[发明专利]一种磁保持并行步进旋转摆动伸缩关节的设计方法

说明书

技术领域

磁保持并行步进旋转摆动伸缩关节的技术领域，是属于机械制造.智能控制.机器人技术.自动化控制.电磁技术领域，技术的主要内容是把磁保持并行步进摆动面.磁保持并行步进旋转盘.磁保持并行步进驱动器结合在一起，构成一个能摆动.旋转.伸缩的机械关节，磁保持并行步进旋转盘.磁保持并行步进摆动面.磁保持并行步进驱动器的驱动单元都是有单元磁保持驱动器构成，所以能并行执行，只需一个脉冲的时间就可以旋转到要到达的角度，同时摆动面摆动到需要的方向和角度，同时伸缩到需要的长度。

背景技术

随着机器人的空前发展，机器人在人类的各行各业多渐渐的出现，机器人对人类的影响越来越重要，随着机器人成本不断的降低，机器人会很快普及到各行各业，其实机器人已经发展到国和国之间的生死存亡的激烈竞争，随着机器人的发展一般的劳力劳动都会被机器人代替，如果发生战争，上战场的都是机器人，机器人比人有很多的优越性，由于关系到国家的生死存亡，机器人会得到快速的发展，当然机械关节是机器人制造的关键部件，关节的驱动极为重要，现在机器人关节的驱动方式有液压式、气动式和电动式。1、液压驱动机器人的驱动系统采用液压驱动，有以下几个优点：（1）液压容易达到较高的压力，可以获得较大的推力或转矩；（2）液压系统介质的可压缩性小，工作平稳可靠，并可得到较高的位置精度；（3）液压传动中，力、速度和方向比较容易实现自动控制；（4）液压系统采用油液作介质，具有防锈性和自润滑性能，可以提高机械效率，使用寿命长。缺点是：（1）油液的黏度随温度变化而变化，影响工作性能，高温容易引起燃烧爆炸等危险；（2）液体的泄漏难于克服，要求液压元件有较高的精度和质量，故造价较高；（3）需要相应的供油系统，尤其是电液伺服系统要求严格的滤油装置，否则会引起故障。 液压驱动方式的输出力和功率大，能构成伺服机构，常用于大型机器人关节的驱动。 2、气压驱动与液压驱动相比，气压驱动的特点是：（1）压缩空气黏度小，容易达到高速；（2）利用工厂集中的空气压缩机站供气，不必添加动力设备；（3）空气介质对环境无污染，使用安全，可应用于高温作业；（4）气动元件工作压力低，故制造要求比液压元件低。缺点是：（1）压缩空气常用压力为0.4～0.6MPa，若要获得较大的力，其结构就要相对增大；（2）空气压缩性大，工作平稳性差，速度控制困难，要达到准确的位置控制很困难；（3）压缩空气的除水问题是一个很重要的问题，处理不当会使钢类零件生锈，导致机器人失灵。此外，排气还会造成噪声污染。气动式驱动多用于开头控制和顺序控制的机器人。3、电动机驱动电动机驱动可分为普通交流电动机驱动，交、直流伺服电动机驱动和步进电动机驱动。普通交、直流电动机驱动需加减速装置，输出力矩大，但控制性能差，惯性大，适用于中型或重型机器人。伺服电动机和步进电动机输出力矩相对小，控制性能好，可实现速度和位置的精确控制，适用于中小型机器人。交、直流伺服电动机一般用于闭环控制系统，而步进电动机则主要用于开环控制系统，一般用于速度和位置精度要求不高的场合。但上面3种驱动都存在共同的不足，1.反应速度慢，2.耗电大或耗油多，3.体积大，4.重量太重，5灵活性差，6. 结构复杂，7.精度一般，8.控制难度大，并且现在的机器人的关节比较单一，有的只能转到，有的只能推动，有的只能摆动，不像人的关节那样灵活。根本无法满足高端技术的要求，更不要说满足智能机器人的设计要求，所以我们必须发明新的技术来满足高端智能机器人的关节要求。

发明内容