CN201421681Y - 机械手实训装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机械手实训装置，它包括底部旋转箱、设置在所述的底部旋转箱上的纵向传动单元、设置在所述的纵向传动单元上的横向传动单元、设置在所述的横向传动单元上的取料单元，所述的底部旋转箱包括：本体、转动设置在所述的本体内的驱动轮、控制轮、从动轮以及套设在所述的驱动轮、控制轮、从动轮圆周上的同步带，所述的驱动轮、控制轮、从动轮的轴心线相互平行，所述的控制轮与编码器电连接，所述的从动轮上固定安装有一个转动盘，所述的本体上还设置有一个气缸，所述的气缸的活塞杆上固定设置有一个刹车片。本实用新型解决了现有技术中的问题，提供了一种底部旋转箱控制精度较高、可以进行闭环控制项目实训的机械手实训装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种教学用模拟装置，特别涉及一种机械手的模拟教学装置。
背景技术
机械手实训装置一般用于高校的理工类自动化控制原理的学习过程中，可以对书本上各种自动控制实例进行演示与实训操作，以加强学生对书本知识的理解，增强学生的实际动手能力。现有技术中，机械手实训装置的传动箱由于结构的原因使其控制精度较低，较难达到精确的实训结果；另外，对于一些高精度闭环控制项目，在已往的机械手实训装置跟本不具备此项功能，一般来说高精度闭环系统都用在较为尖端和昂贵的机械中，即使将这些复杂的机械用于教学之中，对于初级学员来说也难以实际操作，教学效果不明显。
实用新型内容
为克服上述缺点，本实用新型的第一个目的在于提供一种底部旋转箱控制精度较高的机械手实训装置。
本实用新型的第二个目的在于提供一种可以进行闭环控制项目实训的机械手实训装置。
为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种机械手实训装置，它包括底部旋转箱、设置在所述的底部旋转箱上的纵向传动单元、设置在所述的纵向传动单元上的横向传动单元、设置在所述的横向传动单元上的取料单元，所述的底部旋转箱包括：本体、转动设置在所述的本体内的驱动轮、控制轮、从动轮以及套设在所述的驱动轮、控制轮、从动轮圆周上的同步带，所述的驱动轮、控制轮、从动轮的轴心线相互平行，所述的控制轮与编码器电连接，所述的从动轮上固定安装有一个转动盘，所述的本体上还设置有一个气缸，所述的气缸的活塞杆上固定设置有一个刹车片，从而很好的达到精确控制的要求。
本实用新型的进一步的改进在于，所述的本体上还设置有左转限位开关与右转限位开关，所述的左转限位开关与右转限位开关与所述的转动盘配合作用以实现所述的转动盘的单向转动或者静止不动。
本实用新型的更进一步的改进在于，所述的左转限位开关与右转限位开关均为一个弹性凸块，所述的转动盘圆周上相应设置有一个凹陷，所述的弹性凸块与所述的凹陷相配合作用。
本实用新型的进一步的改进在于，所述的本体内还设置有一个同步带松紧调节装置。
本实用新型的更进一步的改进在于，所述的同步带松紧调节装置包括一个设置在所述的本体上的调节轮以及一个用于改变所述的调节轮位置的气缸，所述的调节轮压抵在所述的同步带外表面上，通过调整调节轮的位置来改变同步带的松紧状况。
本实用新型的进一步的改进在于，所述的编码器为具有精度高、反应快、非接触等优点光电编码器。
本实用新型的进一步的改进在于，所述的纵向传动单元包括纵向丝杆以及用于控制所述的纵向丝杆转动的电机，所述的横向传动单元包括横向丝杆以及用于控制所述的横向丝杆转动的电机，从而实现了纵向传动单元与横向传动单元相对独立的精确控制方式。
本实用新型的进一步的改进在于，所述的取料单元包括一个与所述的横向传动单元固定连接的旋转电机以及与所述的旋转电机的输出轴相连接的气动手爪。
本实用新型的进一步的改进在于，所述的纵向传动单元与横向传动单元上分别设置有用于量测所述的取料单元的纵向位置与横向位置的直线光栅尺。
本实用新型的进一步的改进在于，所述的纵向传动单元与横向传动单元上分别设置有用于限制所述的取料单元的运动范围的限位部件。
由于采用了上述技术方案，使得本实用新型具有以下优点：1、驱动轮提供动力，刹车片提供制动力，控制轮量测旋转角度，使得整个底部旋转箱的控制精度较高；2、可以进行多种闭环控制项目的实训，是一种简单实用的教学装置。
附图说明
附图1为本实用新型机械手实训装置的主视图；
附图2为本实用新型机械手实训装置的立体图；
附图3为本实用新型底部旋转箱的立体图(描述底部旋转箱内部驱动轮、控制轮、从动轮以及同步带松紧调节装置的位置关系)；
附图4为本实用新型底部旋转箱的立体图。
其中：1、底部旋转箱；2、纵向传动单元；3、横向传动单元；4、取料单元；5、直线光栅尺；6、限位部件；101、本体；102、驱动轮；103、控制轮；104、从动轮；105、同步带；106、编码器；107、转动盘；108、气缸；109、刹车片；110、左转限位开关；111、右转限位开关；112、调节轮；21、纵向丝杆；22、电机；31、横向丝杆；32、电机；41、旋转电机；42、气动手爪。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
参见附图1至附图4，一种机械手实训装置，它包括底部旋转箱1、设置在底部旋转箱1上的纵向传动单元2、设置在纵向传动单元2上的横向传动单元3、设置在横向传动单元3上的取料单元4，纵向传动单元2包括纵向丝杆21以及用于控制纵向丝杆转动的电机22，横向传动单元3包括横向丝杆31以及用于控制横向丝杆转动的电机32，取料单元4包括一个与横向传动单元3固定连接的旋转电机41以及与旋转电机的输出轴相连接的气动手爪42；纵向传动单元2与横向传动单元3上分别设置有用于量测取料单元4的纵向位置与横向位置的直线光栅尺5；纵向传动单元2与横向传动单元3上分别设置有用于限制取料单元4的运动范围的限位部件6，所有机械部份均按工业实际应用标准执行，每一个组装部件都确保误差在0.001mm以内，从而保证了在控制执行全闭环高精度控制时精确程度。
底部旋转箱1包括本体101、转动设置在本体101内的驱动轮102、控制轮103、从动轮104以及套设在驱动轮102、控制轮103、从动轮104圆周上的同步带105，驱动轮102、控制轮103、从动轮104的轴心线相互平行，控制轮103与光电编码器106电连接，从动轮104上固定安装有一个转动盘107，本体101上还设置有一个气缸108，气缸108的活塞杆上固定设置有一个刹车片109。
本体101上还设置有左转限位开关110与右转限位开关111，左转限位开关110与右转限位开关111与转动盘107配合作用，左转限位开关110与右转限位开关111均为一个弹性凸块，转动盘107圆周上相应设置有一个凹陷，弹性凸块与凹陷相配合作用。
本体101内还设置有一个同步带松紧调节装置，同步带松紧调节装置包括一个设置在本体101上的调节轮112以及一个用于改变调节轮位置的气缸，调节轮112压抵在同步带105外表面上。
以下详细说明本实用新型的工作原理。
参见附图3和附图4所示，驱动轮102由电机提供动力带动同步带105正向或反向转动，在同步带105的驱动下控制轮103与从动轮104同步转动，从而使固定在从动轮104上的转动盘107实现了正向或反向转动，控制轮103与光电编码器106电连接以测量并反馈转动盘107转动的角度，当转动盘107达到预定的角度时，气缸108开启并且推动与其活塞杆固定连接的刹车片109与转动盘107夹紧，依靠转动盘107与刹车片109之间的摩擦力使得转动盘107停止运动；在一些特殊情况下，需要转动盘107实现单向转动，此时，控制左转限位开关110或者右转限位开关111的弹性凸块开启，弹性凸块与转动盘107圆周上相应设置的凹陷配合作用以实现转动盘107的单向运动，当控制左转限位开关110与右转限位开关111的弹性凸块均开启时，可以实现转动盘107的静止状态，以适应于特定的工作场合。
在工作状态下，底部旋转箱1旋转至放置工件的位置，气动手爪42夹取工件后首先在旋转电机41带动下旋转至所需角度，此时电机22带动纵向丝杆21转动，电机32带动横向丝杆31转动，分别设置在纵向传动单元2与横向传动单元3上的直线光栅尺5量测取料单元4的纵向位置与横向位置，当取料单元4达到预定的位置时，电机22与电机32停止转动，与此同时底部旋转箱1旋转至需要存放工件的位置，气动手爪42放下工件，最终将工件从一个位置精确转移到了另一个位置。
通过上述实施方式，不难看出本实用新型是一种底部旋转箱控制精度较高、可以进行闭环控制项目实训的机械手实训装置。
以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1、一种机械手实训装置，它包括底部旋转箱(1)、设置在所述的底部旋转箱(1)上的纵向传动单元(2)、设置在所述的纵向传动单元(2)上的横向传动单元(3)、设置在所述的横向传动单元(3)上的取料单元(4)，其特征在于所述的底部旋转箱(1)包括：本体(101)、转动设置在所述的本体(101)内的驱动轮(102)、控制轮(103)、从动轮(104)以及套设在所述的驱动轮(102)、控制轮(103)、从动轮(104)圆周上的同步带(105)，所述的驱动轮(102)、控制轮(103)、从动轮(104)的轴心线相互平行，所述的控制轮(103)与编码器(106)电连接，所述的从动轮(104)上固定安装有一个转动盘(107)，所述的本体(101)上还设置有一个气缸(108)，所述的气缸(108)的活塞杆上固定设置有一个刹车片(109)。
2、根据权利要求1所述的机械手实训装置，其特征在于：所述的本体(101)上还设置有左转限位开关(110)与右转限位开关(111)，所述的左转限位开关(110)与右转限位开关(111)与所述的转动盘(107)配合作用。
3、根据权利要求2所述的机械手实训装置，其特征在于：所述的左转限位开关(110)与右转限位开关(111)均为一个弹性凸块，所述的转动盘(107)圆周上相应设置有一个凹陷，所述的弹性凸块与所述的凹陷相配合作用。
4、根据权利要求1所述的机械手实训装置，其特征在于：所述的本体(101)内还设置有一个同步带松紧调节装置。
5、根据权利要求4所述的机械手实训装置，其特征在于：所述的同步带松紧调节装置包括一个设置在所述的本体(101)上的调节轮(112)以及一个用于改变所述的调节轮位置的气缸，所述的调节轮(112)压抵在所述的同步带(105)外表面上。
6、根据权利要求1所述的机械手实训装置，其特征在于：所述的编码器(106)为光电编码器。
7、根据权利要求1所述的机械手实训装置，其特征在于：所述的纵向传动单元(2)包括纵向丝杆(21)以及用于控制所述的纵向丝杆转动的电机(22)，所述的横向传动单元(3)包括横向丝杆(31)以及用于控制所述的横向丝杆转动的电机(32)。
8、根据权利要求1所述的机械手实训装置，其特征在于：所述的取料单元(4)包括一个与所述的横向传动单元(3)固定连接的旋转电机(41)以及与所述的旋转电机的输出轴相连接的气动手爪(42)。
9、根据权利要求1所述的机械手实训装置，其特征在于：所述的纵向传动单元(2)与横向传动单元(3)上分别设置有用于量测所述的取料单元(4)的纵向位置与横向位置的直线光栅尺(5)。
10、根据权利要求1所述的机械手实训装置，其特征在于：所述的纵向传动单元(2)与横向传动单元(3)上分别设置有用于限制所述的取料单元(4)的运动范围的限位部件(6)。
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