减震装置及其减震方法有哪些？

文章来源：上海松夏减震器有限公司 发布时间：2021-11-04 10:51

减震装置及其减震方法有哪些？

背景技术：

随着中国制造业从制造大国向制造强国转变，工业机器人在其中发挥着不可替代的重要作用。但是，机器人在运行过程中难免会产生振动，尤其是在快速加减速时。同时，机械臂停止时机械臂产生的颤动的影响也更大。如果这些振动过大，不仅会对零件造成损坏，缩短使用寿命，还会进一步影响整机性能，大大降低可靠性。为了减少机器人运行过程中产生的振动，各大厂商和科研院所都采用了各种减振方法。概括起来，主要分为三大类：主动、半主动和被动减振方法。主要采用主动减振控制 控制算法进行减振，但可靠性较差。算法结合智能阻尼材料减少振动相对较少；半主动阻尼控制主要通过控制增加的电机等阻尼元件来降低振动，但体积较大，结构复杂，成本高；被动减振主要采用橡胶材料来减振。虽然结构简单、成本低，但存在减振效果差、橡胶材料本身不稳定等缺点。

申请号2.6 的专利公开了一种使用金属橡胶用于柔性机器人关节的弹性元件。该专利主要由外圈、内圈、金属橡胶等组成，虽然也可以驱动机器人关节，有时起到阻尼的作用，但实时阻尼效果比较差，不能振动阻尼很快，阻尼效果不是很好。因此，我们提出了一种工业机器人关节主动阻尼装置来解决上述问题。

技术实现要素：

基于背景技术，有一种由外圈、内圈、金属橡胶等组成的主动阻尼装置，虽然也可以在行驶时对机器人关节进行阻尼，但实时阻尼效果比较差，且振动不能很快衰减。阻尼效果也不是一个好的技术问题。本发明提出一种用于工业机器人关节的主动阻尼装置。

本发明提供的一种工业机器人关节主动减振装置及其减振方法，包括壳体，壳体顶部固定安装有支撑座，壳体顶部可滑动地安装有滑动座，以及滑座可滑动地安装在壳体的顶部。底座的顶部固定安装有安装板，安装板的顶部穿过壳体的顶部内壁和支撑座的顶部并延伸至支撑座的顶部。外壳底部内壁固定安装纵向减震器，纵向减震器顶部固定安装水平减震器，纵向减震器内侧固定安装和水平减震器分别与第一活塞和第二活塞密封滑动安装，第一推板固定安装在第一活塞的顶部，第一推板的顶部穿过减震器的纵向顶部内壁并且可滑动地连接到滑动座椅的一侧。侧面固定安装第二推板，第二推板一侧延伸至水平减震器一侧，第二推板顶部与滑座底部固定安装，水平减震器底部内壁密封连通一凹管，纵向减震器一侧内壁密封连通水平管，回油管在水平管上密封连通。

在进一步的实施例中，所述凹管和回油管的内部密封且可转动地安装有挡板，两块挡板的一侧固定安装有同一调节轴，所述调节轴和凹管回油管既密封又转动，壳体内壁一侧固定有驱动块，驱动块为中空，驱动块内壁的一侧固定安装有一个调节电机，与调节电机和调节轴驱动连接。

在进一步的实施例中，流量控制组件包括固定安装在调节电机输出轴上的驱动轴，驱动轴外侧固定套有第一锥齿轮，调节轴底部穿入顶部。驱动块的端部延伸至驱动块的内侧，调节轴的外侧固定套设有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。

在进一步的实施例中，所述凹管外侧固定安装有第二电磁阀和第二单向阀，所述凹管上设置有第二电磁溢流阀，所述回油管设置有所述第一电磁溢流阀。溢流阀和第一电磁阀，第一单向阀固定安装在水平管的外侧，回流管的一端和水平管的一端分别位于第一活塞的上方和下方，凹管的两端分别位于第二活塞的两侧。

    优选地，一种基于上述工业机器人关节主动阻尼装置的主动阻尼方法，具体包括以下步骤：

1. 外壳通过设置的安装板安装在工业机器人的关节处。工业机器人的加速度传感器和关节处于固定状态。由于工业机器人的关节活动灵活，可以将工业机器人的关节强制分解为平行和垂直于外壳的两个力。分解后的力将作用在纵向减震器和横向减震器上。工业机器人运动过程中，plc控制板可与加速度传感器进行信息交换，确定垂直减震器和水平减震器的缓冲力方向；

2. 同时plc控制板可以根据加速度传感器的大小来选择回水管和凹管的流量。具体过程是当plc控制板通过加速度传感器检测到工业机器人的关节加速度时，plc控制板会根据加速度传感器的数值启动调整电机。当调节电机启动时，驱动轴与调节轴的联动可通过第一锥齿轮与第二锥齿轮的设定啮合关系来实现。两块挡板分别在凹管和回管内旋转，从而改变凹管和回管内液体的流动；

3. 当回流管和凹管内的液体流量调整好后，PLC控制板通过第一电磁阀、第一电池溢流阀、第二电磁阀和第二电磁溢流阀。它可以控制阻尼力的大小、方向和状态。阻尼力的大小、方向和状态根据工业机器人的关节运动实时相应变化，可以快速抵消工业机器人关节动作的振动，也能起到很好的缓冲作用;

4.第一个单向阀只能允许垂直的减震器液体流入水平管的内部，第二个单向阀只能允许凹管从右向左。止回阀只能让垂直减震器的内侧从下往上流动，第二个活塞上的流量止回阀只能让水平减震器的液体从左流出到右边。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过设置纵向减震器和横向减震器，本发明可以分解工业机器人在运行过程中关节的振动，便于主动减振控制，提高可实施性。

2. 通过第一电磁溢流阀和第一电磁阀与第二电磁阀和第二电磁溢流阀的配合，第一电磁溢流阀和第二电磁溢流阀都是电磁比例溢流阀可以精确控制阻尼力的大小、方向和状态。

3. 通过设置第一锥齿轮和第二锥齿轮的啮合关系，可以实现传动轴和调节轴的联动，可以改变运动方向，提高传动的稳定性。

      本申请实施例通过提供一种智能制造的码垛工业机器人及其减震方法，解决了现有技术中存在的问题。下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。