CN205415621U - 智能机械手 - Google Patents

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区其安
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Abstract

本实用新型公开了只能机械设备领域的智能机械手,由固定平台、智能控制装置、智能关节、位置检测装置和监控装置构成,该智能机械手的固定平台表面设有立式固定安装支架,该智能关节具有八个自由度,分别为底座旋转、肩部升降、肘部旋转、肘部升降、腕部旋转、腕部升降、手指旋转和手指夹持,智能机械手通过高度自由度的关节设计使之能够应对各种环境下对操作的需求,且提高了操作的精度,且采用了轻量化的设计,使大量组件不必外设,减少了空间占用度,增加了该智能机械手可以操作的空间范围。

Description

智能机械手
技术领域
本实用新型属于智能装备领域,尤其是涉及一种加工制造装备中的智能机械手。
背景技术
现有背景技术下的智能机械手在满足活动的自由度前提下,存在伺服马达体积较大且容易外露,引起自身活动空间偏大的问题,并且末端手指机构的灵活度不足。而且为了节约制造成本,一般不设置力度传感器,需要按照预定的人工设置来确定夹持所需力度,或者是利用了高技术的传感器,增加了制造成本。
现有背景技术下的智能机械手的行动模式通过预先设置好的控制电路、检测装置和匹配的控制***来实现智能化操作,通常需要建立在高级编程语言的基础上才能进行,且国内的机器人偏向操控类,对语言要求低,一旦做成智能自动类,现有的程序语言与国内的硬件技术匹配度不高,若是引进国外先进技术,则会增加开发和制造成本。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有背景技术的不足的情况,提供一种新的设计方式,在控制开发制造成本的前提下,最大限度利用了智能机械手的本体内部空间,且提高智能化程度和降低设备复杂性和操作空间。
本实用新型的采用的技术方案如下:
智能机械手,由固定平台、智能控制装置、智能关节、位置检测装置和监控装置构成,所述智能机械手的固定平台表面设有立式固定安装支架,所述智能关节具有八个自由度,从下到上分别为底座旋转、肩部升降、肘部旋转、肘部升降、腕部旋转、腕部升降、手指旋转和手指夹持,所述底座旋转能够带动包括本体在内之上所有部分绕其中心旋转,所述肩部升降能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述肘部旋转能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述肘部升降能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述腕部旋转能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述腕部升降能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述手指旋转能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述手指夹持7能够通过连杆运动完成夹持松开等功能。
进一步的,所述的底座旋转的第一伺服马达位于固定平台上,所述肩部升降的第二伺服马达安装于上臂根部,所述肘部旋转的第三伺服马达安装于上臂顶部,所述肘部升降的第四伺服马达安装于下臂根部,所述腕部旋转的第五伺服马达安装于下臂顶部,所述腕部升降的第六伺服马达安装于手腕根部,所述手指旋转的第七伺服马达安装于手腕顶部,所述手指夹持的第八伺服马达安装于手腕顶部。
进一步的,所述的第一伺服马达、第二伺服马达、第三伺服马达、第四伺服马达、第五服马达、第六伺服马达、第七伺服马达和第八伺服马达的动作控制方式均为PLC控制。
进一步的,所述的第一伺服马达、第二伺服马达、第三伺服马达、第四伺服马达、第五服马达、第六伺服马达、第七伺服马达和第八伺服马达控制的模拟电路调制方式均为PWM控制。
进一步的,所述的第一伺服马达、第二伺服马达、第三伺服马达、第四伺服马达、第五服马达、第六伺服马达、第七伺服马达和第八伺服马达上分别安装有第一感应同步器、第二感应同步器、第三感应同步器、第四感应同步器、第五感应同步器、第六感应同步器、第七感应同步器和第八感应同步器。
进一步的,所述的手指夹持的夹持机构关节末端处由压敏电阻为基础的压力传感器,用于采集夹持过程中力度的实时数据反馈。
所述的手指夹持是可替换式结构,通过第七伺服马达相连的插槽固定在腕部。
本实用新型在保持原有操作需求的前提下,简化并且压缩了体积方案,在减少了空间占用率的情况下,优化了智能化程度,提高了工作效率,减少了开发制造和购买的成本。
附图说明
图1为智能机械手的主视图。
图2为智能机械手的侧视图。
图3为智能机械手的局部剖视图。
图4为智能机械手的局部剖视图。
图5为智能机械手肘部升降机构局部剖视图。
图6为智能机械手腕部升降机构局部剖视图。
其中:固定平台1、底座旋转2、腕部旋转4、腕部升降5、手指旋转6、手指夹持7、肘部升降8、肩部升降9、第一伺服马达10、第三伺服马达11、第五伺服马达12、第七伺服马达13、第二伺服马达14、第四伺服马达15、第八伺服马达16、换向器17。
具体实施方式
为了更加清晰解释本实用新型的目的、技术方案和有点,以下结合附图和实施例,对本实用新型进行进一步详细说明,此处具体描述的实施例仅用于解释本实用新型,并未限定本实用新型。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步说明。
本实施例,参照图1和图2,智能机械手自下而上分别为固定平台1、底座旋转2、肩部升降9、肘部旋转、肘部升降8、腕部旋转4、腕部升降5、手指旋转6、手指夹持7。
参照图3、图4、图5和图6,自下而上是第一伺服马达10、第二伺服马达14、第三伺服马达11、第四私服马达15、第五伺服马达12、第六伺服马达、第七伺服马达13、第八伺服马达16,特别的,因为腕部空间要求,第七伺服马达13需要配合换向器17来完成工作;所述的第一伺服马达10、第二伺服马达14、第三伺服马达11、第四私服马达15、第五伺服马达12、第六伺服马达、第七伺服马达13和第八伺服马达16上分别安装有第一感应同步器、第二感应同步器、第三感应同步器、第四感应同步器、第五感应同步器、第六感应同步器、第七感应同步器和第八感应同步器,所述的第一伺服马达、第二伺服马达、第三伺服马达、第四伺服马达、第五服马达、第六伺服马达、第七伺服马达和第八伺服马达的动作控制方式均为PLC控制。
优选的,将所有伺服马达都配置于外壳之内,降低了空间占用率,提高了智能机械手的活动范围,增加了灵便型。
在第一伺服马达10、第三伺服马达11、第五伺服马达12、第七伺服马达13、第二伺服马达14、第四伺服马达15和第八伺服马达16处,配合智能控制***的实施监测,都配合设置了位置检测装置,能根据每个伺服马达的运动情况以及部位与部位之间的关系确定每个部位与***设定的参照点的相对位移情况,完成位置检测功能。
优选的,配合智能控制***,使用的控制功能采用智能输入输出单元,具体为PID控制单元、高速计算器以及带速度补偿的模拟单元,所述的所述的第一伺服马达、第二伺服马达、第三伺服马达、第四伺服马达、第五服马达、第六伺服马达、第七伺服马达和第八伺服马达的控制的模拟电路调制方式为PWM控制,优选的,为保证控制精度,调制脉冲的极性选择双极性控制模式;优选的,SPWM波的载波频率采用5kHz;优选的,变频功率传感器和变频功率分析装置选用30kHz规格,根据上述选用的方式能够在最精简的***结构下,保证智能机械手的控制精度以及反应速度。
优选的,智能机械手的控制程序采用开源方式,通过在控制***预先设置好工作环境、工作模式、配合生产制造的程序源代码,而该源代码可通过随时调整改变程序语句来实现智能控制。
优选的,由于在手指夹持7装有高灵敏的压敏电阻为基础的传感器,可实时反馈夹持力度数据到只能控制***处,根据预定的程序,***自动判断夹持方式和力度是否合乎要求,并对应作出精确微调。
由于采用伺服马达作为驱动动力来源,可以保证智能机械手的每一个行动都能由控制***精确定位并实时掌握,再根据***的对应命令进行行动,通过设置若干同等规格的智能机械手,按照不同的功能安排在生产线上,即可实现无人值守24小时不间断生产制造活动。
以上内容是结合具体优选实施例对本实用新型作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。在不脱离本实用新型构思前提下,任何所述本实用新型技术领域的普通技术人员可以做出若干简单推演或替换,应视为本实用新型保护范围。

Claims (7)

1.智能机械手,由固定平台(1)、智能控制装置、智能关节、位置检测装置和监控装置构成,其特征在于,所述智能机械手的固定平台表面设有立式固定安装支架,所述智能关节具有八个自由度,从下到上分别为底座旋转(2)、肩部升降(9)、肘部旋转、肘部升降(8)、腕部旋转(4)、腕部升降(5)、手指旋转(6)和手指夹持(7),所述底座旋转(2)能够带动包括本体在内之上所有部分绕其中心旋转,所述肩部升降(9)能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述肘部旋转能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述肘部升降(8)能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述腕部旋转(4)能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述腕部升降(5)能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述手指旋转(6)能够带动之上所有部分绕其中心旋转,所述手指夹持(7)能够通过连杆运动完成夹持松开等功能。
2.根据权利要求1所述的智能机械手,其特征在于,所述的底座旋转(2)的第一伺服马达(10)位于固定平台上,所述肩部升降(9)的第二伺服马达(14)安装于上臂根部,所述肘部旋转(3)的第三伺服马达(11)安装于上臂顶部,所述肘部升降(8)的第四伺服马达(15)安装于下臂根部,所述腕部旋转(4)的第五伺服马达(12)安装于下臂顶部,所述腕部升降(5)的第六伺服马达安装于手腕根部,所述手指旋转(6)的第七伺服马达(13)安装于手腕顶部,所述手指夹持(7)的第八伺服马达(16)安装于手腕顶部。
3.根据权利要求2所述的智能机械手,其特征在于,所述的第一伺服马达、第二伺服马达、第三伺服马达、第四伺服马达、第五服马达、第六伺服马达、第七伺服马达和第八伺服马达的动作控制方式均为PLC控制。
4.根据权利要求2所述的智能机械手,其特征在于,所述的第一伺服马达、第二伺服马达、第三伺服马达、第四伺服马达、第五服马达、第六伺服马达、第七伺服马达和第八伺服马达控制的模拟电路调制方式均为PWM控制。
5.根据权利要求2所述的智能机械手,其特征在于,所述的第一伺服马达、第二伺服马达、第三伺服马达、第四伺服马达、第五服马达、第六伺服马达、第七伺服马达和第八伺服马达上分别安装有第一感应同步器、第二感应同步器、第三感应同步器、第四感应同步器、第五感应同步器、第六感应同步器、第七感应同步器和第八感应同步器。
6.根据权利要求1所述的智能机械手,其特征在于,所述的手指夹持(7)的夹持机构关节末端处由压敏电阻为基础的压力传感器,用于采集夹持过程中力度的实时数据反馈。
7.根据权利要求1或2所述的智能机械手,其特征在于,所述的手指夹持(7)是可替换式结构,通过第七伺服马达(13)相连的插槽固定在腕部。
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GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Su Wei

Inventor before: Qu Qian

COR Change of bibliographic data
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20161017

Address after: 521000, Guangdong, Zhongshan, Chaozhou (Chaozhou) industrial transfer industrial park, South sub Park JN06-13-1 plots (A, B, C and D buildings)

Patentee after: The British North Guangdong Ceramic Technology Co. Ltd.

Address before: 528500 Foshan, Gaoming District, Guangdong City, the streets of the village of iron and steel, the group of six West, No. 96 West

Patentee before: Qu Qian

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Granted publication date: 20160803

Termination date: 20171125

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