高精度智能機械臂的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高精度智能機械臂，底座(1)的上端通過高精度回轉支承裝置(2)與機械臂大臂(3)連接，機械臂大臂(3)的上端通過變幅銷軸(6)與伸縮臂(9)的固定部分鉸接，在變幅銷軸(6)上安裝角度編碼器(5)，伸縮臂(9)固定部分的旁邊安裝伸縮油缸(8)，伸縮油缸(8)的缸體上安裝長度傳感器(7)，伸縮油缸(8)的活塞桿與支架(11)的一端連接，支架(11)的另一端通過同步繩裝置(10)與伸縮臂(9)的伸縮部分連接。本實用新型能夠自動控制回轉角度、俯仰角度和伸縮距離，自動化程度高，精度控制好，結構簡單，實施容易，可以滿足長距離、高承載的使用要求，在炸藥裝藥車等多種設備上均適用。
【專利說明】高精度智能機械臂

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高精度智能機械臂。

【背景技術】
[0002]目前，隨著國內外工業智能化的興起，在產品制造和生產應用方面已經開始使用智能機械手臂來替代人的工作。而在遠距離、高強度的機械臂控制方面，相比國外的早期發展，國內技術還存在遠遠不足。現有的機械臂只能靠手動控制回轉角度、俯仰角度和伸縮距離，自動化程度不夠，精度控制差，難以滿足長距離、高承載的使用要求。
實用新型內容
[0003]有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高精度智能機械臂。
[0004]本實用新型技術方案如下:一種高精度智能機械臂，包括底座(I)、機械臂大臂
(3)和伸縮臂(9)，所述底座(I)的上端通過高精度回轉支承裝置(2)與機械臂大臂(3)的下端連接，機械臂大臂(3)的上端通過變幅銷軸(6)與伸縮臂(9)的固定部分鉸接，在變幅銷軸(6)上安裝角度編碼器(5)，所述機械臂大臂(3)與伸縮臂(9)的固定部分之間連接有變幅油缸(4)，并在伸縮臂(9)固定部分的旁邊安裝伸縮油缸(8)，該伸縮油缸(8)與伸縮臂(9)的固定部分相平行，在伸縮油缸(8)的缸體上安裝長度傳感器(7)，所述伸縮油缸
(8)的活塞桿與支架(11)的一端連接，支架(11)的另一端通過同步繩裝置(10)與伸縮臂
(9)的伸縮部分連接。
[0005]采用以上技術方案，利用高精度回轉支承裝置來實現回轉精度(精度等級:
I( 0.03° )，如伸縮臂完全打開后(設定為6m)，由高精度回轉支承裝置單純所產生的回轉誤差傳遞到伸縮臂最前端的左右擺動，其精度可控制到±3.1mm以內；變幅銷軸可提高角度編碼器的測量精度；伸縮臂采用了同步繩裝置，利用伸縮油缸帶動伸縮臂的兩節伸縮部分同時動作，再通過插入到伸縮油缸的長度傳感器測量其油缸伸縮量，乘以2后可得到伸縮臂的總的伸縮量，此過程減小了系統控制環節，利用精密的同步繩裝置同時驅動伸縮臂的兩節伸縮部分，完成整個伸縮過程，大大提高了伸縮控制精度，伸縮控制誤差可控制到±3mm(伸縮臂伸縮量設定為3.5m)以內。以上結構總體回轉和伸縮同時工作，最終可控制伸縮臂最前端的點的位移精度在±6.1mm以內(按伸縮臂總成6m)。
[0006]為了簡化結構，方便裝配，使變幅油缸驅動伸縮臂能夠靈活地進行俯仰運動，所述變幅油缸(4)的缸底位于兩個第一支耳(12)之間，并與兩個第一支耳(12)相鉸接，兩個第一支耳(12)對稱固定在機械臂大臂(3)底部的兩側；所述變幅油缸(4)活塞桿的頂端位于兩個第二支耳(13)之間，并與兩個第二支耳(13)鉸接，兩個第二支耳(13)固定在伸縮臂
(9)的固定部分上。
[0007]為了方便布置，有利于快速裝配，所述伸縮油缸⑶位于伸縮臂(9)固定部分的下方，伸縮油缸⑶的缸底通過第三支耳(14)與伸縮臂(9)的固定部分相固定，所述長度傳感器(7)位于第三支耳(14)的旁邊。
[0008]有益效果:本實用新型能夠自動控制回轉角度、俯仰角度和伸縮距離，自動化程度高，精度控制好，結構簡單，實施容易，可以滿足長距離、高承載的使用要求，在炸藥裝藥車等多種設備上均適用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型一【具體實施方式】的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0011]如圖1所示，在底座I的上方設置機械臂大臂3，并在底座I與機械臂大臂3之間設置高精度回轉支承裝置2，底座I的上端通過高精度回轉支承裝置2與機械臂大臂3的下端連接。高精度回轉支承裝置2優選為電機驅動的蝸輪蝸桿機構，其結構為現有技術，在此不作贅述。通過高精度回轉支承裝置2可以實現機械臂大臂3的自動回轉運動。
[0012]如圖1所示，在機械臂大臂3上端的旁邊設置伸縮臂9，該伸縮臂9由固定部分和活動部分組成，機械臂大臂3的上端通過變幅銷軸6與伸縮臂9的固定部分鉸接，在變幅銷軸6上安裝角度編碼器5。所述機械臂大臂3與伸縮臂9的固定部分之間設置有變幅油缸4，變幅油缸4的缸底位于兩個第一支耳12之間，并與兩個第一支耳12相鉸接，兩個第一支耳12對稱固定在機械臂大臂3底部的兩側；變幅油缸4活塞桿的頂端位于兩個第二支耳13之間，并與兩個第二支耳13鉸接，兩個第二支耳13固定在伸縮臂9的固定部分上。當變幅油缸4的活塞桿伸縮時，可以帶動伸縮臂9繞機械臂大臂3的上端轉動，實現伸縮臂9的自動俯仰運動。
[0013]如圖1所示，在伸縮臂9固定部分的旁邊設置伸縮油缸8，該伸縮油缸8與伸縮臂9的固定部分相平行，伸縮油缸8優選位于伸縮臂9固定部分的下方。伸縮油缸8的缸底通過第三支耳14與伸縮臂9的固定部分相固定，在伸縮油缸8的缸底安裝長度傳感器7，該長度傳感器7位于第三支耳14的旁邊，長度傳感器7與伸縮油缸8同軸線布置，且長度傳感器7伸入伸縮油缸8內。伸縮油缸8的活塞桿與支架11的一端連接，支架11的另一端通過同步繩裝置10與伸縮臂9的伸縮部分連接。同步繩裝置10由同步繩和帶輪等構成，其結構及工作原理與現有技術相同，在此不作贅述。伸縮臂9的伸縮部分根據需要可以是一節、兩節或三節，當伸縮油缸8的活塞桿伸縮時，可帶動伸縮臂9的伸縮部分相應地進行伸縮，從而實現伸縮臂9的自動伸縮運動。
[0014]以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本實用新型的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種高精度智能機械臂，包括底座(1)、機械臂大臂(3)和伸縮臂(9)，其特征是:所述底座(1)的上端通過高精度回轉支承裝置(2)與機械臂大臂(3)的下端連接，機械臂大臂(3)的上端通過變幅銷軸(6)與伸縮臂(9)的固定部分鉸接，在變幅銷軸(6)上安裝角度編碼器(5)，所述機械臂大臂(3)與伸縮臂(9)的固定部分之間連接有變幅油缸(4)，并在伸縮臂(9)固定部分的旁邊安裝伸縮油缸(8)，該伸縮油缸(8)與伸縮臂(9)的固定部分相平行，在伸縮油缸⑶的缸體上安裝長度傳感器(7)，所述伸縮油缸⑶的活塞桿與支架(11)的一端連接，支架(11)的另一端通過同步繩裝置(10)與伸縮臂(9)的伸縮部分連接。
2.如權利要求1所述的高精度智能機械臂，其特征是:所述變幅油缸(4)的缸底位于兩個第一支耳(12)之間，并與兩個第一支耳(12)相鉸接，兩個第一支耳(12)對稱固定在機械臂大臂(3)底部的兩側；所述變幅油缸(4)活塞桿的頂端位于兩個第二支耳(13)之間，并與兩個第二支耳(13)鉸接，兩個第二支耳(13)固定在伸縮臂(9)的固定部分上。
3.如權利要求1或2所述的高精度智能機械臂，其特征是:所述伸縮油缸(8)位于伸縮臂(9)固定部分的下方，伸縮油缸⑶的缸底通過第三支耳(14)與伸縮臂(9)的固定部分相固定，所述長度傳感器(7)位于第三支耳(14)的旁邊。
【文檔編號】B25J18/04GK204248909SQ201420629463
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】周厚貴, 周宇, 周桂松, 張小勇, 安振偉, 陳芝春, 戴志清, 黎勇, 陳曦, 徐志強, 苗濤 申請人:葛洲壩易普力股份有限公司, 中國能源建設集團有限公司工程研究院