CN112405609A - 一种具有定位装置的智能液压式机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有定位装置的智能液压式机械臂，包括底座、机械臂组件和夹持头组件，所述底座底部通过安装台固定在地面或者机箱上，所述底座上方设有旋转座，所述第二安装耳内通过第二销轴安装有连接座，所述机械臂组件顶部通过三角连接件与小臂连接，所述小臂的末端安装有直角连接件，所述夹持头组件右侧固定安装有夹持座，所述夹持座右侧转动连接有夹持件。该具有定位装置的智能液压式机械臂，设置有红外传感器，对夹持头组件右侧进行检测，待夹持的物品位于两个红外传感器之间时，两个红外传感器均无法检测到物品存在，这时红外传感器发送信号给控制台，控制台控制机械臂向右移动进行下一步的夹持，便于夹持过程中的定位准确。

Description

一种具有定位装置的智能液压式机械臂

技术领域

本发明涉及液压式机械臂技术领域，具体为一种具有定位装置的智能液压式机械臂。

背景技术

机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配,安全防爆等领域得到广泛应用，机械臂是一个复杂系统,存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务,需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。

但是在现有的机械臂中，大多是通过电缸以及电机实现转动与伸缩，这样的结构使得机械臂的负载较小，不利于夹持较重的物品，而液压式的机械臂负载较大，但是又存在不够精确的问题，所以需要设计一种能够定位的液压式机械臂，使得机械臂能够负载较大的情况下，不丢失精确定位的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有定位装置的智能液压式机械臂，以解决上述背景技术中提出的现有的机械臂中，大多是通过电缸以及电机实现转动与伸缩，这样的结构使得机械臂的负载较小，不利于夹持较重的物品，而液压式的机械臂负载较大，但是又存在不够精确的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有定位装置的智能液压式机械臂，包括底座、机械臂组件和夹持头组件，

底座，所述底座包括安装台、旋转座、第一安装耳、第一销轴、第一液压杆、第二安装耳、第二销轴、驱动电机和转动座，所述底座底部通过安装台固定在地面或者机箱上，所述底座上方设有旋转座，所述旋转座右侧固定有第一安装耳，所述第一安装耳内通过第一销轴转动安装有连接座，所述旋转座上方固定安装有第二安装耳，所述第二安装耳内通过第二销轴安装有连接座；

机械臂组件，所述机械臂组件包括第三安装耳、第三销轴、第四安装耳、第四销轴、第二液压杆、三角连接件、第五销轴、第三液压杆、小臂、直角连接件和第六销轴，所述机械臂组件位于底座的上方，所述机械臂组件底部安装有第三安装耳和第四安装耳，所述机械臂组件顶部通过三角连接件与小臂连接，所述小臂的末端安装有直角连接件；

夹持头组件，所述夹持头组件包括夹持座、红外传感器、夹持件、第四液压杆、连接杆和传动杆，所述夹持头组件通过直角连接件安装在机械臂组件的右侧，所述夹持头组件右侧固定安装有夹持座，所述夹持座右侧转动连接有夹持件，所述夹持件内转动连接有传动杆，所述夹持头组件内部安装有第四液压杆。

优选的，所述第一液压杆的两端分别与第一销轴和第三销轴上的连接座连接。

优选的，所述底座内安装有驱动电机，且驱动电机的输出轴上安装有转动座，所述转动座与旋转座的底部固定连接。

优选的，所述第四安装耳内贯穿有第四销轴，且第四销轴上通过连接座与第二液压杆的底部连接。

优选的，所述三角连接件内安装有三个第五销轴，所述小臂内的第五销轴通过连接座与第二液压杆的顶部连接。

优选的，所述第三液压杆的两端通过连接座与三角连接件顶部的第五销轴和直角连接件顶部的第六销轴连接。

优选的，所述夹持座前端和后端安装有红外传感器。

优选的，所述第四液压杆前端贯穿夹持座，且第四液压杆通过顶部的连接杆和传动杆连接。

优选的，所述控制台位于底座的左侧，且控制台通过连接线与第一液压杆、驱动电机、第二液压杆、第三液压杆、红外传感器和第四液压杆电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具有定位装置的智能液压式机械臂，

(1)设置有红外传感器，红外传感器安装在夹持座的前端和后端，对夹持头组件右侧进行检测，待夹持的物品位于两个红外传感器之间时，两个红外传感器均无法检测到物品存在，这时红外传感器发送信号给控制台，控制台控制机械臂向右移动进行下一步的夹持，便于夹持过程中的定位准确；

(2)设置有驱动电机和转动座，驱动电机安装在底座内，驱动电机顶部安装有转动座，驱动电机的输出轴带动转动座转动，转动座带动旋转座旋转，便于机械臂在水平面内旋转；

(3)设置有第一液压杆、第二液压杆和第三液压杆，第一液压杆安装在旋转座与机械臂组件之间，便于机械臂组件在竖直平面内的旋转，第二液压杆安装在机械臂组件与小臂之间，便于小臂的旋转，第三液压杆安装在小臂与夹持头组件之间，便于夹持头组件的旋转，通过三个液压杆的作用，实现了机械臂的灵活伸缩与移动；

(4)设置有第四液压杆，第四液压杆的顶部贯穿夹持座，且第四液压杆通过连接杆与传动杆转动连接，在需要夹持物品时，通过收缩第四液压杆，连接杆带动传动杆向左移动，传动杆进一步带动夹持件向中部移动，实现了对物品的夹持；

(5)设置有控制台，控制台通过连接线与装置中的各个电性元件的连接，对装置内的电性元件的启停起到控制的作用，同时接受来自红外传感器的信号判断机械臂右端的夹持头组件的位置。

附图说明

图1为本发明正视结构示意图；

图2为本发明底座和旋转座剖视结构示意图；

图3为本发明机械臂组件、第三安装耳和第四安装耳结构示意图；

图4为本发明小臂、三角连接件和直角连接件结构示意图；

图5为本发明夹持头组件俯视结构示意图；

图6为本发明A处放大结构示意图。

图中：1、底座，101、安装台，102、旋转座，103、第一安装耳，104、第一销轴，105、第一液压杆，106、第二安装耳，107、第二销轴，108、驱动电机，109、转动座，2、控制台，201、连接线，3、机械臂组件，301、第三安装耳，302、第三销轴，303、第四安装耳，304、第四销轴，305、第二液压杆，306、三角连接件，307、第五销轴，308、第三液压杆，309、小臂，310、直角连接件，311、第六销轴，4、夹持头组件，401、夹持座，402、红外传感器，403、夹持件，404、第四液压杆，405、连接杆，406、传动杆，5、连接座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种具有定位装置的智能液压式机械臂，如图1和图2所示，底座1包括安装台101、旋转座102、第一安装耳103、第一销轴104、第一液压杆105、第二安装耳106、第二销轴107、驱动电机108和转动座109，底座1底部通过安装台101固定在地面或者机箱上，底座1内安装有驱动电机108，且驱动电机108的输出轴上安装有转动座109，转动座109与旋转座102的底部固定连接，有利于通过驱动电机108和转动座109的配合将上方的旋转座102带动转动，进而使得机械臂转动起来，底座1上方设有旋转座102，旋转座102右侧固定有第一安装耳103，第一安装耳103内通过第一销轴104转动安装有连接座5，旋转座102上方固定安装有第二安装耳106，第二安装耳106内通过第二销轴107安装有连接座5，第一液压杆105的两端分别与第一销轴104和第三销轴302上的连接座5连接，便于通过第一液压杆105使得机械臂组件3在竖直平面内的旋转。

如图3、图4、图5和图6所示，机械臂组件3包括第三安装耳301、第三销轴302、第四安装耳303、第四销轴304、第二液压杆305、三角连接件306、第五销轴307、第三液压杆308、小臂309、直角连接件310和第六销轴311，机械臂组件3位于底座1的上方，机械臂组件3底部安装有第三安装耳301和第四安装耳303，第四安装耳303内贯穿有第四销轴304，且第四销轴304上通过连接座5与第二液压杆305的底部连接，有利于通过第二液压杆305使得小臂309在机械臂组件3上旋转，机械臂组件3顶部通过三角连接件306与小臂309连接，三角连接件306内安装有三个第五销轴307，小臂309内的第五销轴307通过连接座5与第二液压杆305的顶部连接，便于第二液压杆305与小臂309之间的转动连接，小臂309的末端安装有直角连接件310，第三液压杆308的两端通过连接座5与三角连接件306顶部的第五销轴307和直角连接件310顶部的第六销轴311连接，有利于通过第三液压杆308实现夹持头组件4在小臂309上的转动，夹持头组件4包括夹持座401、红外传感器402、夹持件403、第四液压杆404、连接杆405和传动杆406，夹持头组件4通过直角连接件310安装在机械臂组件3的右侧，夹持头组件4右侧固定安装有夹持座401，夹持座401前端和后端安装有红外传感器402，便于对待夹持的物品的位置进行检测，夹持座401右侧转动连接有夹持件403，夹持件403内转动连接有传动杆406，夹持头组件4内部安装有第四液压杆404，第四液压杆404前端贯穿夹持座401，且第四液压杆404通过顶部的连接杆405和传动杆406连接，有利于通过第四液压杆404的伸缩实现夹持件403对物品的夹持，控制台2位于底座1的左侧，且控制台2通过连接线201与第一液压杆105、驱动电机108、第二液压杆305、第三液压杆308、红外传感器402和第四液压杆404电性连接，有利于通过控制台2对装置内的各个电性元件的启停进行控制。

工作原理：在使用该具有定位装置的智能液压式机械臂时，首先将装置接通电源，再通过安装台101将底座1固定在地面上或者安装台上，在需要将机械臂组件3伸出的时候通过控制台2启动第一液压杆105,第一液压杆105收缩的时候，带动机械臂组件3以第二安装耳106为圆心向右伸出，在需要将小臂309伸出的时候启动第二液压杆305，通过控制台2使得第二液压杆305伸出，并带动小臂309以三角连接件306为圆心向右伸出，夹持头组件4的旋转同样通过第三液压杆308的伸出实现，在收缩机械臂的时候反向进行操作即可，在需要调整机械臂的方向时，通过控制台2启动底座1内的驱动电机108,驱动电机108的输出轴上安装的转动座109与旋转座102的底部固定连接，驱动电机108启动时输出轴旋转，带动转动座109转动，进而带动旋转座102转动，使得机械臂整体在水平平面内进行旋转，便于实现机械臂带动物品的旋转，红外传感器402安装在夹持座401的前端和后端，对夹持头组件4右侧进行检测，待夹持的物品位于两个红外传感器402之间时，两个红外传感器402均无法检测到物品存在，这时红外传感器402发送信号给控制台2，控制台2控制机械臂向右移动进行下一步的夹持，便于夹持过程中的定位准确，第四液压杆404的顶部贯穿夹持座401，且第四液压杆404通过连接杆405与传动杆406转动连接，在需要夹持物品时，通过收缩第四液压杆404，连接杆405带动传动杆406向左移动，传动杆406进一步带动夹持件403向中部移动，实现了对物品的夹持，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有定位装置的智能液压式机械臂，包括底座(1)、机械臂组件(3)和夹持头组件(4)，其特征在于：

底座(1)，所述底座(1)包括安装台(101)、旋转座(102)、第一安装耳(103)、第一销轴(104)、第一液压杆(105)、第二安装耳(106)、第二销轴(107)、驱动电机(108)和转动座(109)，所述底座(1)底部通过安装台(101)固定在地面或者机箱上，所述底座(1)上方设有旋转座(102)，所述旋转座(102)右侧固定有第一安装耳(103)，所述第一安装耳(103)内通过第一销轴(104)转动安装有连接座(5)，所述旋转座(102)上方固定安装有第二安装耳(106)，所述第二安装耳(106)内通过第二销轴(107)安装有连接座(5)；

机械臂组件(3)，所述机械臂组件(3)包括第三安装耳(301)、第三销轴(302)、第四安装耳(303)、第四销轴(304)、第二液压杆(305)、三角连接件(306)、第五销轴(307)、第三液压杆(308)、小臂(309)、直角连接件(310)和第六销轴(311)，所述机械臂组件(3)位于底座(1)的上方，所述机械臂组件(3)底部安装有第三安装耳(301)和第四安装耳(303)，所述机械臂组件(3)顶部通过三角连接件(306)与小臂(309)连接，所述小臂(309)的末端安装有直角连接件(310)；

夹持头组件(4)，所述夹持头组件(4)包括夹持座(401)、红外传感器(402)、夹持件(403)、第四液压杆(404)、连接杆(405)和传动杆(406)，所述夹持头组件(4)通过直角连接件(310)安装在机械臂组件(3)的右侧，所述夹持头组件(4)右侧固定安装有夹持座(401)，所述夹持座(401)右侧转动连接有夹持件(403)，所述夹持件(403)内转动连接有传动杆(406)，所述夹持头组件(4)内部安装有第四液压杆(404)。

2.根据权利要求1所述的一种具有定位装置的智能液压式机械臂，其特征在于：所述第一液压杆(105)的两端分别与第一销轴(104)和第三销轴(302)上的连接座(5)连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有定位装置的智能液压式机械臂，其特征在于：所述底座(1)内安装有驱动电机(108)，且驱动电机(108)的输出轴上安装有转动座(109)，所述转动座(109)与旋转座(102)的底部固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有定位装置的智能液压式机械臂，其特征在于：所述第四安装耳(303)内贯穿有第四销轴(304)，且第四销轴(304)上通过连接座(5)与第二液压杆(305)的底部连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有定位装置的智能液压式机械臂，其特征在于：所述三角连接件(306)内安装有三个第五销轴(307)，所述小臂(309)内的第五销轴(307)通过连接座(5)与第二液压杆(305)的顶部连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有定位装置的智能液压式机械臂，其特征在于：所述第三液压杆(308)的两端通过连接座(5)与三角连接件(306)顶部的第五销轴(307)和直角连接件(310)顶部的第六销轴(311)连接。

7.根据权利要求1所述的一种具有定位装置的智能液压式机械臂，其特征在于：所述夹持座(401)前端和后端安装有红外传感器(402)。

8.根据权利要求1所述的一种具有定位装置的智能液压式机械臂，其特征在于：所述第四液压杆(404)前端贯穿夹持座(401)，且第四液压杆(404)通过顶部的连接杆(405)和传动杆(406)连接。

9.根据权利要求1所述的一种具有定位装置的智能液压式机械臂，其特征在于：所述控制台(2)位于底座(1)的左侧，且控制台(2)通过连接线(201)与第一液压杆(105)、驱动电机(108)、第二液压杆(305)、第三液压杆(308)、红外传感器(402)和第四液压杆(404)电性连接。

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