高精度智能机械臂的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高精度智能机械臂，底座(1)的上端通过高精度回转支承装置(2)与机械臂大臂(3)连接，机械臂大臂(3)的上端通过变幅销轴(6)与伸缩臂(9)的固定部分铰接，在变幅销轴(6)上安装角度编码器(5)，伸缩臂(9)固定部分的旁边安装伸缩油缸(8)，伸缩油缸(8)的缸体上安装长度传感器(7)，伸缩油缸(8)的活塞杆与支架(11)的一端连接，支架(11)的另一端通过同步绳装置(10)与伸缩臂(9)的伸缩部分连接。本实用新型能够自动控制回转角度、俯仰角度和伸缩距离，自动化程度高，精度控制好，结构简单，实施容易，可以满足长距离、高承载的使用要求，在炸药装药车等多种设备上均适用。
【专利说明】高精度智能机械臂
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高精度智能机械臂。
【背景技术】
[0002]目前，随着国内外工业智能化的兴起，在产品制造和生产应用方面已经开始使用智能机械手臂来替代人的工作。而在远距离、高强度的机械臂控制方面，相比国外的早期发展，国内技术还存在远远不足。现有的机械臂只能靠手动控制回转角度、俯仰角度和伸缩距离，自动化程度不够，精度控制差，难以满足长距离、高承载的使用要求。
实用新型内容
[0003]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高精度智能机械臂。
[0004]本实用新型技术方案如下:一种高精度智能机械臂，包括底座(I)、机械臂大臂
(3)和伸缩臂(9)，所述底座(I)的上端通过高精度回转支承装置(2)与机械臂大臂(3)的下端连接，机械臂大臂(3)的上端通过变幅销轴(6)与伸缩臂(9)的固定部分铰接，在变幅销轴(6)上安装角度编码器(5)，所述机械臂大臂(3)与伸缩臂(9)的固定部分之间连接有变幅油缸(4)，并在伸缩臂(9)固定部分的旁边安装伸缩油缸(8)，该伸缩油缸(8)与伸缩臂(9)的固定部分相平行，在伸缩油缸(8)的缸体上安装长度传感器(7)，所述伸缩油缸
(8)的活塞杆与支架(11)的一端连接，支架(11)的另一端通过同步绳装置(10)与伸缩臂
(9)的伸缩部分连接。
[0005]采用以上技术方案，利用高精度回转支承装置来实现回转精度(精度等级:
I( 0.03° )，如伸缩臂完全打开后(设定为6m)，由高精度回转支承装置单纯所产生的回转误差传递到伸缩臂最前端的左右摆动，其精度可控制到±3.1mm以内；变幅销轴可提高角度编码器的测量精度；伸缩臂采用了同步绳装置，利用伸缩油缸带动伸缩臂的两节伸缩部分同时动作，再通过插入到伸缩油缸的长度传感器测量其油缸伸缩量，乘以2后可得到伸缩臂的总的伸缩量，此过程减小了系统控制环节，利用精密的同步绳装置同时驱动伸缩臂的两节伸缩部分，完成整个伸缩过程，大大提高了伸缩控制精度，伸缩控制误差可控制到±3mm(伸缩臂伸缩量设定为3.5m)以内。以上结构总体回转和伸缩同时工作，最终可控制伸缩臂最前端的点的位移精度在±6.1mm以内(按伸缩臂总成6m)。
[0006]为了简化结构，方便装配，使变幅油缸驱动伸缩臂能够灵活地进行俯仰运动，所述变幅油缸(4)的缸底位于两个第一支耳(12)之间，并与两个第一支耳(12)相铰接，两个第一支耳(12)对称固定在机械臂大臂(3)底部的两侧；所述变幅油缸(4)活塞杆的顶端位于两个第二支耳(13)之间，并与两个第二支耳(13)铰接，两个第二支耳(13)固定在伸缩臂
(9)的固定部分上。
[0007]为了方便布置，有利于快速装配，所述伸缩油缸⑶位于伸缩臂(9)固定部分的下方，伸缩油缸⑶的缸底通过第三支耳(14)与伸缩臂(9)的固定部分相固定，所述长度传感器(7)位于第三支耳(14)的旁边。
[0008]有益效果:本实用新型能够自动控制回转角度、俯仰角度和伸缩距离，自动化程度高，精度控制好，结构简单，实施容易，可以满足长距离、高承载的使用要求，在炸药装药车等多种设备上均适用。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型一【具体实施方式】的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0011]如图1所示，在底座I的上方设置机械臂大臂3，并在底座I与机械臂大臂3之间设置高精度回转支承装置2，底座I的上端通过高精度回转支承装置2与机械臂大臂3的下端连接。高精度回转支承装置2优选为电机驱动的蜗轮蜗杆机构，其结构为现有技术，在此不作赘述。通过高精度回转支承装置2可以实现机械臂大臂3的自动回转运动。
[0012]如图1所示，在机械臂大臂3上端的旁边设置伸缩臂9，该伸缩臂9由固定部分和活动部分组成，机械臂大臂3的上端通过变幅销轴6与伸缩臂9的固定部分铰接，在变幅销轴6上安装角度编码器5。所述机械臂大臂3与伸缩臂9的固定部分之间设置有变幅油缸4，变幅油缸4的缸底位于两个第一支耳12之间，并与两个第一支耳12相铰接，两个第一支耳12对称固定在机械臂大臂3底部的两侧；变幅油缸4活塞杆的顶端位于两个第二支耳13之间，并与两个第二支耳13铰接，两个第二支耳13固定在伸缩臂9的固定部分上。当变幅油缸4的活塞杆伸缩时，可以带动伸缩臂9绕机械臂大臂3的上端转动，实现伸缩臂9的自动俯仰运动。
[0013]如图1所示，在伸缩臂9固定部分的旁边设置伸缩油缸8，该伸缩油缸8与伸缩臂9的固定部分相平行，伸缩油缸8优选位于伸缩臂9固定部分的下方。伸缩油缸8的缸底通过第三支耳14与伸缩臂9的固定部分相固定，在伸缩油缸8的缸底安装长度传感器7，该长度传感器7位于第三支耳14的旁边，长度传感器7与伸缩油缸8同轴线布置，且长度传感器7伸入伸缩油缸8内。伸缩油缸8的活塞杆与支架11的一端连接，支架11的另一端通过同步绳装置10与伸缩臂9的伸缩部分连接。同步绳装置10由同步绳和带轮等构成，其结构及工作原理与现有技术相同，在此不作赘述。伸缩臂9的伸缩部分根据需要可以是一节、两节或三节，当伸缩油缸8的活塞杆伸缩时，可带动伸缩臂9的伸缩部分相应地进行伸缩，从而实现伸缩臂9的自动伸缩运动。
[0014]以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种高精度智能机械臂，包括底座(1)、机械臂大臂(3)和伸缩臂(9)，其特征是:所述底座(1)的上端通过高精度回转支承装置(2)与机械臂大臂(3)的下端连接，机械臂大臂(3)的上端通过变幅销轴(6)与伸缩臂(9)的固定部分铰接，在变幅销轴(6)上安装角度编码器(5)，所述机械臂大臂(3)与伸缩臂(9)的固定部分之间连接有变幅油缸(4)，并在伸缩臂(9)固定部分的旁边安装伸缩油缸(8)，该伸缩油缸(8)与伸缩臂(9)的固定部分相平行，在伸缩油缸⑶的缸体上安装长度传感器(7)，所述伸缩油缸⑶的活塞杆与支架(11)的一端连接，支架(11)的另一端通过同步绳装置(10)与伸缩臂(9)的伸缩部分连接。
2.如权利要求1所述的高精度智能机械臂，其特征是:所述变幅油缸(4)的缸底位于两个第一支耳(12)之间，并与两个第一支耳(12)相铰接，两个第一支耳(12)对称固定在机械臂大臂(3)底部的两侧；所述变幅油缸(4)活塞杆的顶端位于两个第二支耳(13)之间，并与两个第二支耳(13)铰接，两个第二支耳(13)固定在伸缩臂(9)的固定部分上。
3.如权利要求1或2所述的高精度智能机械臂，其特征是:所述伸缩油缸(8)位于伸缩臂(9)固定部分的下方，伸缩油缸⑶的缸底通过第三支耳(14)与伸缩臂(9)的固定部分相固定，所述长度传感器(7)位于第三支耳(14)的旁边。
【文档编号】B25J18/04GK204248909SQ201420629463
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】周厚贵, 周宇, 周桂松, 张小勇, 安振伟, 陈芝春, 戴志清, 黎勇, 陈曦, 徐志强, 苗涛 申请人:葛洲坝易普力股份有限公司, 中国能源建设集团有限公司工程研究院