對稱可伸縮式機械臂制造技術

本發明專利技術公開了一種對稱可伸縮式機械臂，包括底座、置于底座內的直流伺服電機、圓弧槽夾具、支座桿、支架桿、固定電磁線圈、移動滑塊、兩個機械臂體及控制系統，所述的控制系統包括工控機、運動控制卡、電機驅動器、第一線圈驅動器、第二線圈驅動器及用于檢測移動滑塊位置的位置傳感器。本發明專利技術采用電磁線圈驅動移動滑塊在支座桿上滑動，從而驅動機械臂的伸縮；采用兩個平行四邊形機構可使得機械臂體的掌部始終保持水平；采用對稱式結構，可以實現兩側同時操作，提高裝置的穩定性和工作效率；采用電磁式圓弧槽夾具，可以實現支座桿的緊急制動。本發明專利技術的機械臂結構緊湊、操作方便，可用于碼垛、搬運等多種場合，可實現全方位操作且穩定高效。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種對稱可伸縮式機械臂，可應用于碼垛、搬運等多種場合。
技術介紹
隨著物流等行業的快速發展，用于物品搬運的機械臂方案被不斷設計并應用于工作場所，如何以緊湊的機械結構準確而高效的完成給定的任務，是多種設計方案所追求的效果。在設計機械手臂時，需根據機械手抓取重量、自由度數、工作范圍、運動速度及機械手的整體布局和工作條件等各種因素綜合考慮，以達到動作準確、可靠、靈活、結構緊湊、剛度大、自重小，從而保證一定的位置精度和響應速度。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種結構簡單緊湊、穩定性強且工作效率高的對稱可伸縮式機械臂。本專利技術的對稱可伸縮式機械臂，包括底座、置于底座內的直流伺服電機、支座桿、支架桿、固定電磁線圈、內置有磁體的移動滑塊、兩個機械臂體及控制系統； 所述的底座上部具有空心環狀柱體，支座桿下端穿過空心環狀柱體并通過轉動軸承與直流伺服電機的輸出軸相連，支座桿上端與支架桿中部固定，且支座桿與支架桿相垂直，支座桿上具有滑軌，移動滑塊和固定電磁線圈均套置于支座桿上，移動滑塊位于固定電磁線圈的上方，固定電磁線圈與底座固定，在底座的空心環狀柱體內置有兩個圓弧槽夾具，對稱分布于支座桿的兩側，圓弧槽夾具內有電磁線圈，圓弧槽夾具的圓弧槽表面有橡皮墊，支架桿上固定有用于檢測移動滑塊位置信息的位置傳感器，位置傳感器與移動滑塊相對； 所述的兩個機械臂體對稱的安裝于支座桿兩側，每個機械臂體包括前臂、后臂、第一驅動桿、第二驅動桿、肘、第一輔助桿、第二輔助桿及掌，第一驅動桿的一端與移動滑塊鉸接，另一端與后臂的中部鉸接，后臂的上端與支架桿的一側鉸接，下端與肘的一端鉸接，肘的另一端與前臂的中部鉸接，第二驅動桿的一端與第一驅動桿的中部鉸接，另一端與前臂的下端鉸接，前臂的上端與掌的中部鉸接，第一輔助桿的下端、第二輔助桿的下端均與肘的中部鉸接，第一輔助桿的上端與支架桿的端部鉸接，第二輔助桿的上端與掌的一端鉸接，掌的下端用以連接負載，第一輔助桿、后臂、肘及支架桿構成一個平行四邊形機構，第二輔助桿、前臂、肘及掌也構成一個平行四邊形機構； 所述的控制系統包括工控機、運動控制卡、用于驅動直流伺服電機的電機驅動器、用于控制固定電磁線圈的第一線圈驅動器及用于控制圓弧槽夾具內電磁線圈的第二線圈驅動器，所述的工控機與運動控制卡連接，運動控制卡的三個輸出端分別與電機驅動器的輸入端、第一線圈驅動器的輸入端及第二線圈驅動器的輸入端相連，位置傳感器的信號輸出端及直流伺服電機內編碼器的信號輸出端分別與運動控制卡的輸入端連接。本專利技術的有益效果在于:本專利技術采用電磁線圈驅動移動滑塊在支座桿上滑動，從而驅動機械臂的伸縮；采用兩個平行四邊形機構可使得機械臂體的掌部始終保持水平，以滿足工作要求；采用對稱式結構，可以實現兩側同時操作，提高裝置的穩定性和工作效率；采用電磁式圓弧槽夾具，可以實現支座桿的緊急制動。本專利技術的機械臂結構緊湊、操作方便，可用于碼垛、搬運等多種場合，并可實現全方位操作且穩定高效?！靖綀D說明】圖1是對稱可伸縮式機械臂的機械結構示意圖； 圖2是機械臂底座空心臺狀結構內的夾具結構示意圖； 圖3是對稱可伸縮式機械臂的控制系統示意圖； 圖4是對稱可伸縮式機械臂伸展時的結構示意圖。圖中，1.底座，1-1.空心臺狀結構，2.固定電磁線圈，3.移動滑塊，4.支座桿，5.支架桿，6.第一驅動桿，7.第二驅動桿，8.肘，9.后臂，10.前臂，11.掌，12.第一輔助桿，13.第二輔助桿，14.圓弧槽夾具，14-1.橡皮墊，15.位置傳感器，16.直流伺服電機，17.工控機，18.運動控制卡，19.電機驅動器，20.第一線圈驅動器，21.第二線圈驅動器?！揪唧w實施方式】下面結合附圖對本專利技術做進一步說明。參照圖1和圖2，本專利技術的對稱可伸縮式機械臂，包括底座1、置于底座內的直流伺服電機16、的支座桿4、支架桿5、固定電磁線圈2、內部置有磁體的移動滑塊3、兩個機械臂體及控制系統； 所述的底座I上部具有空心環狀柱體1-1，支座桿4下端穿過空心環狀柱體1-1并通過轉動軸承與直流伺服電機16的輸出軸相連，支座桿4上端與支架桿5中部固定，且支座桿4與支架桿5相垂直，支座桿4上具有滑軌，移動滑塊3和固定電磁線圈2均套置于支座桿4上，移動滑塊3位于固定電磁線圈2的上方，固定電磁線圈2與底座I固定，在底座I的空心環狀柱體1-1內置有兩個圓弧槽夾具14，對稱分布于支座桿4的兩側，圓弧槽夾具內有電磁線圈，圓弧槽夾具14的圓弧槽表面有橡皮墊14-1，支架桿5上固定有用于檢測移動滑塊位置信息的位置傳感器15，位置傳感器15與移動滑塊3相對，本實例中設置了兩個位置傳感器，分別位于支座桿兩側； 當底座I內的直流伺服電機16停止轉動時，支座桿4由于慣性會繼續轉動，第二線圈驅動器21控制圓弧槽夾具14內電磁線圈中的電流，從而控制電磁線圈產生磁場的強弱，此時兩個圓弧槽夾具14在內置電磁線圈產生的磁場力的作用下吸合，抱緊支座桿4，起到制動作用，圓弧槽夾具14的圓弧槽處裝有橡皮墊14-1，以增大卡緊接觸時與支座桿之間的摩擦力，使支座桿立即停止轉動；當支座桿停止轉動后，兩夾具在電磁力的作用下分離，釋放支座桿； 所述的兩個機械臂體對稱的安裝于支座桿4兩側，每個機械臂體包括前臂10、后臂9、第一驅動桿6、第二驅動桿7、肘8、第一輔助桿12、第二輔助桿13及掌11，第一驅動桿6的一端與移動滑塊3鉸接，另一端與后臂9的中部鉸接，后臂9的上端與支架桿5的一側鉸接，下端與肘8的一端鉸接，肘8的另一端與前臂10的中部鉸接，第二驅動桿7的一端與第一驅動桿6的中部鉸接，另一端與前臂10的下端鉸接，前臂10的上端與掌11的中部鉸接，第一輔助桿12的下端、第二輔助桿13的下端均與肘8的中部鉸接，第一輔助桿12的上端與支架桿5的端部鉸接，第二輔助桿13的上端與掌11的一端鉸接，第一輔助桿12、后臂9、肘8及支架桿5構成一個平行四邊形機構，第二輔助桿13、前臂10、肘8及掌11也構成一個平行四邊形機構； 所述的控制系統包括工控機17、運動控制卡18、用于驅動直流伺服電機16的電機驅動器19、用于控制固定電磁線圈2的第一線圈驅動器20及用于控制圓弧槽夾具內電磁線圈的第二線圈驅動器21 ;所述的工控當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對稱可伸縮式機械臂，其特征在于包括底座（1）、置于底座（1）內的直流伺服電機（16）、支座桿（4）、支架桿（5）、固定電磁線圈（2）、內部置有磁體的移動滑塊（3）、兩個機械臂體及控制系統；所述的底座（1）上部具有空心環狀柱體（1?1），支座桿（4）下端穿過空心環狀柱體（1?1）并通過轉動軸承與直流伺服電機（16）的輸出軸相連，支座桿（4）上端與支架桿（5）中部固定，且支座桿（4）與支架桿（5）相垂直，支座桿（4）上具有滑軌，移動滑塊（3）和固定電磁線圈（2）均套置于支座桿（4）上，移動滑塊（3）位于固定電磁線圈（2）的上方，固定電磁線圈（2）與底座（1）固定，在底座（1）的空心環狀柱體（1?1）內置有兩個圓弧槽夾具（14），對稱分布于支座桿（4）的兩側，圓弧槽夾具內有電磁線圈，圓弧槽夾具（14）的圓弧槽表面有橡皮墊（14?1），支架桿（5）上固定有用于檢測移動滑塊位置信息的位置傳感器（15），位置傳感器（15）與移動滑塊（3）相對；所述的兩個機械臂體對稱的安裝于支座桿（4）兩側，每個機械臂體包括前臂（10）、后臂（9）、第一驅動桿（6）、第二驅動桿（7）、肘（8）、第一輔助桿（12）、第二輔助桿（13）及掌（11），第一驅動桿（6）的一端與移動滑塊（3）鉸接，另一端與后臂（9）的中部鉸接，后臂（9）的上端與支架桿（5）的一側鉸接，下端與肘（8）的一端鉸接，肘（8）的另一端與前臂（10）的中部鉸接，第二驅動桿（7）的一端與第一驅動桿（6）的中部鉸接，另一端與前臂（10）的下端鉸接，前臂（10）的上端與掌（11）的中部鉸接，第一輔助桿（12）的下端和第二輔助桿（13）的下端均與肘（8）的中部鉸接，第一輔助桿（12）的上端與支架桿（5）的端部鉸接，第二輔助桿（13）的上端與掌（11）的一端鉸接，第一輔助桿（12）、后臂（9）、肘（8）及支架桿（5）構成一個平行四邊形機構，第二輔助桿（13）、前臂（10）、肘（8）及掌（11）也構成一個平行四邊形機構；所述的控制系統包括工控機（17）、運動控制卡（18）、用于驅動直流伺服電機（16）的電機驅動器（19）、用于控制固定電磁線圈（2）的第一線圈驅動器（20）、及用于控制圓弧槽夾具（14）內電磁線圈的第二線圈驅動器（21），所述的工控機（17）與運動控制卡（18）連接，運動控制卡（18）的三個輸出端分別與電機驅動器（19）的輸入端、第一線圈驅動器（20）的輸入端及第二線圈驅動器（21）的輸入端相連，運動控制卡（18）的兩個輸入端分別與位置傳感器（15）的信號輸出端及直流伺服電機（16）內編碼器的信號輸出端連接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊亮亮，葛宏偉，史偉民，許守金，鄭斌，歐陽博，
申請(專利權)人：浙江理工大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33