[发明专利]一种能够消除回程误差的多自由度机械臂回转方法

说明书

本发明公开了一种能够消除回程误差的多自由度机械臂回转方法。现有机械臂回转驱动系统未对回转精度进行反馈及补偿，无法实时精确调整回转位移，也无法消减因齿轮齿隙带来的回程误差。本发明选取2m个回转驱动组件中的m个作为行进驱动组，另m个回转驱动组件作为复位驱动组。向目标位置转动时行进驱动组作为动力元件。复位时复位驱动组作为动力元件。在回转中，实时根据当前的转动误差值及上一次转动时的误差信息对当前的驱动电压进行调节。本发明采用多液压马达同步驱动形式，消除单一马达的不稳定性，优化了执行器的体积，合理利用多自由度电液伺服机械臂的内部空间。本发明能够消除了回程误差。

技术领域

本发明属于回转驱动技术领域，具体涉及一种能够消除回程误差的多自由度机械臂回转方法。

背景技术

多自由度机械臂是能够模仿人体肢体部分功能并允许对其进行自动控制，使其按照预定要求输送工件或操持工具进行生产操作的自动化产设备。目前，多自由度机械臂系统广泛应用于钢铁、海洋、石油、化工、物流搬运等生产自动化行业，大大减轻了工人劳动强度和劳动条件，提高了生产效率，稳定了产品质量。现有的多自由度机械臂回转机构多为多电机驱动形式，采用多个交流电动机经减速器驱动回转装置，虽具有传动效率高、运行噪声小、可维护性好等特点，但是大功率电机体积较大、安装配合精度要求较高、制动性能较差，当驱动负载发生较大的波动时，执行器容易因刚性过载而发生故障。

液压马达回转驱动形式下的驱动功率密度，比电机驱动形式大，在满足驱动功率的前提下，可以优化执行器体积，合理利用回转系统的内部空间，降低回转系统的制造成本，同时还能在很大程度上消除和抑制负载扰动因素的影响。

目前，多液压马达同步驱动系统有CN 94278675，由东北大学设计的一种四液压马达驱动自同步振动锤及其结构参数确定方法，采用液压马达驱动、自同步传动的方式，对振动锤的结构进行创新设计，通过对振动锤结构参数的控制，达到了四液压马达驱动自同步的目的。但其集成程度较差，导致整个设备尺寸较大。

CN 203362667 U，由中联重科有限公司设计的液压马达同步驱动系统和工程机械，主要应用于混凝土搅拌机，不足之处就在于完全依靠油路调整双马达的同步性能，响应较慢，不适用于多自由度机械臂系统。且上述专利都不涉及回转精度的反馈及补偿，无法实时精确调整回转位移，对其应用于多自由度机械臂系统造成了极大的限制。因此，需发明一种适用于多自由度机械臂的电液伺服回转驱动方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够消除回程误差的多自由度机械臂回转方法。

本发明采用的回转驱动系统，包括回转本体、回转驱动组件、驱动油路和信号反馈模块。所述的回转本体包括固定底座和回转平台。所述的回转平台与固定底座构成转动副。回转平台的底部与外齿圈固定。

所述的回转驱动组件包括电液伺服马达、行星减速器和驱动齿轮。所述的驱动齿轮支承在固定底座上，且与外齿圈啮合。所述的行星减速器固定在固定底座上。行星减速器的输出轴与驱动齿轮固定。电液伺服马达固定在行星减速器上。电液伺服马达的输出轴与行星减速器的输入口固定。所述的回转驱动组件共有2m个，1≤m≤4。2m个回转驱动组件沿外齿圈的周向均布。

所述的驱动油路包括第一过滤器、第二过滤器、蓄能器、第一安全阀、第二安全阀、柱塞式液压泵、单向阀、油箱、电液比例阀和电液溢流阀。所述柱塞式液压泵的入油口与油箱通过第一过滤器连通，出油口与单向阀的输入口连通。单向阀的输出口与电液溢流阀的入油口及第二过滤器的输入口连通。电液溢流阀的出油口与油箱连通。第二过滤器的输出口与蓄能器的蓄能油口及手动球阀的一个通油口连通。手动球阀的另一个通油口与2m个电液比例阀的进油口连通。2m个电液比例阀的回油口均与油箱连通。