CN201465410U - 一种机械手臂位姿变换模拟教学仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种机械手臂位姿变换模拟教学仪，由可调轴杆机构、转角调节机构及机械手构成，可调轴杆机构由轴杆一、轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六、轴杆七依次垂直并转动插接构成，轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六、轴杆七均为伸缩杆；转角调节机构由分别安装于相邻两轴杆垂直连接处两侧的成对角度盘构成；机械手安装于轴杆七的末端。本机械手臂位姿变换模拟教学仪通过依次连接的多个轴杆模拟机械手臂，通过机械手臂的可调节运动来实时展现位姿变换的过程及直观的空间位姿，从而将位姿变换教学，以直观、实时、可调的方式展现出来，以助于相关学习人员对空间位姿变换的理解及掌握。
Description
技术领域
本实用新型属于模拟教学仪器领域，特别涉及一种机械手臂位姿变换模拟教学仪。
背景技术
在工业机器人、人体运动仿生机构、假肢设计、机械手控制等教学及研究中，都离不开坐标系矩阵及位姿变换这一基础理论。在目前的实际教学及研究中，一般采用数学推导结合辅助坐标系的图示方法，但以上方法中的位姿矩阵变换和推导较为抽象而繁琐，不利于有关人员对位姿变换这一重要基础理论知识的理解及掌握。目前，还未发现用于工业机器人、人体运动仿生机构、假肢设计、机械手控制领域中的模拟教学设备。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种直观、实时、可调的机械手臂位姿变换模拟教学仪，其适用于课堂教学，便于相关人员对位姿变换的理解及掌握。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种机械手臂位姿变换模拟教学仪，其特征在于：由可调轴杆机构、转角调节机构及机械手构成，可调轴杆机构由轴杆一、轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六、轴杆七依次垂直并转动插接构成，轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六、轴杆七均为伸缩杆；转角调节机构由分别安装于相邻两轴杆垂直连接处两侧的成对角度盘构成；机械手安装于轴杆七的末端。
而且，在轴杆一、轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六末端均制有连接套筒，后一轴杆的前端部转动插装于前一轴杆末端所制的连接套筒内。
而且，所述的角度盘的外圆周边呈锥形，在该角度盘的锥形外圆周边制有刻度。
本实用新型的优点和积极效果是：
1.本机械手臂位姿变换模拟教学仪，通过依次连接的多个轴杆模拟机械手臂，通过机械手臂的可调节运动来实时展现位姿变换的过程及直观的空间位姿，从而将原来繁琐且抽象的位姿变换教学，以直观、实时、可调的方式展现出来，更加有利于相关学习人员对空间位姿变换的理解及掌握。
2.本机械手臂位姿变换模拟教学仪还具有结构简单、设计科学合理、操作方便、成本低、效果直观等优点。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构图。
具体实施方式
下面结合附图、通过具体实施例对本实用新型作进一步详述。
一种机械手臂位姿变换模拟教学仪，由可调轴杆机构、转角调节机构及机械手构成。
可调轴杆机构由轴杆一1-1、轴杆二1-2、轴杆三1-3、轴杆四1-4、轴杆五1-5、轴杆六1-6、轴杆七1-7依次垂直转动插装连接构成。在轴杆一、轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六的末端均设置有连接套筒，后一轴杆的前端部的垂直弯头部分转动插装于前一轴杆末端所制的连接套筒内。具体为：轴杆二通过轴杆一末端的连接套筒安装于轴杆一末端。轴杆三通过轴杆二末端连接套筒装入轴杆二末端，并可绕轴杆二转动。轴杆四通过轴杆三末端连接套筒装入轴杆三末端，并可绕轴杆二转动。轴杆五通过轴杆四末端连接套筒装入轴杆四末端，并可绕轴杆四转动。轴杆六通过轴杆五末端连接套筒装入轴杆五末端，并可绕轴杆五转动。轴杆七通过轴杆六末端连接套筒装入轴杆六中，并可绕轴杆六转动。轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六、轴杆七均为伸缩杆，从而在其轴向均伸缩可调。
转角调节机构由分别安装于相邻两轴杆垂直连接处两侧的成对角度盘构成。本实施例中包括：安装于轴杆三上与轴杆四连接端的角度盘一2-1、安装于轴杆四上与轴杆五连接端的角度盘二2-2、安装于轴杆五上与轴杆四连接端的角度盘三2-3、安装于轴杆五上与轴杆六连接端的角度盘四2-4、安装于轴杆六上的角度盘五2-5、安装于轴杆七上与轴杆六连接端的角度盘六2-6组成。由于轴杆四及轴杆六的长度较短，因此在轴杆四及轴杆六上所安装的角度盘可分别与其两侧相邻的角度盘分别形成角度盘对。根据相邻两角度盘之间的相对转动量，可实现相邻两轴杆之间的转动角度调整，从而实现精确调节控制轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六、轴杆七的转动角度。角度盘的外圆周边呈锥形，在该角度盘的锥形外圆周边制有刻度，以便于相邻两角度盘所制刻度的观测。
机械手3-1安装于轴杆七的末端，由五个关节指组成。
本机械手臂位姿变换模拟教学仪的使用方法为：
在进行机械手臂的姿态变换模拟时，首先根据矩阵变换的量值，确定各相关轴杆的伸缩量，通过各刻度盘确定各轴杆的转动角度，然后依次伸缩及转动各轴杆，使各轴杆组成的机械臂处于不同的空间位置，从而使机械手部分的空间方位发生变化。从而实时模拟机械手臂的空间位姿变换。
本教学仪通过各轴杆的运动量来控制其空间位姿的变换，克服基于矩阵的位姿变换的抽象与繁琐。其还可用于模拟工业机械手的运动，通过确定轴杆的伸缩量及转动角度后，展示不同的机械手运动轨迹等。另外，还可用于空间机构及自由度的有关教学中。
尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (3)
1.一种机械手臂位姿变换模拟教学仪，其特征在于：由可调轴杆机构、转角调节机构及机械手构成，可调轴杆机构由轴杆一、轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六、轴杆七依次垂直并转动插接构成，轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六、轴杆七均为伸缩杆；转角调节机构由分别安装于相邻两轴杆垂直连接处两侧的成对角度盘构成；机械手安装于轴杆七的末端。
2.根据权利要求1所述的机械手臂位姿变换模拟教学仪，其特征在于：在轴杆一、轴杆二、轴杆三、轴杆四、轴杆五、轴杆六末端均制有连接套筒，后一轴杆的前端部转动插装于前一轴杆末端所制的连接套筒内。
3.根据权利要求1所述的机械手臂位姿变换模拟教学仪，其特征在于：所述的角度盘的外圆周边呈锥形，在该角度盘的锥形外圆周边制有刻度。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104134393A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-11-05 | 安徽工程大学 | 一种机械手运动原理演示教具 |
| CN106502162A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-03-15 | 北京理工大学 | 一种基于便捷式机械臂的自动控制理论实验教学系统 |
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2009
- 2009-06-17 CN CN200920097165XU patent/CN201465410U/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100512 Termination date: 20100617 |