定位编码器，从动离合块连接有示教编码器；上述的离合器控制方法包括如下步骤：a）在拖动示教前，将离合器处于分离状态，示教编码器开始记录从动离合块的转动数据；b）拖动示教完成后，根据示教编码器获得的从动离合块的转动角度，计算出主动离合块和从动离合块两者之间在拖动示教前后的相对转动角度A；c）根据步骤b）所获得的相对转动角度A，让主动离合块在定位编码器的控制下转动对应的角度使得主动离合块和从动离合块之间的实际相互转动角度B为零，让离合器处于接合状态。这样的控制方法，可避免复杂的机械复位结构或同步结构的设置，减少了机器人的设计难度，节省了空间，提高了主动离合块和从动离合块的再次连接精度。本发明还提供一种使用上述方法的机器人，该机器人结构简单，操作灵活。本发明用于拖动示教机器人。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是本发明实施例的结构意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，这是本发明的一个实施例，具体地：

一种双编码器控制的拖动示教机器人的离合控制方法，双编码器控制的拖动示教机器人包括至少两个机械关节，至少有一个机械关节上设有双编码器控制结构；双编码器控制结构包括设有驱动轴1的驱动电机，驱动电机的驱动轴1上连接有定位编码器11，双编码器控制结构还包括传动轴2，传动轴2上连接有示教编码器21；传动轴2和驱动轴1之间设有可将驱动轴1输出的动力传递给传动轴2的离合器；离合器包括实现离合作用的主动离合块31和从动离合块32，主动离合块31与驱动轴1连接，从动离合块32与传动轴2连接；由于离合器的设置，可以在拖动示教时让驱动轴和传动轴分离，这样就大大减少了拖动力，让用户可以灵活地进行拖动示教。由于有双编码器的设置，通过数据转换、处理，可以将示教编码器获得的数据转换成对应的定位编码器数据，从而再现拖动示教时的动作、行为。因为拖动示教完成后，离合器的主动离合块和从动离合块之间会存在一定的偏角，这个偏角会导致示教动作再现时产生巨大误差，双编码器的设置通过计算就可以知道主动离合块和从动离合块之间的偏角，让驱动电机转动对应的角度后，再让主动离合块和从动离合块连接，又或者通过调整数据，进行误差补偿。

上述的离合器的控制方法包括如下步骤：

a）在拖动示教前，将离合器处于分离状态，示教编码器开始记录传动轴的转动数据；

b）拖动示教完成后，根据示教编码器获得的传动轴的转动角度，计算出驱动轴和传动轴两者之间在拖动示教前后的相对转动角度A；

c）根据步骤b）所获得的相对转动角度A，让驱动轴转动对应的角度使得驱动轴和传动轴之间的实际相互转动角度B为零，然后让离合器处于接合状态；这样，拖动示教前和拖动示教后主动离合块和从动离合块之间就不会存在偏角，可以马上进行拖动示教的动作再现；这样的方法特别适合于牙嵌式离合器，可有效的防止“打齿”，当然也适用于其他形式的离合器。

为了降低转速提高驱动力，本实施例还包括减速器3，驱动轴1与离合器通过减速器3连接。

为了避免打滑，所述离合器为牙嵌式离合器。

本实施例采用的离合器的结构具体是：驱动轴1设在传动轴2的左侧，所述离合器为牙嵌式气动离合器，离合器包括实现离合作用的主动离合块31和从动离合块32，主动离合块31与驱动轴1连接，从动离合块32与传动轴2连接；离合器还包括分离汽缸组件，分离汽缸组件包括均呈管状的缸体41、缸盖42、分离活塞43，缸盖42上设有与缸体41内壁连接的右伸出端，分离活塞43设在缸体41内且设置所述右伸出端的右侧；分离活塞43上设有与缸盖42内壁连接的左伸出端，分离活塞43上还设有与缸盖42内壁连接的密封肩，使得左伸出端的端面、缸体41的内壁、密封肩的左端面、右伸出端的外壁形成一个气压腔5；分离活塞43与从动离合块32或传动轴2用轴承连接，分离活塞43可在缸体41内左右移动从而让离合器实现离合的功能；从动离合块32的右侧设有复位弹簧6，所述复位弹簧6与从动离合块32或传动轴2连接；所述主动离合块31和/或从动离合块32设在分离活塞43内。

当然可以做同等的变换：驱动轴1设在传动轴2的右侧，所述离合器为牙嵌式气动离合器，离合器包括实现离合作用的主动离合块31和从动离合块32，主动离合块31与驱动轴1连接，从动离合块32与传动轴2连接；离合器还包括分离汽缸组件，分离汽缸组件包括均呈管状的缸体41、缸盖42、分离活塞43，缸盖42上设有与缸体41内壁连接的右伸出端，分离活塞43设在缸体41内且设置所述右伸出端的右侧；分离活塞43上设有与缸盖42内壁连接的左伸出端，分离活塞43上还设有与缸盖42内壁连接的密封肩，使得左伸出端的端面、缸体41的内壁、密封肩的左端面、右伸出端的外壁形成一个气压腔5；分离活塞43与主动离合块31或传动轴2用轴承连接，分离活塞43可在缸体41内左右移动从而让离合器实现离合的功能；主动离合块31的右侧设有复位弹簧6，所述复位弹簧6与主动离合块31或驱动轴1连接；所述主动离合块31和/或从动离合块32设在分离活塞43内。

现有的伺服电机本身具有编码器，故本实施例的驱动电机使用伺服电机，所述定位编码器11为伺服电机内设的编码器。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。