CN113305803B - 一种能自动更换夹持机构的机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能自动更换夹持机构的机械臂，包括底座，底座内设有安装槽，安装槽安装有控制装置，控制装置电连接有蓄电池，安装槽安装有第一电机，第一电机的动力输出端连接有小齿轮，小齿轮齿合连接有大齿轮，大齿轮连接有旋转盘，旋转盘安装有机械臂主体，机械臂主体连接有翻转装置，翻转装置连接有夹持机械手，翻转装置连接有吸盘机械手，底座连接有移动装置。本发明通过移动装置可以将机械臂主体移动到指定的位置进行工作；本发明通过翻转座带动夹持机械手和吸盘机械手进行度的翻转调节，达到能够自动更换不同的夹持机构；本发明通过对第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机的调节控制提高机械臂主体的灵活性。

Description

一种能自动更换夹持机构的机械臂

技术领域

本发明属于机械臂技术领域，具体涉及一种能自动更换夹持机构的机械臂。

背景技术

现阶段机器作业逐渐取代人工作业，机器需要像人一样去执行不同任务，机械臂是一种在工业生产中代替人工完成某些单调、频繁和重复的长时间作业的自动化装置，按照设定的程序、轨迹和要求执行监控、抓取、搬运工作或操持工具进行操作，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，但是现有的机械臂在进行使用时灵活性差，机械臂上只有一个吸盘机械手，进行简单的吸附夹持，当需要更换不同的夹持设备进行使用时，缺少能够进行自动更换夹持机构，降低了工作效率，并且现有的机械臂通常是固定在一处进行使用，不能进行移动，使得适用性降低。

发明内容

针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供一种能自动更换夹持机构的机械臂。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种能自动更换夹持机构的机械臂，包括底座，所述底座内设有安装槽，所述安装槽安装有控制装置，所述控制装置电连接有蓄电池，所述安装槽内安装有第一电机，所述第一电机的动力输出端连接有小齿轮，所述小齿轮齿合连接有大齿轮，所述大齿轮安装在安装槽内，所述大齿轮顶部连接有旋转盘，所述旋转盘顶部安装有机械臂主体，所述机械臂主体连接有翻转装置，所述翻转装置的一侧连接有夹持机械手，所述翻转装置的另一侧连接有吸盘机械手，所述底座底部连接有移动装置；

所述机械臂主体包括有安装在旋转盘表面两侧的第二电机，所述第二电机的动力输出端连接有旋转接头，所述旋转接头通过锁紧螺丝锁紧连接有侧板，所述侧板的另一侧铰接有活动板，所述翻转装置安装在活动板的一侧，所述活动板的另一侧铰接有连杆，所述连杆的另一侧铰接有横杆，所述横杆锁紧连接有撑杆，所述撑杆底部铰接有凸轮，所述凸轮连接有第三电机，所述第三电机安装在旋转盘的底部；

所述翻转装置包括有安装在活动板一侧的第四电机，所述第四电机的动力输出端连接有旋转杆，所述旋转杆贯穿活动板并连接有第一锁板，另一侧所述活动板连接有铰接杆，所述铰接杆连接有第二锁板，所述第一锁板与第二锁板之间锁紧连接有翻转座，所述翻转座的一侧锁紧连接有第五电机，所述第五电机的动力输出端连接有第一旋转套，所述第一旋转套与夹持机械手锁紧连接，所述翻转座的另一侧锁紧连接有第六电机，所述第六电机的动力输出端连接有第二旋转套，所述第二旋转套与吸盘机械手锁紧连接；

所述控制装置包括有主控模块，所述主控模块包括有信息储存模块、信息接受模块、自动运行模块、运动控制模块和电机驱动模块，所述主控模块与信息储存模块、信息接受模块、自动运行模块、运动控制模块和电机驱动模块信号连接，所述运动控制模块与移动装置信号连接，所述电机驱动模块与第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机信号连接，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机的输入端与蓄电池电连接。

进一步限定，所述移动装置包括有凹形座，所述凹形座底部两侧安装有轴承座，所述轴承座内安装有轴承杆，所述轴承杆的两侧连接有移动轮，其中一侧所述轴承杆连接有从动齿轮，所述从动齿轮齿合连接有主动齿轮，所述主动齿轮连接有控制电机，所述控制电机安装在凹形座的底部。这样的结构设计通过凹形座能够对机械臂主体进行固定安装，并且方便移动。

进一步限定，一侧的两个所述移动轮之间连接有皮带，所述皮带表面设有若干凸块，若干所述凸块均匀的布置在皮带上。这样的结构设计使得移动运行稳定。

进一步限定，所述主控模块信号连接有信息处理模块，所述信息处理模块信号连接有A/D转换模块，所述A/D转换模块与信息储存模块信号连接。这样的结构设计在储存信息时，能够先通过信息处理模块处理好后发送到A/D转换模块进行转换，最后将转换好的信息储存进信息储存模块内，方便后续的调用。

进一步限定，所述主控模块信号连接有防撞感应模块，所述防撞感应模块信号连接有防撞感应器，所述防撞感应器安装在机械臂主体上。这样的结构设计可以放置机械臂主体在进行使用工作时出现碰撞的情况发生。

进一步限定，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机表面均套设有防护套。这样的结构设计对第一电机、第二电机、第三电机和第四电机起到防水防尘的效果，延长使用寿命。

进一步限定，两侧所述第三电机之间连接有固定套，所述固定套的两侧连接有锁板，所述固定套通过锁板锁紧安装在旋转盘的底部。

进一步限定，所述控制装置信号连接有外部控制终端。这样的结构设计使安装更加固定。

进一步限定，所述底座顶部一侧连接有盖板，所述盖板设有散热槽，所述散热槽内安装有防尘网。这样的结构设计便于散热。

进一步限定，所述蓄电池电连接有充电插口，所述充电插口安装在底座的一侧。这样的结构设计便于对蓄电池进行充电重复使用。

本发明具有以下优点：

1、本发明通过设置移动装置，使得机械臂主体在固定安装在移动装置上后，通过移动装置可以将机械臂主体移动到指定的位置进行工作，不在局限于一处进行固定的使用；

2、本发明通过设置翻转装置，通过对第四电机的控制，使第四电机带动旋转杆，旋转杆带动第一锁板，第一锁板带动翻转座，翻转座的另一侧带动第二锁板，第二锁板带动铰接杆进行旋转，从而使得翻转座带动夹持机械手和吸盘机械手进行度的翻转调节，使以此来达到能够自动更换不同的夹持机构，并且在夹持时还可以通过控制第四电机达到对夹持的角度调节；

3、本发明通过对第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机的调节控制，使得机械臂主体的活动范围更广，适应大部分的工作角度，提高机械臂主体的灵活性。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明实施例一种能自动更换夹持机构的机械臂的结构示意图；

图2为本发明实施例一种能自动更换夹持机构的机械臂的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例一种能自动更换夹持机构的机械臂的机械臂主体结构示意图；

图4为本发明实施例一种能自动更换夹持机构的机械臂的翻转装置结构示意图；

图5为本发明实施例一种能自动更换夹持机构的机械臂的电路连接结构示意图；

主要元件符号说明如下：

底座1、安装槽2、控制装置3、蓄电池4、第一电机5、小齿轮6、大齿轮7、旋转盘8、机械臂主体9、翻转装置10、夹持机械手11、吸盘机械手12、移动装置13、第二电机14、旋转接头15、侧板16、活动板17、连杆18、横杆19、撑杆20、凸轮21、第三电机22、第四电机23、旋转杆24、第一锁板25、铰接杆26、第二锁板27、翻转座28、第五电机29、第一旋转套30、第六电机31、第二旋转套32、主控模块33、信息储存模块34、信息接受模块35、自动运行模块36、运动控制模块37、电机驱动模块38、凹形座39、轴承座40、轴承杆41、移动轮42、皮带43、凸块44、信息处理模块45、A/D转换模块46、防撞感应模块47、防撞感应器48、固定套49、锁板50、外部控制终端51、盖板52、散热槽53。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

如图1-5所示，本发明的一种能自动更换夹持机构的机械臂，底座1内设有安装槽2，安装槽2安装有控制装置3，控制装置3电连接有蓄电池4，安装槽2内安装有第一电机5，第一电机5的动力输出端连接有小齿轮6，小齿轮6齿合连接有大齿轮7，大齿轮7安装在安装槽2内，大齿轮7顶部连接有旋转盘8，旋转盘8顶部安装有机械臂主体9，机械臂主体9连接有翻转装置10，翻转装置10的一侧连接有夹持机械手11，翻转装置10的另一侧连接有吸盘机械手12，底座1底部连接有移动装置13；

机械臂主体9包括有安装在旋转盘8表面两侧的第二电机14，第二电机14的动力输出端连接有旋转接头15，旋转接头15通过锁紧螺丝锁紧连接有侧板16，侧板16的另一侧铰接有活动板17，翻转装置10安装在活动板17的一侧，活动板17的另一侧铰接有连杆18，连杆18的另一侧铰接有横杆19，横杆19锁紧连接有撑杆20，撑杆20底部铰接有凸轮21，凸轮21连接有第三电机22，第三电机22安装在旋转盘8的底部；

翻转装置10包括有安装在活动板17一侧的第四电机23，第四电机23的动力输出端连接有旋转杆24，旋转杆24贯穿活动板17并连接有第一锁板25，另一侧活动板17连接有铰接杆26，铰接杆26连接有第二锁板27，第一锁板25与第二锁板27之间锁紧连接有翻转座28，翻转座28的一侧锁紧连接有第五电机29，第五电机29的动力输出端连接有第一旋转套30，第一旋转套30与夹持机械手11锁紧连接，翻转座28的另一侧锁紧连接有第六电机31，第六电机31的动力输出端连接有第二旋转套32，第二旋转套32与吸盘机械手12锁紧连接；

控制装置3包括有主控模块33，主控模块33包括有信息储存模块34、信息接受模块35、自动运行模块36、运动控制模块37和电机驱动模块38，主控模块33与信息储存模块34、信息接受模块35、自动运行模块36、运动控制模块37和电机驱动模块38信号连接，运动控制模块37与移动装置13信号连接，电机驱动模块38与第一电机5、第二电机14、第三电机22、第四电机23、第五电机29和第六电机31信号连接，第一电机5、第二电机14、第三电机22、第四电机23、第五电机29和第六电机31的输入端与蓄电池4电连接。

使用时，通过控制装置3上的主控模块33控制运动控制模块37，运动控制模块37控制移动装置13进行位置移动，在移动到需要工作的位置后，停止运动，然后通过主控模块33控制电机驱动模块38，使电机驱动模块38控制第一电机5、第二电机14、第三电机22、第四电机23、第五电机29和第六电机31启动并进行工作，通过第一电机5带动小齿轮6转动，使小齿轮6带动大齿轮7，大齿轮7带动旋转盘8，旋转盘8带动机械臂主体9，机械臂主体9带动翻转装置10，翻转装置10带动夹持机械手11或者吸盘机械手12进行旋转，通过控制两侧的第二电机14同时启动运行，使第二电机14带动旋转接头15，旋转接头15带动侧板16，侧板16带动活动板17，活动板17带动翻转装置10，翻转装置10带动夹持机械手11或者吸盘机械手12进行一个夹取的高度位置调节，通过同时控制两侧的第三电机22，使第三电机22带动凸轮21转动，凸轮21拉动撑杆20，撑杆20拉动横杆19，横杆19拉动连杆18，使连杆18拉动活动板17，使活动板17向上翘并同时带动翻转装置10进行角度的调节，当需要更换不同的夹持机构时，通过对第四电机23的控制，使第四电机23带动旋转杆24，旋转杆24带动第一锁板25，第一锁板25带动翻转座28，翻转座28的另一侧带动第二锁板27，第二锁板27带动铰接杆26进行旋转，从而使得翻转座28带动夹持机械手11和吸盘机械手12进行180度的翻转调节，以此来达到能够自动更换不同的夹持机构，方便进行夹取，通过对第五电机29和第六电机31的控制可以使得夹持机械手11和吸盘机械手12在进行夹持工作时，能够对不同的角度进行旋转调节，如果说是需要机械臂主体9进行重复的运动，则通过外部控制终端51做好程序，并将程序发送到主控模块33上，通过信息接受模块35接受信息，并将信息发送到信息储存模块34内进行储存，当需要机械臂主体9进行重复使用工作时，则通过自动运行模块36将信息储存模块34内的程序调出，并发送到主控模块33上，使主控模块33控制电机驱动模块38进行工作使用。

优选移动装置13包括有凹形座39，凹形座39底部两侧安装有轴承座40，轴承座40内安装有轴承杆41，轴承杆41的两侧连接有移动轮42，其中一侧轴承杆41连接有从动齿轮，从动齿轮齿合连接有主动齿轮，主动齿轮连接有控制电机，控制电机安装在凹形座39的底部。这样的结构设计通过凹形座39能够对机械臂主体9进行固定安装，并且方便移动。实际上，也可以根据具体情况考虑使用移动装置13其他的结构形状。

优选一侧的两个移动轮42之间连接有皮带43，皮带43表面设有若干凸块44，若干凸块44均匀的布置在皮带43上。这样的结构设计使得移动运行稳定。实际上，也可以根据具体情况考虑使用移动轮42其他的连接结构形状。

优选主控模块33信号连接有信息处理模块45，信息处理模块45信号连接有A/D转换模块46，A/D转换模块46与信息储存模块34信号连接。这样的结构设计在储存信息时，能够先通过信息处理模块45处理好后发送到A/D转换模块46进行转换，最后将转换好的信息储存进信息储存模块34内，方便后续的调用。实际上，也可以根据具体情况考虑使用信息处理转换的其他结构形状。

优选主控模块33信号连接有防撞感应模块47，防撞感应模块47信号连接有防撞感应器48，防撞感应器48安装在机械臂主体9上。这样的结构设计可以放置机械臂主体9在进行使用工作时出现碰撞的情况发生。实际上，也可以根据具体情况考虑使用防撞感应器48其他的结构形状。

优选第一电机5、第二电机14、第三电机22和第四电机23表面均套设有防护套。这样的结构设计对第一电机5、第二电机14、第三电机22和第四电机23起到防水防尘的效果，延长使用寿命。实际上，也可以根据具体情况考虑使用其他的保护结构形状。

优选两侧第三电机22之间连接有固定套49，固定套49的两侧连接有锁板50，固定套49通过锁板50锁紧安装在旋转盘8的底部。实际上，也可以根据具体情况考虑使用第三电机22其他的安装固定结构形状。

优选控制装置3信号连接有外部控制终端51。这样的结构设计使安装更加固定。实际上，也可以根据具体情况考虑使用外部控制终端51其他的结构形状。

优选底座1顶部一侧连接有盖板52，盖板52设有散热槽53，散热槽53内安装有防尘网。这样的结构设计便于散热。实际上，也可以根据具体情况考虑使用盖板52其他的结构形状。

优选蓄电池4电连接有充电插口，充电插口安装在底座1的一侧。这样的结构设计便于对蓄电池4进行充电重复使用。实际上，也可以根据具体情况考虑使用蓄电池4其他的结构形状。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种能自动更换夹持机构的机械臂，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)内设有安装槽(2)，所述安装槽(2)安装有控制装置(3)，所述控制装置(3)电连接有蓄电池(4)，所述安装槽(2)内安装有第一电机(5)，所述第一电机(5)的动力输出端连接有小齿轮(6)，所述小齿轮(6)啮 合连接有大齿轮(7)，所述大齿轮(7)安装在安装槽(2)内，所述大齿轮(7)顶部连接有旋转盘(8)，所述旋转盘(8)顶部安装有机械臂主体(9)，所述机械臂主体(9)连接有翻转装置(10)，所述翻转装置(10)的一侧连接有夹持机械手(11)，所述翻转装置(10)的另一侧连接有吸盘机械手(12)，所述底座(1)底部连接有移动装置(13)；

所述机械臂主体(9)包括有安装在旋转盘(8)表面两侧的第二电机(14)，所述第二电机(14)的动力输出端连接有旋转接头(15)，所述旋转接头(15)通过锁紧螺丝锁紧连接有侧板(16)，所述侧板(16)的另一侧铰接有活动板(17)，所述翻转装置(10)安装在活动板(17)的一侧，所述活动板(17)的另一侧铰接有连杆(18)，所述连杆(18)的另一侧铰接有横杆(19)，所述横杆(19)锁紧连接有撑杆(20)，所述撑杆(20)底部铰接有凸轮(21)，所述凸轮(21)连接有第三电机(22)，所述第三电机(22)安装在旋转盘(8)的底部；

所述翻转装置(10)包括有安装在活动板(17)一侧的第四电机(23)，所述第四电机(23)的动力输出端连接有旋转杆(24)，所述旋转杆(24)贯穿活动板(17)并连接有第一锁板(25)，另一侧所述活动板(17)连接有铰接杆(26)，所述铰接杆(26)连接有第二锁板(27)，所述第一锁板(25)与第二锁板(27)之间锁紧连接有翻转座(28)，所述翻转座(28)的一侧锁紧连接有第五电机(29)，所述第五电机(29)的动力输出端连接有第一旋转套(30)，所述第一旋转套(30)与夹持机械手(11)锁紧连接，所述翻转座(28)的另一侧锁紧连接有第六电机(31)，所述第六电机(31)的动力输出端连接有第二旋转套(32)，所述第二旋转套(32)与吸盘机械手(12)锁紧连接；

所述控制装置(3)包括有主控模块(33)，所述主控模块(33)包括有信息储存模块(34)、信息接受模块(35)、自动运行模块(36)、运动控制模块(37)和电机驱动模块(38)，所述主控模块(33)与信息储存模块(34)、信息接受模块(35)、自动运行模块(36)、运动控制模块(37)和电机驱动模块(38)信号连接，所述运动控制模块(37)与移动装置(13)信号连接，所述电机驱动模块(38)与第一电机(5)、第二电机(14)、第三电机(22)、第四电机(23)、第五电机(29)和第六电机(31)信号连接，所述第一电机(5)、第二电机(14)、第三电机(22)、第四电机(23)、第五电机(29)和第六电机(31)的输入端与蓄电池(4)电连接；

所述移动装置(13)包括有凹形座(39)，所述凹形座(39)底部两侧安装有轴承座(40)，所述轴承座(40)内安装有轴承杆(41)，所述轴承杆(41)的两侧连接有移动轮(42)，其中一侧所述轴承杆(41)连接有从动齿轮，所述从动齿轮啮 合连接有主动齿轮，所述主动齿轮连接有控制电机，所述控制电机安装在凹形座(39)的底部，一侧的两个所述移动轮(42)之间连接有皮带(43)，所述皮带(43)表面设有若干凸块(44)，若干所述凸块(44)均匀的布置在皮带(43)上，所述主控模块(33)信号连接有信息处理模块(45)，所述信息处理模块(45)信号连接有A/D转换模块(46)，所述A/D转换模块(46)与信息储存模块(34)信号连接，所述主控模块(33)信号连接有防撞感应模块(47)，所述防撞感应模块(47)信号连接有防撞感应器(48)，所述防撞感应器(48)安装在机械臂主体(9)上，所述第一电机(5)、第二电机(14)、第三电机(22)和第四电机(23)表面均套设有防护套，两侧所述第三电机(22)之间连接有固定套(49)，所述固定套(49)的两侧连接有锁板(50)，所述固定套(49)通过锁板(50)锁紧安装在旋转盘(8)的底部，所述控制装置(3)信号连接有外部控制终端(51)，所述底座(1)顶部一侧连接有盖板(52)，所述盖板(52)设有散热槽(53)，所述散热槽(53)内安装有防尘网，所述蓄电池(4)电连接有充电插口，所述充电插口安装在底座(1)的一侧。

Images