減震裝置及其減震方法有哪些？

文章來源：上海松夏減震器有限公司 發(fā)布時(shí)間：2021-11-04 10:51

減震裝置及其減震方法有哪些？

背景技術(shù)：

隨著中國制造業(yè)從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，工業(yè)機(jī)器人在其中發(fā)揮著不可替代的重要作用。但是，機(jī)器人在運(yùn)行過程中難免會產(chǎn)生振動(dòng)，尤其是在快速加減速時(shí)。同時(shí)，機(jī)械臂停止時(shí)機(jī)械臂產(chǎn)生的顫動(dòng)的影響也更大。如果這些振動(dòng)過大，不僅會對零件造成損壞，縮短使用壽命，還會進(jìn)一步影響整機(jī)性能，大大降低可靠性。為了減少機(jī)器人運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，各大廠商和科研院所都采用了各種減振方法。概括起來，主要分為三大類：主動(dòng)、半主動(dòng)和被動(dòng)減振方法。主要采用主動(dòng)減振控制 控制算法進(jìn)行減振，但可靠性較差。算法結(jié)合智能阻尼材料減少振動(dòng)相對較少；半主動(dòng)阻尼控制主要通過控制增加的電機(jī)等阻尼元件來降低振動(dòng)，但體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；被動(dòng)減振主要采用橡膠材料來減振。雖然結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但存在減振效果差、橡膠材料本身不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

申請?zhí)?.6 的專利公開了一種使用金屬橡膠用于柔性機(jī)器人關(guān)節(jié)的彈性元件。該專利主要由外圈、內(nèi)圈、金屬橡膠等組成，雖然也可以驅(qū)動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)，有時(shí)起到阻尼的作用，但實(shí)時(shí)阻尼效果比較差，不能振動(dòng)阻尼很快，阻尼效果不是很好。因此，我們提出了一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)主動(dòng)阻尼裝置來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)，有一種由外圈、內(nèi)圈、金屬橡膠等組成的主動(dòng)阻尼裝置，雖然也可以在行駛時(shí)對機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)行阻尼，但實(shí)時(shí)阻尼效果比較差，且振動(dòng)不能很快衰減。阻尼效果也不是一個(gè)好的技術(shù)問題。本發(fā)明提出一種用于工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的主動(dòng)阻尼裝置。

本發(fā)明提供的一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)主動(dòng)減振裝置及其減振方法，包括殼體，殼體頂部固定安裝有支撐座，殼體頂部可滑動(dòng)地安裝有滑動(dòng)座，以及滑座可滑動(dòng)地安裝在殼體的頂部。底座的頂部固定安裝有安裝板，安裝板的頂部穿過殼體的頂部內(nèi)壁和支撐座的頂部并延伸至支撐座的頂部。外殼底部內(nèi)壁固定安裝縱向減震器，縱向減震器頂部固定安裝水平減震器，縱向減震器內(nèi)側(cè)固定安裝和水平減震器分別與第一活塞和第二活塞密封滑動(dòng)安裝，第一推板固定安裝在第一活塞的頂部，第一推板的頂部穿過減震器的縱向頂部內(nèi)壁并且可滑動(dòng)地連接到滑動(dòng)座椅的一側(cè)。側(cè)面固定安裝第二推板，第二推板一側(cè)延伸至水平減震器一側(cè)，第二推板頂部與滑座底部固定安裝，水平減震器底部內(nèi)壁密封連通一凹管，縱向減震器一側(cè)內(nèi)壁密封連通水平管，回油管在水平管上密封連通。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述凹管和回油管的內(nèi)部密封且可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有擋板，兩塊擋板的一側(cè)固定安裝有同一調(diào)節(jié)軸，所述調(diào)節(jié)軸和凹管回油管既密封又轉(zhuǎn)動(dòng)，殼體內(nèi)壁一側(cè)固定有驅(qū)動(dòng)塊，驅(qū)動(dòng)塊為中空，驅(qū)動(dòng)塊內(nèi)壁的一側(cè)固定安裝有一個(gè)調(diào)節(jié)電機(jī)，與調(diào)節(jié)電機(jī)和調(diào)節(jié)軸驅(qū)動(dòng)連接。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，流量控制組件包括固定安裝在調(diào)節(jié)電機(jī)輸出軸上的驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸外側(cè)固定套有第一錐齒輪，調(diào)節(jié)軸底部穿入頂部。驅(qū)動(dòng)塊的端部延伸至驅(qū)動(dòng)塊的內(nèi)側(cè)，調(diào)節(jié)軸的外側(cè)固定套設(shè)有第二錐齒輪，第二錐齒輪與第一錐齒輪嚙合。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述凹管外側(cè)固定安裝有第二電磁閥和第二單向閥，所述凹管上設(shè)置有第二電磁溢流閥，所述回油管設(shè)置有所述第一電磁溢流閥。溢流閥和第一電磁閥，第一單向閥固定安裝在水平管的外側(cè)，回流管的一端和水平管的一端分別位于第一活塞的上方和下方，凹管的兩端分別位于第二活塞的兩側(cè)。

    優(yōu)選地，一種基于上述工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)主動(dòng)阻尼裝置的主動(dòng)阻尼方法，具體包括以下步驟：

1. 外殼通過設(shè)置的安裝板安裝在工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)處。工業(yè)機(jī)器人的加速度傳感器和關(guān)節(jié)處于固定狀態(tài)。由于工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)活動(dòng)靈活，可以將工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)強(qiáng)制分解為平行和垂直于外殼的兩個(gè)力。分解后的力將作用在縱向減震器和橫向減震器上。工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中，plc控制板可與加速度傳感器進(jìn)行信息交換，確定垂直減震器和水平減震器的緩沖力方向；

2. 同時(shí)plc控制板可以根據(jù)加速度傳感器的大小來選擇回水管和凹管的流量。具體過程是當(dāng)plc控制板通過加速度傳感器檢測到工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)加速度時(shí)，plc控制板會根據(jù)加速度傳感器的數(shù)值啟動(dòng)調(diào)整電機(jī)。當(dāng)調(diào)節(jié)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸與調(diào)節(jié)軸的聯(lián)動(dòng)可通過第一錐齒輪與第二錐齒輪的設(shè)定嚙合關(guān)系來實(shí)現(xiàn)。兩塊擋板分別在凹管和回管內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而改變凹管和回管內(nèi)液體的流動(dòng)；

3. 當(dāng)回流管和凹管內(nèi)的液體流量調(diào)整好后，PLC控制板通過第一電磁閥、第一電池溢流閥、第二電磁閥和第二電磁溢流閥。它可以控制阻尼力的大小、方向和狀態(tài)。阻尼力的大小、方向和狀態(tài)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)相應(yīng)變化，可以快速抵消工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)動(dòng)作的振動(dòng)，也能起到很好的緩沖作用;

4.第一個(gè)單向閥只能允許垂直的減震器液體流入水平管的內(nèi)部，第二個(gè)單向閥只能允許凹管從右向左。止回閥只能讓垂直減震器的內(nèi)側(cè)從下往上流動(dòng)，第二個(gè)活塞上的流量止回閥只能讓水平減震器的液體從左流出到右邊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.通過設(shè)置縱向減震器和橫向減震器，本發(fā)明可以分解工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)行過程中關(guān)節(jié)的振動(dòng)，便于主動(dòng)減振控制，提高可實(shí)施性。

2. 通過第一電磁溢流閥和第一電磁閥與第二電磁閥和第二電磁溢流閥的配合，第一電磁溢流閥和第二電磁溢流閥都是電磁比例溢流閥可以精確控制阻尼力的大小、方向和狀態(tài)。

3. 通過設(shè)置第一錐齒輪和第二錐齒輪的嚙合關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)軸和調(diào)節(jié)軸的聯(lián)動(dòng)，可以改變運(yùn)動(dòng)方向，提高傳動(dòng)的穩(wěn)定性。

      本申請實(shí)施例通過提供一種智能制造的碼垛工業(yè)機(jī)器人及其減震方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。