CN110281225A - 一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置 - Google Patents

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谢星
陆伟家
王博
吕天坤
宋振杰
柳兴旺
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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Abstract

本发明提供了一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，包括手臂抓取部件、手臂曲伸臂、基座和调控机构；手臂抓取部件与手臂曲伸臂相连接，手臂曲伸臂设置于基座中心的正上方，调控机构的电控线路分别与控制手臂抓取部件、手臂曲伸臂的电控驱动端相连接。本发明的有益效果为：发明采用六自由度机械臂配合可伸展的前抓取爪组件，可以实现前后左右360度，上下180度空间范围内抓取物体，对于复杂的物体可以进行精准抓取和放置的同时可以控制完成抓取和放置所用时间与速度，车身重量轻，质量均匀，车身更加牢固。

Description

一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置
技术领域
本发明涉及物流搬运技术领域，尤其涉及一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置。
背景技术
现有工业生产中，工件的摆放位置都是固定不变的，不适于工人对大体积组件进行柔性的装配，操作工人需要来回手动搬动工作台上的物品，耗费大量体力，而且工作效率较低，也会导致工人思维定式。因此需要一种工作台可以依据操作者和工件摆放位置的需求，灵活调整工作台的位置和抓取方式，并且可以安全稳固的锁定工件所在位置。
如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供供一种如何达到工作台在前后方向、上下方向，旋转方向及翻转角度上方便可调，并且能够对工件所需的抓取位置及摆放位置进行锁定的可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置。
本发明是通过如下措施实现的：一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，包括手臂抓取部件、手臂曲伸臂、基座和调控机构；所述手臂抓取部件与所述手臂曲伸臂相连接，所述手臂曲伸臂设置于所述基座中心的正上方，所述调控机构的电控线路分别与控制所述手臂抓取部件、手臂曲伸臂的电控驱动端相连接。
作为本发明提供的一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置进一步优化方案，所述手臂抓取部件包括前抓取爪组件，连接于所述前抓取爪组件的旋转臂，以及设置在所述旋转臂上的动力臂；动力臂用于驱动所述旋转臂带动所述前抓取爪组件进行抓取运作；实现前抓取爪组件的抓取抓闭合或者张开运动。
所述前抓取爪组件由若干个弧形前抓取爪，铰接于若干个所述弧形前抓取爪的支撑架组成，若干个所述弧形前抓取爪均匀设置在所述支撑架上；若干个弧形前抓取爪的凹弧边均匀开设有凹槽，若干个弧形前抓取爪可对称分布或者交错连接于所述支撑架上。
作为本发明提供的一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置进一步优化方案，所述手臂曲伸臂包括依次相互活动连接的前曲伸手臂、后曲伸手臂和底部云台；
所述前曲伸手臂包括支架I，设置在所述支架I上的舵机V、舵机IV和舵机III；所述舵机IV与所述舵机V上下相连接，所述舵机IV位于所述舵机V的上方；所述舵机III与所述支架I下部组合连接，用于控制所述手臂抓取部件再次上下运动。
作为本发明提供的一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置进一步优化方案，所述舵机V驱动所述手臂抓取部件旋转运动，所述舵机IV与所述支架I上部内嵌连接；所述舵机IV控制所述手臂抓取部件能够精确作上下运动。
所述舵机IV控制所述手臂抓取部件上下运动；所述舵机V驱动所述手臂抓取部件旋转运动，实现正抓，倾斜抓，倒抓。
作为本发明提供的一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置进一步优化方案，所述后曲伸手臂包括顶部铰接于所述舵机III上的支架II和活动连接于所述支架II末端的舵机II，所述支架II顶部内嵌铰接于所述舵机III。
所述舵机II与所述支架II内嵌连接，并且与其下方的所述底部移动云台相连接；所述舵机II驱动所述前曲伸手臂和所述手臂抓取部件一次粗略上下运动。
所述舵机II开启后，能够驱动所述前曲伸手臂和所述手臂抓取部件一次粗略上下运动。
所述舵机III开启后，控制手臂抓取部件二次粗略上下运动。
作为本发明提供的一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置进一步优化方案，所述底部云台包括旋转联动轴和舵机I，所述旋转联动轴与舵机I内部组合连接；所述舵机I驱动所述前曲伸手臂、后曲伸手臂和手臂抓取部件平行或垂直于所述基座做旋转运动。
作为本发明提供的一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置进一步优化方案，所述调控机构由安装在所述基座上的微控制器，所述微控制器的电控线路分别连接于所述手臂抓取部件的驱动端，前曲伸手臂电控驱动端，后曲伸手臂电控端和底部云台动力驱动端，用于控制所述手臂抓取部件，前曲伸手臂和后曲伸手臂的运动。
本发明的有益效果为：本发明采用六自由度机械臂配合可伸展的前抓取爪组件，可以实现前后左右360度，上下180度空间范围内抓取物体，对于复杂的物体可以进行精准抓取和放置的同时可以控制完成抓取和放置所用时间与速度，车身重量轻，质量均匀，车身更加牢固；本发明的可调节工作台多自由度抓取型机械臂可以通过微控制器的控制指令实现抓取要求的机械臂，可以方便灵活的调整并锁定机械手的俯高度、前后距离、俯仰角度等位置和姿态；代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害的工作环境下操作以保护人身安全，并且节约成本，大大的提高了生产率。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
图2为本发明实施例的整体结构示意图。
图3为本发明实施例的整体结构示意图。
图4为本发明实施例中手臂曲伸臂的结构示意图。
其中，附图标记为：1、手臂抓取部件；11、前抓取爪组件；12、旋转臂；13、动力臂；110、弧形前抓取爪；111、支撑架；2、手臂曲伸臂；20、前曲伸手臂；200、支架I；201、舵机V；202、舵机IV；203、舵机III；21、后曲伸手臂；210、支架II；211、舵机II；22、底部云台；220、旋转联动轴；221、舵机I；3、基座。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
参见图1至图4，本发明是：一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，包括手臂抓取部件1、手臂曲伸臂2、基座3和调控机构4；手臂抓取部件1与手臂曲伸臂2相连接，手臂曲伸臂2设置于基座3中心的正上方，调控机构4的电控线路分别与控制手臂抓取部件1、手臂曲伸臂2的电控驱动端相连接。
其中，手臂抓取部件1包括前抓取爪组件11，连接于前抓取爪组件11的旋转臂12，以及设置在旋转臂12上的动力臂13；动力臂13用于驱动旋转臂12带动前抓取爪组件11进行抓取运作；实现前抓取爪组件11的抓取抓闭合或者张开运动。
前抓取爪组件11由若干个弧形前抓取爪110，铰接于若干个弧形前抓取爪110的支撑架111组成，若干个弧形前抓取爪110均匀设置在支撑架111上；若干个弧形前抓取爪的凹弧边均匀开设有凹槽，若干个弧形前抓取爪可对称分布或者交错连接于支撑架上。
其中，手臂曲伸臂2包括依次相互活动连接的前曲伸手臂20、后曲伸手臂21和底部云台22；
前曲伸手臂20包括支架I200，设置在支架I200上的舵机V201、舵机IV202和舵机III203；舵机IV202与舵机V201上下相连接，舵机IV202位于舵机V201的上方；舵机III203与支架I200下部组合连接，用于控制手臂抓取部件1再次上下运动。
其中，舵机V201驱动手臂抓取部件1旋转运动，舵机IV202与支架I200上部内嵌连接；舵机IV控制手臂抓取部件能够精确作上下运动。
舵机IV202控制手臂抓取部件1上下运动；舵机V201驱动手臂抓取部件1旋转运动，实现正抓，倾斜抓，倒抓。
其中，后曲伸手臂21包括顶部铰接于舵机III203上的支架II210和活动连接于支架II210末端的舵机II211，支架II210顶部内嵌铰接于舵机III203。
舵机II211与支架II210内嵌连接，并且与其下方的底部移动云台22相连接；舵机II211驱动前曲伸手臂20和手臂抓取部件1一次粗略上下运动。
舵机II开启后，能够驱动前曲伸手臂20和手臂抓取部件1一次粗略上下运动。
舵机III203开启后，控制手臂抓取部件1二次粗略上下运动。
其中，底部云台22包括旋转联动轴220和舵机I221，旋转联动轴220与舵机I221内部组合连接；舵机I221驱动前曲伸手臂20、后曲伸手臂21和手臂抓取部件1平行或垂直于基座3做旋转运动。
其中，调控机构4由安装在基座3上的微控制器，微控制器的电控线路分别连接于手臂抓取部件1的驱动端，前曲伸手臂20电控驱动端，后曲伸手臂21电控端和底部云台22动力驱动端，用于控制手臂抓取部件1，前曲伸手臂20和后曲伸手臂21的运动。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，其特征在于，包括手臂抓取部件(1)、手臂曲伸臂(2)、基座(3)和调控机构(4)；所述手臂抓取部件(1)与所述手臂曲伸臂(2)相连接，所述手臂曲伸臂(2)设置于所述基座(3)上，所述调控机构的电控线路分别与控制所述手臂抓取部件(1)、手臂曲伸臂(2)的电控驱动端相连接。
2.根据权利要求1所述的可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，其特征在于，所述手臂抓取部件(1)包括前抓取爪组件(11)，连接于所述前抓取爪组件(11)的旋转臂(12)，以及设置在所述旋转臂(12)上的动力臂(13)；所述前抓取爪组件(11)由若干个弧形前抓取爪(110)，铰接于若干个所述弧形前抓取爪(110)的支撑架(111)组成，若干个所述弧形前抓取爪(110)均匀设置在所述支撑架(111)上。
3.根据权利要求1或2所述的可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，其特征在于，所述手臂曲伸臂(2)包括依次相互活动连接的前曲伸手臂(20)、后曲伸手臂(21)和底部云台(22)；
所述前曲伸手臂(20)包括支架I(200)，设置在所述支架I(200)上的舵机V(201)、舵机IV(202)和舵机III(203)；所述舵机IV(202)与所述舵机V(201)上下相连接，所述舵机IV(202)位于所述舵机V(201)的上方；所述舵机III(203)与所述支架I(200)下部组合连接，用于控制所述手臂抓取部件(1)再次上下运动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，其特征在于，所述舵机V(201)驱动所述手臂抓取部件(1)旋转运动，所述舵机IV(202)与所述支架I(200)上部内嵌连接；所述舵机IV(202)控制所述手臂抓取部件(1)上下运动。
5.根据权利要求1-4任一项所述的可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，其特征在于，所述后曲伸手臂(21)包括顶部铰接于所述舵机III(203)上的支架II(210)和活动连接于所述支架II(210)末端的舵机II(211)，所述支架II(210)顶部内嵌铰接于所述舵机III(203)；
所述舵机II(211)与所述支架II(210)内嵌连接，并且与其下方的所述底部移动云台(22)相连接；所述舵机II(211)驱动所述前曲伸手臂(20)和所述手臂抓取部件(1)一次粗略上下运动。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，其特征在于，所述底部云台(22)包括旋转联动轴(220)和舵机I(221)，所述旋转联动轴(220)与舵机I(221)内部组合连接；所述舵机I(221)驱动所述前曲伸手臂(20)、后曲伸手臂(21)和手臂抓取部件(1)平行或垂直于所述基座(3)做旋转运动。
7.根据权利要求1-6任一项所述的可调节工作台多自由度抓取型机械臂装置，其特征在于，所述调控机构由安装在所述基座(3)上的微控制器，所述微控制器的电控线路分别连接于所述手臂抓取部件(1)的驱动端，前曲伸手臂(20)电控驱动端，后曲伸手臂(21)电控端和底部云台(22)动力驱动端，用于控制所述手臂抓取部件(1)，前曲伸手臂(20)和后曲伸手臂(21)的运动。
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