CN204183554U - 采用无线传输电能驱动的机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及采用无线传输电能驱动的机械手，其特征是所述机械手包括机械臂与关节，所述机械臂内安装有直流主电源、机械手主控制器、信号调制解调器、直-交流转换器、互感谐振主线圈；所述机械手主控制器与信号调制解调器相连接，直流主电源与直-交流转换器相连，直-交流转换器与信号调制解调器相连，信号调制解调器与互感谐振主线圈相连，并通过互感谐振主线圈发射的射频信号与关节相连；直流主电源输出的直流电经直-交流转换器转化为交流电后输入信号调制解调器中，所述信号调制解调器将机械手主控制器产生的控制信号与交流电进行调谐后传输至互感谐振主线圈转化为射频信号，并通过射频信号与关节中的输入端互感谐振线圈相连。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机械手，尤其是采用无线输电和无线信号控制技术的机械手。
背景技术
现有机械手运动部位基本上还需要连接各种引线，包括电能提供的电源线、控制运动的控制总线和各种传感器的传输总线，所以造成了很多机械手运动范围受限不能很灵活的配置，每款机械手都要提前预定好线路位置和移动范围，并且很多机械手关节部位不能自由旋转，降低了机械手的运动灵活性。因此提供一种消除引线配制限制，关节活动范围更大的机械手成为现有技术中所要解决的问题。
实用新型内容
为了提供一种消除引线配制限制，关节活动范围更大的机械手，本实用新型提供了一种新的机械手，采用无线信号传输和无线电能输送技术使控制信号和电能的传输均可以采用无线方式。避免了引线配置对机械手关节活动范围的限制。
本实用新型提供了一种采用无线传输电能驱动的机械手，其特征是所述机械手包括机械臂与关节，所述机械臂内安装有直流主电源、机械手主控制器、信号调制解调器、直-交流转换器、互感谐振主线圈；所述机械手主控制器与信号调制解调器相连接，直流主电源与直-交流转换器相连，直-交流转换器与信号调制解调器相连，信号调制解调器与互感谐振主线圈相连，并通过互感谐振主线圈发射的射频信号与关节相连；直流主电源输出的直流电经直-交流转换器转化为交流电后输入信号调制解调器中，所述信号调制解调器将机械手主控制器产生的控制信号与交流电进行调谐后传输至互感谐振主线圈转化为射频信号，并通过射频信号与关节中的输入端互感谐振线圈相连；
所述关节内安装有输入端互感谐振线圈、输出端互感谐振线圈、信号调制解调模块、交-直流转换器、控制模块、角度传感模块、驱动输出模块和驱动电机；
所述输入端互感谐振线圈与输出端互感谐振线圈分别绕在关节铁氧体磁芯的输入端与输出端，输入端互感谐振线圈分别与信号调制解调模块和交-直流转换器相连接，信号调制解调模块与控制模块相连接、控制模块还与驱动输出模块相连接，驱动输出模块还与驱动电机相连接，角度传感模块也与控制模块相连；
交-直流转换器将从输出端互感谐振线圈输入的交流电转化为直流电后再分别与信号调制解调模块、控制模块、角度传感模块、驱动输出模块相连。
所述输入端互感谐振线圈用于接收机械臂互感谐振主线圈发射的射频信号并转换为交流电，
所述信号调制解调模块用于将输入端互感谐振线圈转换得到的交流电中的控制信号解调并输入控制模块，还可以将控制模块产生的反馈信号进行调制并通过输入端互感线圈转化为射频信号；
所述角度传感模块用于将关节开合的角度信息输入控制模块，
所述控制模块通过对控制信号与角度信息进行处理，得到驱动控制信号并输入驱动输出模块，并产生反馈信号。所述反馈信号经输入端互感谐振线圈、互感谐振主线圈可输入机械手主控制器。
所述驱动输出模块通过驱动控制模块对驱动电机的启停、转速、驱动方向行进控制，实现关节的旋转。
优选所述的互感谐振主线圈也缠绕在铁氧体磁芯上。
本实用新型通过采用将互感谐振线圈绕制在铁氧体磁芯上，使得用于驱动关节运动的电能能够通过无线传输的方式从机械臂传输至关节的驱动电机上，同时以无线传输电能的电磁波为载波，将控制信号及控制模块产生的反馈信号调制在载波形成调谐信号，也实现了对关节的无线控制和对控制信号的无线反馈。本实用新型提供的机械手，机械臂与关节间完全不使用引线，从而可以使关节旋转范围更大。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的机械手的整体连接结构图；
图2是本实用新型实施例提供的机械手的关节部分连接结构图；
图3是本实用新型实施例提供的机械手的关节与机械臂连接部分局部结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的机械手整体连接结构图和关节部分的连接结构图分别如图1、图2所示，关节与机械臂连接部分局部结构如图3所示
所述机械手包括机械臂1与关节2，所述机械臂内安装有直流主电源14、机械手主控制器11、信号调制解调器12、直-交流转换器15、互感谐振主线圈13；所述机械手主控制器与信号调至解调器相连接，机械手直流主电源与直-交流转换器相连，直-交流转换器与信号调制解调器相连，信号调制解调器与互感谐振主线圈相连，并通过互感谐振主线圈发射的射频信号与关节相连；直流主电源输出的直流电经直-交流转换器转化为交流电后输入信号调制解调器中，所述信号调制解调器将机械手主控制器产生的控制信号与交流电进行调谐后传输至互感谐振主线圈转化为射频信号，并通过射频信号与关节中的输入端互感谐振线圈相连；
所述关节内安装有输入端互感谐振线圈21、输出端互感谐振线圈25、信号调制解调模块22、交-直流转换器26、控制模块23、角度传感模块27、驱动输出模块24和驱动电机28；
所述输入端互感谐振线圈与输出端互感谐振线圈分别绕在关节铁氧体磁芯的输入端与输出端，输入端互感谐振线圈分别与信号调制解调模块和交-直流转换器相连接，信号调制解调模块与控制模块相连接、控制模块还与驱动输出模块相连接，驱动输出模块还与驱动电机相连接，角度传感模块也与控制模块相连；
交-直流转换器将从输出端互感谐振线圈输入的交流电转化为直流电后再分别传输至信号调制解调模块、控制模块、角度传感模块、驱动输出模块；
所述输入端互感谐振线圈用于接收机械臂互感谐振主线圈发射的射频信号并转换为交流电，
所述信号调制解调模块用于将输入端互感谐振线圈转换得到的交流电中的控制信号解调并输入控制模块，还可以将控制模块产生的反馈信号进行调制并通过输入端互感谐振线圈转化为射频信号；
所述角度传感模块用于将关节开合的角度信息输入控制模块，
所述控制模块通过对控制信号与角度信息进行处理，得到驱动控制信号并输入驱动输出模块，并产生反馈信号。所述反馈信号经输入端互感谐振线圈、互感谐振主线圈可输入机械手主控制器。
所述驱动输出模块通过驱动控制模块对驱动电机的启停、转速、驱动方向行进控制，实现关节的旋转。
互感谐振主线圈也缠绕在铁氧体磁芯上。
如图3所示，互感谐振主线圈和输入端互感谐振线圈分别缠绕在不同的铁氧体磁芯上，其中互感谐振主线圈位于机械臂内，输入端互感谐振线圈和输出端互感谐振线圈(图3中未绘出)绕制在关节铁氧体磁芯29上并位于关节轴连接轴(图3中未绘出)中，关节连接轴与机械臂之间具有一定间隙并装有防磨损的耐磨润滑部件，以确保互感谐振主线圈和输入端互感谐振线圈之间的间隙不随关节旋转而变化，从而使信号传输稳定。经直-交流转换器转换的交流电频率准确设定到互感谐振线圈的谐振频率，可以大大提高传输效率。
Claims (2)
1.一种采用无线传输电能驱动的机械手，其特征是所述机械手包括机械臂与关节，所述机械臂内安装有直流主电源、机械手主控制器、信号调制解调器、直-交流转换器、互感谐振主线圈；所述机械手主控制器与信号调制解调器相连接，直流主电源与直-交流转换器相连，直-交流转换器与信号调制解调器相连，信号调制解调器与互感谐振主线圈相连，并通过互感谐振主线圈发射的射频信号与关节相连；直流主电源输出的直流电经直-交流转换器转化为交流电后输入信号调制解调器中，所述信号调制解调器将机械手主控制器产生的控制信号与交流电进行调谐后传输至互感谐振主线圈转化为射频信号，并通过射频信号与关节中的输入端互感谐振线圈相连；
所述关节内安装有输入端互感谐振线圈、输出端互感谐振线圈、信号调制解调模块、交-直流转换器、控制模块、角度传感模块、驱动输出模块和驱动电机；
所述输入端互感谐振线圈与输出端互感谐振线圈分别绕在关节铁氧体磁芯的输入端与输出端，输入端互感谐振线圈分别与信号调制解调模块和交-直流转换器相连接，信号调制解调模块与控制模块相连接、控制模块还与驱动输出模块相连接，驱动输出模块还与驱动电机相连接，角度传感模块也与控制模块相连；
交-直流转换器将从输出端互感谐振线圈输入的交流电转化为直流电后再分别与信号调制解调模块、控制模块、角度传感模块、驱动输出模块相连。
2.如权利要求1所述机械手，其特征是所述的互感谐振主线圈也缠绕在铁氧体磁芯上。
Priority Applications (1)
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| CN201420652027.4U CN204183554U (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 采用无线传输电能驱动的机械手 |
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| CN (1) | CN204183554U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109638982A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-16 | 北京航空航天大学 | 一种应用于可重构空间机械臂关节间的无线配电系统 |
| CN113829378A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-24 | 广东博工三六五机器人信息技术有限公司 | 一种具有无线机械手的多轴实验抓取机器人 |
| WO2023093836A1 (zh) * | 2021-11-25 | 2023-06-01 | 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 | 机械臂关节结构及其控制方法、机器人系统及医疗系统 |
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2014
- 2014-11-04 CN CN201420652027.4U patent/CN204183554U/zh not_active Expired - Fee Related
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