一種戶外表演機器人電氣系統的製作方法
2023-10-17 14:25:24 9
一種戶外表演機器人電氣系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種戶外表演機器人電氣系統。包括機器人本體、主控器、編碼器、變頻器和長度傳感器，所述機器人本體包括迴轉機構、機器人翅膀部分、機器人一級臂部分、機器人二級臂部分、機器人三級臂部分，所述機器人本體各部位各自設有驅動電機，所述變頻器與所述機器人本體各部位的驅動電機連接，所述編碼器安裝在所述迴轉機構上，所述主控器採用PLC。本發明提供的戶外表演機器人電氣系統，控制簡單、結構合理、靈活、安全、能夠對機器人各機構表演動作進行無級調速控制，並能夠精確按整機要求控制各動作速度。
【專利說明】一種戶外表演機器人電氣系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種戶外表演機器人電氣系統，特別涉及一種超大型戶外表演機器人電氣系統。
【背景技術】
[0002]隨著計算機和傳感器技術的不斷進步，機器人技術也得到快速發展。在工業製造、航天和軍事領域人們對機器人的應用已經相當成熟，人們開始考慮將機器人技術應用於民間表演，供人們娛樂。超大型戶外表演及其機器人就是其中一種。
[0003]目前，世界上僅有的超大型戶外表演類機器人為新加坡仙鶴芭蕾，其在表演時有六個動作，整體迴轉、一級臂起落、二級臂起落、三級臂(仙鶴頭)左右擺動、三級臂(仙鶴頭)上下擺動，三級臂(仙鶴頭)轉動。其中，整體迴轉、一、二級臂起落三個動作為液壓驅動，其餘頭部的三個動作均為電機驅動，且頭部很小。翅膀扇動是噴水代替，不是機械驅動。該設計控制較為複雜，不能夠實現機器人各機構表演動作的無級調速控制，不能夠精確按整機要求控制各動作的速度，因而不能做到靈活、安全可靠，不能很好的給予大眾體驗機器人的運動功能。
[0004]本發明超大型戶外表演機器人由五個動作組成，分別是整體迴轉、一級臂起落、二級臂起落、三級臂(蝴蝶身體)起落、翅膀上下扇動。五個動作均由電動機帶動液壓泵，經液壓閥驅動液壓油缸，從而實現上述運動。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供一種控制簡單、結構合理、靈活、安全、能夠對機器人各機構表演動作進行無級調速控制，並能夠精確按整機要求控制各動作速度的超大型戶外表演及其機器人。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案:
[0007]—種戶外表演機器人電氣系統，包括機器人本體、主控器、編碼器、變頻器和長度傳感器，其特徵在於，所述機器人本體包括迴轉機構、機器人翅膀部分、機器人一級臂部分、機器人二級臂部分、機器人三級臂部分，所述機器人本體各部位各自設有驅動電機，所述變頻器與所述機器人本體各部位的驅動電機連接，所述編碼器安裝在所述迴轉機構上。
[0008]其中，所述變頻器設有五個，分別為第一變頻器、第二變頻器、第三變頻器、第四變頻器和第五變頻器；所述第一變頻器與所述機器人一級臂部分驅動電機連接，所述第二變頻器與所述機器人二級臂部分驅動電機連接，所述第三變頻器與所述機器人三級臂部分驅動電機連接，所述第四變頻器與所述機器人翅膀部分驅動電機連接，所述第五變頻器與所述機器人迴轉機構驅動電機連接。。
[0009]其中，所述機器人各部位驅動電機上各自設有驅動油缸，所述長度傳感器設有四個，分別為長度第一傳感器、第二長度傳感器、第三長度傳感器和第四長度傳感器，所述第一長度傳感器與所述一級臂驅動油缸連接，所述第二長度傳感器與所述二級臂驅動油缸連接，所述第三長度傳感器與所述三級臂驅動油缸連接，所述第四長度傳感器與所述翅膀驅動油缸連接。。
[0010]另外，所述戶外表演機器人電氣系統還包括控制操作面板，所述控制操作面板上設置啟動、停止、急停按鍵。所述戶外表演機器人電氣系統還包括顯示器。所述主控器採用PLC。
[0011]所述PLC與所述變頻器、長度傳感器、編碼器、顯示器的通信選用CAN0PEN總線連接。
[0012]本發明產生的有益效果是:
[0013]1、各級臂驅動電機均採用變頻器驅動，從而實現電機的軟啟動和無級調速。
[0014]2、實現了機構各動作的無級調速控制，可精確按整機要求控制各動作的速度。
[0015]3、本發明超大型戶外表演機器人由五個動作組成，五個動作均由電動機帶動液壓泵，經液壓閥驅動液壓油缸，控制簡單、結構合理、靈活、安全可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0017]圖1是本發明一種戶外表演機器人電氣系統框圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0019]如圖1所示，本發明戶外表演機器人電氣系統，包括機器人本體、主控器、編碼器、變頻器和長度傳感器，其特徵在於，所述機器人本體包括迴轉機構、機器人翅膀部分、機器人一級臂部分、機器人二級臂部分、機器人三級臂部分，所述機器人本體各部位各自設有驅動電機，所述變頻器與所述機器人本體各部位的驅動電機連接，所述編碼器安裝在所述迴轉機構上，所述主控器採用PLC。
[0020]其中，所述變頻器設有五個，分別為第一變頻器、第二變頻器、第三變頻器、第四變頻器和第五變頻器；所述第一變頻器與所述機器人一級臂部分驅動電機連接，所述第二變頻器與所述機器人二級臂部分驅動電機連接，所述第三變頻器與所述機器人三級臂部分驅動電機連接，所述第四變頻器與所述機器人翅膀部分驅動電機連接，所述第五變頻器與所述機器人迴轉機構驅動電機連接。
[0021]其中，所述機器人各部位驅動電機上各自設有驅動油缸，所述長度傳感器設有四個，分別為第一長度傳感器、第二長度傳感器、第三長度傳感器和第四長度傳感器，所述第一長度傳感器與所述一級臂驅動油缸連接，所述第二長度傳感器與所述二級臂驅動油缸連接，所述第三長度傳感器與所述三級臂驅動油缸連接，所述第四長度傳感器與所述翅膀驅動油缸連接。
[0022]另外，所述戶外表演機器人電氣系統還包括控制操作面板，所述控制操作面板上設置啟動、停止、急停按鍵。所述戶外表演機器人電氣系統還包括顯示器。所述主控器採用PLC0所述PLC與所述變頻器、長度傳感器、編碼器、顯示器的通信選用CAN0PEN總線連接。
[0023]本發明在使用時，將電源選用三相1kV高壓電源，之後經變壓器將1kV變為400V。
[0024]由於各級臂驅動電機均採用變器驅動，從而可以實現電機的軟啟動和無級調速。
[0025]在一級臂驅動油缸、二級臂驅動油缸、三級臂驅動油缸和翅膀驅動油缸上分別安裝第一長傳感器、第二長度傳感器、第三長度傳感器和第四長度傳感器，用以檢測油缸伸長量。控制器採集這些信號後，經處理計算出油缸的長度及速度，並反饋給變頻器控制，實現各級臂及翅膀的精確控制。
[0026]在迴轉機構上安裝編碼器，用於檢測迴轉角度，控制器採集這些信號後，經處理計算出迴轉平臺的角度及速度，並反饋給變頻器控制，實現迴轉平臺的精確控制。
[0027]另外，由於主控器選用PLC，可靠性更高。
[0028]設置控制操作面板，面板設置啟動、停止、急停等按鍵，這些操作信號接入PLC輸入點。
[0029]設置顯示器，用以進行工況監控、報警指示、故障存儲、保養提示等。
[0030]PLC與變頻器、長度傳感器、編碼器、顯示器的通信選用CAN0PEN總線。
[0031]PLC具有乙太網通信功能，以便與工控機等設備進行。
[0032]另外，電源可採用發電機組替代。PLC與變頻器、長度傳感器、編碼器、顯示器的通信可選用 PR0FIBUS、PR0FINET、DeviceNet 等總線方式。
[0033]最後應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種戶外表演機器人電氣系統,包括機器人本體、主控器、編碼器、變頻器和長度傳感器，其特徵在於，所述機器人本體包括迴轉機構、機器人翅膀部分、機器人一級臂部分、機器人二級臂部分、機器人三級臂部分，所述機器人本體各部位各自設有驅動電機，所述變頻器與所述機器人本體各部位的驅動電機連接，所述編碼器安裝在所述迴轉機構上。
2.根據權利要求1所述的一種戶外表演機器人電氣系統，其特徵在於，所述變頻器設有五個，分別為第一變頻器、第二變頻器、第三變頻器、第四變頻器和第五變頻器。
3.根據權利要求1所述的一種戶外表演機器人電氣系統，其特徵在於，所述長度傳感器設有四個，分別為第一長度傳感器、第二長度傳感器、第三長度傳感器和第四長度傳感器。
4.根據權利要求1所述的一種戶外表演機器人電氣系統，其特徵在於，所述第一變頻器與所述機器人一級臂部分驅動電機連接，所述第二變頻器與所述機器人二級臂部分驅動電機連接，所述第三變頻器與所述機器人三級臂部分驅動電機連接，所述第四變頻器與所述機器人翅膀部分驅動電機連接，所述第五變頻器與所述機器人迴轉機構驅動電機連接。
5.根據權利要求1所述的一種戶外表演機器人電氣系統，其特徵在於，所述機器人各部位驅動電機上各自設有驅動油缸。
6.根據權利要求1所述的一種戶外表演機器人電氣系統，其特徵在於，所述第一長度傳感器與所述一級臂驅動油缸連接，所述第二長度傳感器與所述二級臂驅動油缸連接，所述第三長度傳感器與所述三級臂驅動油缸連接，所述第四長度傳感器與所述翅膀驅動油缸連接。
7.根據權利要求1所述的一種戶外表演機器人電氣系統，其特徵在於，還包括控制操作面板，所述控制操作面板上設置啟動、停止、急停按鍵。
8.根據權利要求1所述的一種戶外表演機器人電氣系統，其特徵在於，還包括顯不器。
9.根據權利要求1所述的一種戶外表演機器人電氣系統，其特徵在於，所述？IX與所述變頻器、長度傳感器、編碼器、顯示器的通信選用總線連接。
【文檔編號】G05B19/418GK104345703SQ201310330860
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月1日 優先權日:2013年8月1日
【發明者】耿躍海 申請人:常州超感官智能裝備有限公司