申请/专利权人：佛山市增广智能科技有限公司

申请日：2019-06-19

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110181483B

主分类号：B25J9/00

分类号：B25J9/00;B25J19/02;F16H59/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.09.24#实质审查的生效;2019.08.30#公开

摘要：本发明涉及一种协作式滑台，包括滑行组件、传动组件、测量组件和控制器，所述传动组件包括螺母、丝杆和电机，螺母套置在丝杆上，电机带动丝杆旋转，螺母沿丝杆移动，所述滑行组件包括滑台和滑轨，所述滑台以滑行方式设置在滑轨上，滑台和螺母之间通过限位组件连接，螺母带动滑台沿滑轨滑行，所述测量组件包括尺子和测量头，所述尺子设置在滑轨一侧，所述测量头设置在滑台上随滑台移动，所述电机、测量组件分别和控制器电连接，电机将螺母移动数据传递给控制器，测量组件将滑台移动数据传递给控制器，以使控制器计算出滑台受到的压力值以及位移信息。控制器计算出滑台承受的阻力控制滑台启停，提高协作式滑台的安全性，防止意外发生。

主权项：1.一种协作式滑台，包括滑行组件、传动组件、测量组件和控制器，其特征在于：所述传动组件包括螺母、丝杆和电机，螺母套置在丝杆上，电机带动丝杆旋转，螺母沿丝杆移动，所述滑行组件包括滑台和滑轨，所述滑台以滑行方式设置在滑轨上，滑台和螺母之间通过限位组件连接，螺母带动滑台沿滑轨滑行，所述测量组件包括尺子和测量头，所述尺子设置在滑轨一侧，所述测量头设置在滑台上随滑台移动，所述电机、测量组件分别和控制器电连接，电机将螺母移动数据传递给控制器，测量组件将滑台移动数据传递给控制器，以使控制器计算出滑台受到的压力值以及位移信息；所述限位组件包括第一弹簧、第二弹簧和滑轴，所述滑轴设置在滑台的底部，所述第一弹簧、螺母和第二弹簧依次套置在滑轴上，第一弹簧一端抵靠在滑轴一端部，第一弹簧另一端部抵靠在螺母上，第二弹簧一端抵靠在滑轴另一端部，第二弹簧另一端抵靠在螺母上，第一弹簧和第二弹簧限制螺母沿滑轴滑行。

全文数据：协作式滑台及其压力计算方法技术领域本发明涉及协作机器人领域，特别涉及一种协作式滑台及其压力计算方法。背景技术协作机器人（collaborativerobot）简称cobot或co-robot，是设计和人类在共同工作空间中有近距离互动的机器人。到2010年为止，大部分的工业机器人是设计自动作业或是在有限的导引下作业，因此不用考虑和人类近距离互动，其动作也不用考虑对于周围人类的安全保护，而这些都是协作式机器人需要考虑的机能。传统工业机器人在工作时，受限于技术和历史原因，为了保证安全需要采取某些措施把人类排除在工作区域外，协作机器人的目的就是为了把机器人的重复性能和人类独特的技巧灵活性与能力结合起来，提高生产效率。目前的协作式滑台，在滑台下方增设压力传感器，压力传感器与控制器电连接，当滑台受到压力时，压力数据传递给控制器，控制器根据压力值与预设值对比，即可判断出滑台是否受到外界阻力以及阻力值，从而使控制器可以及时停止滑台移动，保证安全，但是上述压力计算方法，压力测量准确，但无法测量位移信息，若滑台通过丝杆传动，通过结合电机数据也能测量出滑块的位移信息，但是由于丝杆的精准度不高，导致测量出的滑块的位移信息不精准，误差较大。发明内容本发明提供一种既可以测量压力值也可以测量位移信息，测量准确且测量方式简单的一种协作式滑台及其压力计算方法。本发明的目的是这样实现的：一种协作式滑台，包括滑行组件、传动组件、测量组件和控制器，所述传动组件包括螺母、丝杆和电机，螺母套置在丝杆上，电机带动丝杆旋转，螺母沿丝杆移动，所述滑行组件包括滑台和滑轨，所述滑台以滑行方式设置在滑轨上，滑台和螺母之间通过限位组件连接，螺母带动滑台沿滑轨滑行，所述测量组件包括尺子和测量头，所述尺子设置在滑轨一侧，所述测量头设置在滑台上随滑台移动，所述电机、测量组件分别和控制器电连接，电机将螺母移动数据传递给控制器，测量组件将滑台移动数据传递给控制器，以使控制器计算出滑台受到的压力值以及位移信息。所述滑台和螺母之间通过限位组件连接，当滑台没有受到外界阻力时，螺母带动滑台移动，螺母移动距离与滑台移动距离一致，当滑台受到外界阻力时，螺母挤压限位组件并带动滑台移动，导致滑台移动距离与螺母移动距离不一致，控制器通过滑台移动距离与螺母移动距离计算出滑台承受的阻力以及计算出阻力是否大于预设值，从而控制滑台启停，大大提高协作式滑台的安全性，防止意外发生。本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：进一步地，所述限位组件包括第一弹簧、第二弹簧和滑轴，所述滑轴设置在滑台的底部，所述第一弹簧、螺母和第二弹簧依次套置在滑轴上，第一弹簧一端抵靠在滑轴一端部，第一弹簧另一端部抵靠在螺母上，第二弹簧一端抵靠在滑轴另一端部，第二弹簧另一端抵靠在螺母上，第一弹簧和第二弹簧限制螺母沿滑轴滑行。所述滑台受到外界阻力时，螺母沿丝杆滑行过程压缩弹簧，直至丝杆推动滑台移动，造成滑台与螺母产生位移差，控制器通过弹簧的弹性系数结合位移差计算出滑台承受的压力值，从而判断出滑台是否受到外界阻力，及时停止滑台运行，提高协作式滑台的安全性。进一步地，所述第一弹簧和第二弹簧均为弹性系数相同的弹簧。一种协作式滑台的压力计算方法：步骤一，计算螺母移动距离：控制器记录伺服电机旋转角度为a，螺母的导程为d，控制器计算出螺母的位移L1，L1=a*d；步骤二，计算滑台移动距离：测量组件记录测量头在尺子的位移信息至控制器，从而获知滑台移动距离L2；步骤三，记录第一弹簧和第二弹簧的弹力系数K至控制器；步骤四，控制器计算滑台受到压力值F：F=k*（L1-L2）；步骤五，若压力值F等于0时，则表示滑台没有受到压力，若压力值F大于0时，则表示滑台受到压力，若压力值F大于控制器的压力预设值，控制器可以停止电机运行，从而停止滑台移动。上述计算方法，磁栅尺可以直接测量出滑台移动距离，并反馈至控制器，电机将相应数据传动给控制器，控制器可以计算出螺母移动距离，控制器通过滑台移动距离与螺母移动距离计算出滑台的受到的压力值，从而判断出滑台是否受到外界阻力，以及判断出压力值是否超出预设值，从而控制电机启停，实现滑台移动或停止，提高协作式滑台的安全性，避免意外发生。而且，本发明设置有第一弹簧和第二弹簧，当控制器停止滑台移动后，用户也可以通过控制器再次启动电机并改变电机旋转角度，螺母压缩第一弹簧或第二弹簧并继续沿丝杆移动改变螺母的位移L1，从而增加压力值，当压力值大于坐于滑台上的阻碍物的阻力时，螺母可以带动滑台继续滑行，维持协作式滑台正常工作，相比现有的协作式滑台受到阻力时负荷增加，导致电机的电流增大，需要增设调节器去调整电机的电流，而且调节器结构复杂，成本较高，用户调节较为复杂，本发明通过调整控制器改变电机的旋转角度等参数即可，无需增加调节器，降低成本，而且调节方式简单，用户使用更方便。本发明的有益效果如下：本发明，所述滑台和螺母之间通过限位组件连接，当滑台没有受到外界阻力时，螺母带动滑台移动，螺母移动距离与滑台移动距离一致，当滑台受到外界阻力时，螺母挤压限位组件并带动滑台移动，导致滑台移动距离与螺母移动距离不一致，而且，控制器通过滑台移动距离与螺母移动距离计算出滑台承受的阻力以及计算出阻力是否大于预设值，从而控制滑台启停，大大提高协作式滑台的安全性，防止意外发生。本发明，所述滑台受到外界阻力时，螺母沿丝杆滑行过程压缩弹簧，直至丝杆推动滑台移动，造成滑台与螺母产生位移差，控制器通过弹簧的弹性系数结合位移差计算出滑台承受的压力值，从而判断出滑台是否受到外界阻力，及时停止滑台运行，提高协作式滑台的安全性。本发明的计算方法，磁栅尺可以直接测量出滑台移动距离，并反馈至控制器，电机将相应数据传动给控制器，控制器可以计算出螺母移动距离，控制器通过滑台移动距离与螺母移动距离计算出滑台的受到的压力值，从而判断出滑台是否受到外界阻力，以及判断出压力值是否超出预设值，从而控制电机启停，实现滑台移动或停止，提高协作式滑台的安全性，避免意外发生。本发明设置有第一弹簧和第二弹簧，当控制器停止滑台移动后，用户也可以通过控制器再次启动电机并改变电机旋转角度，螺母压缩第一弹簧或第二弹簧并继续沿丝杆移动改变螺母的位移L1，从而增加压力值，当压力值大于坐于滑台上的阻碍物的阻力时，螺母可以带动滑台继续滑行，维持协作式滑台正常工作，相比现有的协作式滑台受到阻力时负荷增加，导致电机的电流增大，需要增设调节器去调整电机的电流，而且调节器结构复杂，成本较高，用户调节较为复杂，本发明通过调整控制器改变电机的旋转角度等参数即可，无需增加调节器，降低成本，而且调节方式简单，用户使用更方便。附图说明图1为本发明的协作式滑台的示意图。图2为本发明的协作式滑台的分解图。图3为本发明的协作式滑台的主视图（除外壳）。图4为本发明的协作式滑台的剖面示意图。图5为本发明的协作式滑台的滑台和螺母通过限位组件装配示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：实施例，结合图1到图5所示，一种协作式滑台11，包括滑行组件1、传动组件2、测量组件、限位组件4和控制器5，所述滑行组件1包括滑台11和滑轨12，所述测量组件包括尺子和测量头，所述测量组件为磁栅尺3，尺子为磁性尺31，测量头为磁头32。所述滑台11以滑行方式设置在滑轨12上，所述磁头32设置在滑台11上，磁性尺31设置在滑轨12一侧且与滑轨12平行，磁栅尺3和控制器5电连接，所述滑台11沿滑轨12滑行时，磁栅尺3记录磁头32位置数据，从而测量出滑台11沿滑轨12滑行的距离。所述传动组件2包括螺母21、丝杆22和电机23，所述螺母21套置在丝杆22上，丝杆22和电机23连接，电机23带动丝杆22旋转，从而使螺母21沿丝杆22滑行，而且电机23和控制器5电连接，电机23将螺母21的移动数据传递给控制器5。所述限位组件4包括第一弹簧41、第二弹簧42和滑轴43，所述第一弹簧41和第二弹簧42均为弹力系数相同的弹簧。所述滑轴43设置在滑台11底部，所述第一弹簧41、螺母21和第二弹簧42依次套置在滑轴43上，所述第一弹簧41一端抵靠在滑轴43一端部，第一弹簧41另一端抵靠在螺母21上，所述第二弹簧42一端抵靠在滑轴43另一端部，第二弹簧42另一端抵靠在螺母21上，第一弹簧41和第二弹簧42限制螺母21移动，实现滑台11和螺母21连接，从而使滑台11跟随螺母21移动。所述协作式滑台11的压力计算方法：步骤一，计算螺母21移动距离：控制器5记录伺服电机23旋转角度为a，螺母21的导程为d，控制器5计算出螺母21的位移L1，L1=a*d。步骤二，计算滑台11移动距离：磁栅尺3记录磁头32位于磁性尺31位移信息至控制器5，从而获知滑台11移动距离L2。步骤三，记录第一弹簧41和第二弹簧42的弹力系数K至控制器5。步骤四，控制器5计算滑台11受到压力值F：F=k*（L1-L2）。步骤五，若压力值F等于0时，则表示滑台11没有受到压力，若压力值F大于0时，则表示滑台11受到压力，若压力值F大于控制器5的压力预设值，控制器5可以停止电机23运行，从而停止滑台11移动。所述控制器5计算出压力值F大于0时，表示滑台11受到外界阻力，若压力值F大于预设值时，表示滑台11受到的外界阻力大于设定范围，此时控制器5停止电机23动作，从而停止滑台11移动，防止意外发生，从而提高协作式滑台11的安全性。本发明设置有第一弹簧41和第二弹簧42，当控制器5停止滑台11移动后，用户也可以通过控制器5再次启动电机23并改变电机23旋转角度，螺母21压缩第一弹簧41或第二弹簧42并继续沿丝杆22移动改变螺母21的位移L1，从而增加压力值，当压力值大于坐于滑台11上的阻碍物的阻力时，螺母21可以带动滑台11继续滑行，维持协作式滑台正常工作，相比现有的协作式滑台受到阻力时负荷增加，导致电机23的电流增大，需要增设调节器去调整电机的电流，而且调节器结构复杂，成本较高，用户调节较为复杂，本发明通过调整控制器5改变电机23的旋转角度等参数即可，无需增加调节器，降低成本，而且调节方式简单，用户使用更方便。本发明所述测量组件也可以为光栅尺，尺子也可以为标尺光栅，测量头也可以为光栅读数头，采用光栅尺也能实现位移信息的准确测量。

权利要求：1.一种协作式滑台，包括滑行组件、传动组件、测量组件和控制器，其特征在于：所述传动组件包括螺母、丝杆和电机，螺母套置在丝杆上，电机带动丝杆旋转，螺母沿丝杆移动，所述滑行组件包括滑台和滑轨，所述滑台以滑行方式设置在滑轨上，滑台和螺母之间通过限位组件连接，螺母带动滑台沿滑轨滑行，所述测量组件包括尺子和测量头，所述尺子设置在滑轨一侧，所述测量头设置在滑台上随滑台移动，所述电机、测量组件分别和控制器电连接，电机将螺母移动数据传递给控制器，测量组件将滑台移动数据传递给控制器，以使控制器计算出滑台受到的压力值以及位移信息。2.根据权利要求1所述协作式滑台，其特征在于：所述限位组件包括第一弹簧、第二弹簧和滑轴，所述滑轴设置在滑台的底部，所述第一弹簧、螺母和第二弹簧依次套置在滑轴上，第一弹簧一端抵靠在滑轴一端部，第一弹簧另一端部抵靠在螺母上，第二弹簧一端抵靠在滑轴另一端部，第二弹簧另一端抵靠在螺母上，第一弹簧和第二弹簧限制螺母沿滑轴滑行。3.根据权利要求2所述协作式滑台，其特征在于：所述第一弹簧和第二弹簧均为弹性系数相同的弹簧。4.根据权利要求1所述协作式滑台，其特征在于：所述测量组件为磁栅尺，所述尺子为磁性尺，所述测量头为磁头。5.根据权利要求1所述协作式滑台，其特征在于：所述测量组件为光栅尺，所述尺子为标尺光栅，所述测量头为光栅读数头。6.一种如权利要求1-3任一所述协作式滑台的压力计算方法：步骤一，计算螺母移动距离：控制器记录伺服电机旋转角度为a，螺母的导程为d，控制器计算出螺母的位移L1，L1=a*d；步骤二，计算滑台移动距离：测量组件记录测量头在尺子的位移信息至控制器，从而获知滑台移动距离L2；步骤三，记录第一弹簧和第二弹簧的弹力系数K至控制器；步骤四，控制器计算滑台受到压力值F：F=k*（L1-L2）；步骤五，若压力值F等于0时，则表示滑台没有受到压力，若压力值F大于0时，则表示滑台受到压力，若压力值F大于控制器的压力预设值，控制器可以停止电机运行，从而停止滑台移动。

百度查询： 佛山市增广智能科技有限公司 协作式滑台及其压力计算方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD