CN113211421A - 一种结构稳定的机械臂 - Google Patents

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丁飞阳
陈仕炜
蒋正扬
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Abstract

本发明公开了一种结构稳定的机械臂，底座固定在工作平面上，底座上设有云台与之相连。云台底部设有第一驱动单元，控制云台的转动。云台两侧设有对称的第二驱动单元、第三驱动单元，同时控制大支撑架、大支撑架、小支撑架的上升下降。通过第四驱动单元控制支撑杆的旋转，带动机械爪旋转。通过第五驱动单元控制机械爪的抬头低头。通过第六驱动单元控制机械爪的张合。通过超声波测距模块测量被抓取物块与机械臂的距离，通过OpenMV摄像头检测被抓物块的形状和颜色，实现准确的抓取功能。本发明可以通过超声波测距仪和OpenMV摄像头对被夹持物件进行高效的定位，操控机械爪进行准确的抓取和旋转，也可以对形状不同的物体进行夹持。

Description

一种结构稳定的机械臂
技术领域
本发明涉及机械臂物料抓取领域，尤其涉及一种结构稳定的机械臂。
背景技术
机械臂物料抓取是机械臂技术领域的一个重要分支，现今大量的机械臂应用在工业、服务行业等多个领域，能够进行抓取和平稳的摆放等一系列相关操作，大大提高了准确性和降低了人工成本，推动了无人化、智能化的发展，所以机械臂的物料抓取研究也成为了热门领域。
现有的机械臂抓取在每一个节点处都设有舵机，对机械臂的转动起到了限制作用，且稳定性较差。因此就目前技术中存在的问题就需要设计一种运行稳定的机械臂，保证机械臂的灵活转动和提高其力矩输出的能力。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种结构稳定的机械臂，解决了现有技术中存在的机械臂驱动输出力矩不足以及灵活性不高的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的技术效果详见下文阐述。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种结构稳定的机械臂，该机械臂包括底座、云台、第一大支撑架、第二大支撑架、小支撑架、第一支架、第二支架、第三支架、第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元、第五驱动单元、第六驱动单元、支撑杆、OpenMV摄像头、超声波测距仪和机械爪；
所述底座与云台通过第二驱动单元进行铰接，所述云台左右外侧分别安装第一驱动单元和第三驱动单元，其中第一驱动单元与第一大支撑架和第二大支撑架连接，第三驱动单元与小支撑架连接；云台内侧左右两边分别和第一大支撑架、第二大支撑架铰接，所述超声波测距仪和云台固定连接，所述第一支架两侧分别与第一大支撑架、第二大支撑架铰接，所述小支撑架位于所述第二大支撑架外侧，且与第一支架铰接，所述第四驱动单元安装在第一支架内部，并与支撑杆铰接，所述支撑杆与第二支架固定连接，所述第五驱动单元安装在第二支架内部并和第二支架铰接，所述第三支架和第二支架固定连接，所述第六驱动单元安装在第三支架内部并与第三支架固定连接，所述机械爪和第六驱动单元通过固定连接，所述OpenMV摄像头和第三支架通过固定连接。
进一步地，所述第二驱动单元、超声波测距仪的连接处位于所述云台的中心处。
进一步地，所述第一驱动单元、第三驱动单元和所述云台的铰接点分别左右呈对称分布。
进一步地，所述支撑杆穿过第一支架正中心的圆孔与所述第四驱动块相连。
进一步地，所述OpenMV摄像头固定在所述第三支架的正中心处，且位于所述机械爪的正下方处。
进一步地，所述机械爪和第六驱动单元通过舵盘用螺栓固定。
本发明的有益效果：本发明可以通过超声波测距仪和OpenMV摄像头对被夹持物件进行高效的定位，操控机械爪进行准确的抓取和旋转，也可以对形状不同的物体进行夹持。所述机械臂为五轴机械臂，可以平稳的实现机械臂各个方向的移动，保证抓取物料时的稳定性。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的整体侧面结构示意图。
图3是本发明的左视结构示意图。
图4是本发明的前视结构示意图。
图中：1、底座；2、第一驱动单元；3、云台；4、第二驱动单元；5、超声波测距模块；6、第三驱动单元；7、第一大支撑架；8、第二大支撑架；9、小支撑架；10、第一支架；11、第四驱动单元；12、支撑杆；13、第二支架；14、第五驱动单元；15、第三支架；16、第六驱动单元；17、OpenMV摄像头；18、机械爪。
具体实施方式
下面将结和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。
以下结合说明书附图，对本发明作进一步描述。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明提供的一种结构稳定的机械臂，该机械臂包括底座1、云台3、第一大支撑架7、第二大支撑架8、小支撑架9、第一支架10、第二支架13、第三支架15、第一驱动单元2、第二驱动单元4、第三驱动单元6、第四驱动单元11、第五驱动单元14、第六驱动单元16、支撑杆12、OpenMV摄像头17、超声波测距仪5和机械爪18；
底座1固定在工作平面上，云台3底部设有第二驱动单元4，所述底座1与云台3通过第二驱动单元4进行铰接，第二驱动单元4与云台3的连接处位于所述云台3的中心处，第二驱动单元4控制云台3的转动，所述云台3左右外侧分别安装第一驱动单元2和第三驱动单元6，第一驱动单元2、第三驱动单元6和所述云台3的铰接点分别左右呈对称分布，其中第一驱动单元2与第一大支撑架7和第二大支撑架8连接，第三驱动单元6与小支撑架9连接，同时控制大支撑架7、大支撑架8、小支撑架9的上升下降，使机械臂整体全方位移动；云台3内侧左右两边分别和第一大支撑架7、第二大支撑架8铰接，所述超声波测距仪5和云台3通过螺栓固定连接，连接处位于所述云台3的中心处；所述第一支架10两侧分别与第一大支撑架7、第二大支撑架8铰接，所述小支撑架9位于所述第二大支撑架8外侧，对机械臂的在一定角度的静止提供稳定作用，且与第一支架10铰接，所述第四驱动单元11安装在第一支架10内部，支撑杆12穿过第一支架10正中心的圆孔与所述第四驱动块11铰接，所述支撑杆12与第二支架13通过螺栓固定连接，所述第五驱动单元14安装在第二支架13内部并和第二支架13铰接，所述第三支架15和第二支架13通过安装板螺栓固定连接，所述第六驱动单元16安装在第三支架15内部并与第三支架15通过螺栓固定连接，所述机械爪18和第六驱动单元16通过舵盘用螺栓固定连接，所述OpenMV摄像头17和第三支架15通过安装板螺栓固定连接，固定在第三支架15的正中心处，且位于所述机械爪的正下方处。
第四驱动单元11控制支撑杆12的旋转，带动机械爪18可以实现360度旋转。第五驱动单元14控制机械爪18的抬头低头。第六驱动单元16控制机械爪18的张合。超声波测距模块5用来测量被抓取物块与机械臂的距离，OpenMV摄像头17用来检测被抓物块的形状和颜色，实现准确的抓取功能。
本发明提供的一种结构稳定的机械臂的工作过程：
本发明机械臂主要应用于物料的抓取场合。机械臂可以由超声波测距模块5测量与被抓取物块的距离，配合OpenMV摄像头17，对物块实行的准确的识别、定位和抓取。
首先机械臂执行物料抓取任务，启动超声波测距模块5和OpenMV摄像头17，转动第二驱动单元4让云台3进行转动，对所需抓取物块进行识别和定位，并根据定位的结果启动各个驱动单元，使各个驱动单元依次转动一定的角度，让机械爪18完成准确的抓取任务。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种结构稳定的机械臂，其特征在于，该机械臂包括底座(1)、云台(3)、第一大支撑架(7)、第二大支撑架(8)、小支撑架(9)、第一支架(10)、第二支架(13)、第三支架(15)、第一驱动单元(2)、第二驱动单元(4)、第三驱动单元(6)、第四驱动单元(11)、第五驱动单元(14)、第六驱动单元(16)、支撑杆(12)、OpenMV摄像头(17)、超声波测距仪(5)和机械爪(18)；
所述底座(1)与云台(3)通过第二驱动单元(4)进行铰接，所述云台(3)左右外侧分别安装第一驱动单元(2)和第三驱动单元(6)，其中第一驱动单元(2)与第一大支撑架(7)和第二大支撑架(8)连接，第三驱动单元(6)与小支撑架(9)连接；云台(3)内侧左右两边分别和第一大支撑架(7)、第二大支撑架(8)铰接，所述超声波测距仪(5)和云台(3)固定连接，所述第一支架(10)两侧分别与第一大支撑架(7)、第二大支撑架(8)铰接，所述小支撑架(9)位于所述第二大支撑架(8)外侧，且与第一支架(10)铰接，所述第四驱动单元(11)安装在第一支架(10)内部，并与支撑杆(12)铰接，所述支撑杆(12)与第二支架(13)固定连接，所述第五驱动单元(14)安装在第二支架(13)内部并和第二支架(13)铰接，所述第三支架(15)和第二支架(13)固定连接，所述第六驱动单元(16)安装在第三支架(15)内部并与第三支架(15)固定连接，所述机械爪(18)和第六驱动单元(16)通过固定连接，所述OpenMV摄像头(17)和第三支架(15)通过固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种结构稳定的机械臂，其特征在于，所述第二驱动单元(4)、超声波测距仪(5)的连接处位于所述云台(3)的中心处。
3.根据权利要求1所述的一种结构稳定的机械臂，其特征在于，所述第一驱动单元(2)、第三驱动单元(6)和所述云台(3)的铰接点分别左右呈对称分布。
4.根据权利要求1所述的一种结构稳定的机械臂，其特征在于，所述支撑杆(12)穿过第一支架(10)正中心的圆孔与所述第四驱动块(11)相连。
5.根据权利要求1所述的一种结构稳定的机械臂，其特征在于，所述OpenMV摄像头(17)固定在所述第三支架(15)的正中心处，且位于所述机械爪的正下方处。
6.根据权利要求1所述的一种结构稳定的机械臂，其特征在于，所述机械爪(18)和第六驱动单元(16)通过舵盘用螺栓固定。
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