CN208773581U - 一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置，包括X轴驱动机构，X轴驱动机构的上表面滑动连接有Z轴驱动机构，Z轴驱动机构的侧表面滑动连接有Y轴驱动机构，Y轴驱动机构的前侧面设有固定座，固定座的侧表面设有旋转气缸，旋转气缸与外部气源连接，旋转气缸的输出轴连接有连接板，连接板的侧表面端部设有抓手。本基于伺服控制的三轴机械手教学装置，使用方便，能够将抓手移动到三维坐标系中的指定位置，另外抓手可以旋转，进而能够在不同的平面位置处抓件或放件，便于向学生演示运动过程，解决了电气项目集成课程中，无实际教学案例，无法把握学习程度的问题，便于巩固知识，加深对伺服控制的理解。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学用具技术领域，具体为一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置。
背景技术
教学用具：使学生能直观、形象地理解教学内容所使用的各类器具及教师授课时使用的用具的总称。教具可提高学生的学习兴趣，丰富感性认识，帮助形成明确的概念，发展学生的观察能力和思维能力。在电气项目集成课程教学中，缺少具体实际教学案例，学生不便于理解伺服控制系统，无法把握学习程度，不能及时掌握和巩固知识点，因此需要一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置，使用方便，抓手能够在不同的平面位置处抓件或放件，便于向学生演示运动过程，解决了电气项目集成课程中，无实际教学案例，无法把握学习程度的问题，便于巩固知识，加深对伺服控制的理解，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置，包括X轴驱动机构，所述X轴驱动机构的上表面滑动连接有Z轴驱动机构，Z轴驱动机构的侧表面滑动连接有Y轴驱动机构，Y轴驱动机构的前侧面设有固定座，固定座的侧表面设有旋转气缸，旋转气缸与外部气源连接，旋转气缸的输出轴连接有连接板，连接板的侧表面端部设有抓手。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述X轴驱动机构包括X轴安装架，X轴安装架的内部中部转动连接有X轴丝杆，X轴丝杆的外表面螺纹连接有X轴丝母，X轴丝杆的一端通过联轴器与X轴伺服电机的输出轴连接，X轴伺服电机的输入端与外部PLC控制器的输出端电连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述Z轴驱动机构包括Z轴安装架，Z轴安装架的内部中部转动连接有Z轴丝杆，Z轴丝杆的一端通过联轴器与Z轴伺服电机的输出轴连接，Z轴伺服电机的输入端与外部PLC控制器的输出端电连接，Z轴丝杆上的丝母与Y轴驱动机构连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述Y轴驱动机构包括Y轴安装架，Y轴安装架的内部中部转动连接有Y轴丝杆，Y轴丝杆的外表面螺纹连接有Y轴丝母，Y轴丝杆的一端通过联轴器与Y轴伺服电机的输出轴连接，Y轴伺服电机的输入端与外部PLC控制器的输出端电连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述抓手包括气缸，气缸与外部气源连接，气缸的下表面两端均设有连接臂，连接臂的端部铰接有活动爪，活动爪的中部设有通槽，两个通槽内活动套接有活动杆，活动杆与气缸的伸缩端连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本基于伺服控制的三轴机械手教学装置，通过气缸工作，抓手方便抓取物件，通过X轴伺服电机、Z轴伺服电机和Y轴伺服电机工作，能够将固定座移动到三维坐标系中的指定位置，旋转气缸能够带动抓手旋转，进而能够在不同的平面位置处抓件或放件，便于向学生演示运动过程，解决了电气项目集成课程中，无实际教学案例，无法把握学习程度的问题，便于巩固知识，加深对伺服控制的理解。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型抓手结构示意图。
图中：1 X轴安装架、2 X轴丝杆、3 X轴丝母、4 X轴伺服电机、5 X轴驱动机构、6 Z轴驱动机构、7 Z轴安装架、8 Z轴丝杆、9 Z轴伺服电机、10 Y轴安装架、11 Y轴丝母、12 Y轴丝杆、13 Y轴伺服电机、14 Y轴驱动机构、15固定座、16旋转气缸、17连接板、18抓手、19活动杆、20气缸、21连接臂、22通槽、23活动爪。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置，包括X轴驱动机构5，X轴驱动机构5包括X轴安装架1，X轴安装架1的内部中部转动连接有X轴丝杆2，X轴丝杆2的外表面螺纹连接有X轴丝母3，X轴丝杆2的一端通过联轴器与X轴伺服电机4的输出轴连接，X轴伺服电机4的输入端与外部PLC控制器的输出端电连接，X轴驱动机构5的上表面滑动连接有Z轴驱动机构6，通过X轴伺服电机4工作，X轴伺服电机4带动X轴丝杆2旋转，X轴丝杆2通过X轴丝母3带动Z轴驱动机构6前后移动，Z轴驱动机构6的侧表面滑动连接有Y轴驱动机构14，Z轴驱动机构6包括Z轴安装架7，Z轴安装架7的内部中部转动连接有Z轴丝杆8，Z轴丝杆8的一端通过联轴器与Z轴伺服电机9的输出轴连接，Z轴伺服电机9的输入端与外部PLC控制器的输出端电连接，Z轴丝杆8上的丝母与Y轴驱动机构14连接，通过Z轴伺服电机9工作，Z轴伺服电机9带动Z轴丝杆8转动，进而Z轴丝杆8通过Z轴丝杆8上的丝母带动Y轴驱动机构14上下移动，Y轴驱动机构14包括Y轴安装架10，Y轴安装架10的内部中部转动连接有Y轴丝杆12，Y轴丝杆12的外表面螺纹连接有Y轴丝母11，Y轴丝杆12的一端通过联轴器与Y轴伺服电机13的输出轴连接，Y轴伺服电机13的输入端与外部PLC控制器的输出端电连接，Y轴驱动机构14的前侧面设有固定座15，通过Y轴伺服电机13工作，Y轴伺服电机13带动Y轴丝杆12转动，Y轴丝杆12带动Y轴丝母11左右移动，进而能够将固定座15移动到三维坐标系中的指定位置，固定座15的侧表面设有旋转气缸16，旋转气缸16与外部气源连接，旋转气缸16的输出轴连接有连接板17，连接板17的侧表面端部设有抓手18，旋转气缸16能够带动抓手18旋转，能够使抓手18处于不同的平面位置处，便于向学生演示运动过程，解决了电气项目集成课程中，无实际教学案例，无法把握学习程度的问题，便于巩固知识，加深对伺服控制的理解，抓手18包括气缸20，气缸20与外部气源连接，气缸20的下表面两端均设有连接臂21，连接臂21的端部铰接有活动爪23，活动爪23的中部设有通槽22，两个通槽22内活动套接有活动杆19，活动杆19与气缸20的伸缩端连接，通过气缸20工作，气缸20的伸缩端带动活动杆19移动，活动杆19在通槽22上下移动，进而带动两个活动爪23分开或闭合，能够抓件或放件，外部PLC控制器采用现有技术中常用方法，通过对外部PLC控制器进行编程，实现自动化控制。
在使用时：通过对外部PLC控制器进行编程，输入坐标位置信息，外部PLC控制器启动X轴伺服电机4，X轴伺服电机4带动X轴丝杆2旋转，X轴丝杆2通过X轴丝母3带动Z轴驱动机构6前后移动，Z轴伺服电机9工作，Z轴伺服电机9带动Z轴丝杆8转动，进而Z轴伺服电机9带动Y轴驱动机构14上下移动，Y轴伺服电机13工作，Y轴伺服电机13带动Y轴丝杆12转动，Y轴丝杆12带动Y轴丝母11左右移动，另外旋转气缸16可以带动抓手18旋转，进而能够将抓手18移动到三维坐标系中的指定位置，启动气缸20，两个活动爪23闭合抓取物件，可以向学生演示运动过程，便于巩固知识，加深对伺服控制的理解。
本实用新型使用方便，通过X轴伺服电机4、Z轴伺服电机9和Y轴伺服电机13工作，能够将抓手18移动到三维坐标系中的指定位置，另外旋转气缸16能够带动抓手18旋转，进而能够在不同的平面位置处抓件或放件，便于向学生演示运动过程，解决了电气项目集成课程中，无实际教学案例，无法把握学习程度的问题，便于巩固知识，加深对伺服控制的理解。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置，包括X轴驱动机构(5)，其特征在于：所述X轴驱动机构(5)的上表面滑动连接有Z轴驱动机构(6)，Z轴驱动机构(6)的侧表面滑动连接有Y轴驱动机构(14)，Y轴驱动机构(14)的前侧面设有固定座(15)，固定座(15)的侧表面设有旋转气缸(16)，旋转气缸(16)与外部气源连接，旋转气缸(16)的输出轴连接有连接板(17)，连接板(17)的侧表面端部设有抓手(18)。
2.根据权利要求1所述的一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置，其特征在于：所述X轴驱动机构(5)包括X轴安装架(1)，X轴安装架(1)的内部中部转动连接有X轴丝杆(2)，X轴丝杆(2)的外表面螺纹连接有X轴丝母(3)，X轴丝杆(2)的一端通过联轴器与X轴伺服电机(4)的输出轴连接，X轴伺服电机(4)的输入端与外部PLC控制器的输出端电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置，其特征在于：所述Z轴驱动机构(6)包括Z轴安装架(7)，Z轴安装架(7)的内部中部转动连接有Z轴丝杆(8)，Z轴丝杆(8)的一端通过联轴器与Z轴伺服电机(9)的输出轴连接，Z轴伺服电机(9)的输入端与外部PLC控制器的输出端电连接，Z轴丝杆(8)上的丝母与Y轴驱动机构(14)连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置，其特征在于：所述Y轴驱动机构(14)包括Y轴安装架(10)，Y轴安装架(10)的内部中部转动连接有Y轴丝杆(12)，Y轴丝杆(12)的外表面螺纹连接有Y轴丝母(11)，Y轴丝杆(12)的一端通过联轴器与Y轴伺服电机(13)的输出轴连接，Y轴伺服电机(13)的输入端与外部PLC控制器的输出端电连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于伺服控制的三轴机械手教学装置，其特征在于：所述抓手(18)包括气缸(20)，气缸(20)与外部气源连接，气缸(20)的下表面两端均设有连接臂(21)，连接臂(21)的端部铰接有活动爪(23)，活动爪(23)的中部设有通槽(22)，两个通槽(22)内活动套接有活动杆(19)，活动杆(19)与气缸(20)的伸缩端连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110480627A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-22 | 东莞尚致自动化设备有限公司 | 多连杆凸轮双轴多工位伺服超高速机械手及运动控制方法 |
| CN110587585A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-12-20 | 郑州中普医疗器械有限公司 | 一种可对玻片进行自由抓取的机械手装置 |
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| CN110480627A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-22 | 东莞尚致自动化设备有限公司 | 多连杆凸轮双轴多工位伺服超高速机械手及运动控制方法 |
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