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六轴机械臂协作机器人 (YSS)
2020年10月31日

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     六轴机械臂是由电机、驱动、传感器、减速机一体化的关节模组组成,结构紧凑、小巧,易于桌面布置,有效载荷达到3Kg以上,工作半径达到500mm以上。其驱动、控制均可以做到开源。软硬件基于TI TMS320F28069 DSP和MATLAB/Simulink开发,可结合计算机仿真和嵌入式实时控制技术,能实现硬件在回路(HIL)和快速控制原型(RCP)设计的功能。支持进行协作机械臂、机器人、直驱电机驱动器、运动控制、机器人拖动示教、碰撞保护、****动力学控制、神经网络等智能控制算法的研究。能支持和帮助研究人员搭建电控系统、快速验证驱动和控制算法、能支持创新教学、支撑论文发表和支撑科研项目开发。

产品参数:

1.供电电压功耗: 直流48V供电,抓取3kg的负载,运行时功率小于300W

2.环境温度: 0-50°C

3.湿度: 90%相对湿度(非冷凝)

4。碰撞保护: 碰到硬质障碍物可进入保护

5.有效载荷: 3kg

6.高度: 805mm

7。工作半径: 500mm

8。自由度: 6个旋转关节(自由度)

9。编程和控制接口: 可通过串口给控制器发送末端位置的坐标点和输出断面的角度,实现点到点的控制;也可以通过C语言编程,把轨迹位置写入到DSP控制卡中,实现轨迹的控制

10.重复精度: ±0.05mm,带有效载荷

11.拖动编程: 预计2019年4-5月可以实现

12.轴: 工作范围 最大速度

13.基座(1轴): ±360° ±180°/s

14。肩部(2轴): ±180° ±180°/s

15.肘部(3轴): ±180° ±180°/s

16.腕部1(4轴): ±180° ±180°/s

17.腕部2(5轴): ±180° ±180°/s

(1)关节伺服驱动器

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    机械臂关节伺服驱动器是专为机器人一体化关机模组定制的一款全新高性能低压直流全闭环全数字伺服驱动器,采用TI TMS320F28069 DSP芯片作为主处理器,能实现关节模组用无框力矩电机的电流、速度、位置精确控制。

    具有高动态位置伺服性能,大峰值转矩,低速运行平滑,抗干扰能力强,具有欠压、过压、过流、堵转、Hall或编码器异常报警等功能。机械臂关节伺服驱动器性能达到国内外伺服驱动器的一流水平。

机械臂关节伺服驱动器体积小巧,能嵌入到关节模组中,安装调试简单方便。

    伺服驱动器的软件

含有电流、速度、位置三闭环,提供开源的技术,可以掌握直流供电的交流伺服驱动器详细的设计方法,包括SVPWM、FOC磁场定向控制、三闭环、CAN总线通讯、电机保护等机器人关键技术。

    软件包括:


1) IO模块:AD相电流采集、SPI****值编码器读取、增量式光电编码器信号读取、SVPWM信号输出、CAN总线通讯模块

2) 实时代码生成组件TI Target:集成于MATLAB/Simulink环境中,实现由MATLAB /Simulink模型自动生成TI DSP目标代码

3) 伺服三闭环软件和电机运行软件模块:实现力矩电机的三闭环伺服控制,以及电机运行需要的软件;

4) TI DSP目标软件:运行于TI DSP控制卡上,是Simulink生成的控制软件;

5) CAN总线通讯软件模块;

6) 监控软件:能实现4个变量实时显示、10个变量在线实时修改,数据保存,数据回显等

   产品参数如下:

  • 供电电压: 48V(开关电源或电池供电)

  • 每路输出电流: 持续电流6A,峰值 18A

  • 控制方式: 串口、CAN总线通讯,支持力矩、速度和位置模式

  • 适配电机: 低压无框力矩电机或其它交流伺服电机、永磁同步电机

  • 总线通讯: CAN总线

  • 异常保护: 具备欠压、过压、过载、过流、堵转、编码器异常等故障报警输出

  • 双编码器: 减速机输出端闭环反馈用单圈相对式编码器,编码器20000线
    机械臂关节端用17位****式磁编码器,支持BISS协议,也可以定制支持SSI、SPI、485的****值编码器

  • 控制器: 内置梯形加减速曲线

  • 电磁抱闸控制: 启动24VDC,保持会降低电流(关节模组未添加该功能,后续可以添加)

  • 制动电阻: 支持。大惯量大负载的应用场景,需要在电源处外接制动电阻,保护控制器

  • 冷却方式: 自然冷却或外加散热器

  • 防护等级: IP54(驱动板带外壳、散热板);IP20(驱动板)

  • 位置误差控制精度: ±10 Pulse(80000个脉冲一圈)

  • 速度控制精度: ±2 rpm@1000RPM(速度闭环模式),在位置模式下,可以实现更好的低速性能,可以一个脉冲一个脉冲地控制转动的角度

  • 使用场合: 尽量避免粉尘、油雾及腐蚀性气体

  • 工作温度: -20℃-70℃

  • 保存温度: -20℃-+80℃

  • 工作湿度: 40-90%RH

  • 振动: 5.9 m/s2 Max

  • 重量: 约0.2kg


(2) 关节模组

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    机械臂关节模组由伺服电机驱动器、无框力矩电机、谐波减速机、光电编码器(减速机前)、****值编码器(减速机后,测量机械臂的输出轴的****角度)、机械抱闸、输出轴等部件组成,并集成在一个模块化组件中,封装成适合多轴机械臂的关节,也可以作为其它自动化设备使用。具有传动效率更高,结构紧凑,能实现更大的连续转矩和瞬间大扭矩输出,“小身材,大力气”的特点。

产品特点:

小巧:符合工业型、服务型机器人结构紧凑、运动灵活的设计特点

轻盈:电机、减速器、传感器、驱动器等一体化设计,最大化减少体积和质量

精确:关节模组输出端重复定位精度高于0.001o

有力:输出连续扭矩为11N.m。额定转速****可达35RPM,加速度可达10RPS/S

方便:常规为48VDC供电,24~48VDC之间供电可选,满足服务型机器人等电池供电的特点

开放:CAN总线通信,支持大部分主流机器人控制器

 

末端三个关节模组的参数如下:

1. 型号:HM-RJS14

2. 关节重量:约2kg

3. 关节直径:90mm

4。 关节高度:100mm

5. 关节长度:128mm

6。 转动精度:2arcmin

7。 额定转速:35rpm

8. 许用负载转矩:28N*m

9. 平均负载转矩:11N*m

10. 最大瞬时转矩:54N*m

11. 增量编码器:20000P/R

12。 ****值编码器:17Bit

13。 防护等级:IP54

1. 型号:HM-RJS20

2. 关节重量:约3kg

3. 关节直径:100mm

4。 关节高度:114mm

5. 关节长度:144mm

6。 转动精度:1。5arcmin

7. 额定转速:30rpm

8。 许用负载转矩:82N*m

9. 平均负载转矩:49N*m

10。 最大瞬时转矩:147N*m

11。 增量编码器:20000P/R

12. ****值编码器:17Bit

13. 防护等级:IP54

 

底部三个关节模组的具体参数如下:

1. 型号:HM-RJS20

2。 关节重量:约3kg

3。 关节直径:100mm

4。 关节高度:114mm

5。 关节长度:144mm

6。 转动精度:1。5arcmin

7. 额定转速:30rpm

8. 许用负载转矩:82N*m

9. 平均负载转矩:49N*m

10。 最大瞬时转矩:147N*m

11. 增量编码器:20000P/R

12. ****值编码器:17Bit

13. 防护等级:IP54

 机器人技术支持:杨工 180010308796   QQ:1755105676


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