一种机械臂智能伸缩结构

1.本发明涉及机械臂技术领域，尤其涉及一种机械臂智能伸缩结构。


背景技术：

2.近年来，随着机器人技术的发展，应用高速度、高精度、高负载自重比的机器人结构受到工业和航空航天领域的关注。由于运动过程中关节和连杆的柔性效应的增加，使结构发生变形从而使任务执行的精度降低。所以，机器人机械臂结构柔性特征必须予以考虑，实现柔性机械臂高精度有效控制也必须考虑系统动力学特性。柔性机械臂是一个非常复杂的动力学系统，其动力学方程具有非线性、强耦合、实变等特点。而进行柔性臂动力学问题的研究，其模型的建立是极其重要的。柔性机械臂不仅是一个刚柔耦合的非线性系统，而且也是系统动力学特性与控制特性相互耦合即机电耦合的非线性系统。动力学建模的目的是为控制系统描述及控制器设计提供依据。一般控制系统的描述与传感器和执行器的定位，从执行器到传感器的信息传递以及机械臂的动力学特性密切相关。柔性机械臂动力学方程的建立主要是利用lagrange方程和newton-euler方程这两个最具代表性的方程。另外比较常用的还有变分原理，虚位移原理以及kane方程的方法。而柔性体变形的描述是柔性机械臂系统建模与控制的基础。因此因首先选择一定的方式描述柔性体的变形，同时变形的描述与系统动力学方程的求解关系密切。机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配、安全防爆等领域得到广泛应用。机械臂是一个复杂系统，存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务，需要规划机械臂关节空间的运动轨迹。
3.常见的机械臂中臂关节为固定结构，只能在固定范围内进行运转，无法进行范围的调节，使得机械臂的运转具有局限性，不满足现今工厂中复杂的操作需求，为增加范围的大小，需要在机械臂上加装伸缩结构，例如伸缩气缸结构，但伸缩气缸多为固定连接在机械臂上，缺乏调节性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种机械臂智能伸缩结构。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种机械臂智能伸缩结构，包括稳定底座，所述稳定底座上端固定连接有安装盖，所述安装盖上端固定连接有电机固定板，所述电机固定板上端连接有传动电机一，所述传动电机一输出端连接有主动轮一，所述安装盖上端连接有限位筒，所述限位筒上端设置有旋转块，所述旋转块外侧设置有防护罩，所述旋转块下端连接贯穿限位筒连接有从动轮一，所述旋转块一侧连接有偏转电机，所述偏转电机输出端贯穿旋转块固定连接有转动重轮，所述转动重轮固定连接有摆动臂，所述摆动臂一侧连接有传动电机二，所述传动电机二输出端连接有主动轮二，所述摆动臂一侧设置有提升臂，所述提升臂一侧固定连接有从动轮二，所述提升臂通过连接板连接有连接转轴，所述提升臂上内开设有收纳槽，所述提升臂一
侧连接有传动电机三，所述传动电机三输出端贯穿收纳槽连接有主动轮三，所述连接转轴一侧固定连接有从动轮三，所述连接转轴连接有伸缩机构。
7.优选地，所述伸缩机构包括伸缩气缸，所述伸缩气缸一端连接有伸缩杆，所述伸缩气缸一侧设置有连接转块，所述连接转块外侧对称连接有连接转轴，所述伸缩杆贯穿连接转块固定连接有连接盘，所述连接盘连接有吸盘架。
8.优选地，所述连接转块一侧固定连接有限位滑杆，所述限位滑杆设置有四个，所述伸缩气缸上滑动连接限位滑杆，两个所述限位滑杆关于伸缩杆中心对称滑动设置在伸缩气缸内，另外两个所述限位滑杆关于伸缩杆中心对称滑动设置在伸缩气缸外侧。
9.优选地，所述主动轮一与从动轮一设置稳定底座内，所述主动轮一与从动轮一之间通过链条相互连接，所述主动轮二与从动轮二设置在摆动臂内，所述主动轮二与从动轮二之间通过链条相互连接，所述主动轮三一侧设置有侧防护板，所述主动轮三与从动轮三之间通过链条相互连接。
10.优选地，所述连接板设置有两个，所述伸缩气缸设置在两个连接板之间，所述收纳槽与伸缩气缸之间相互契合。
11.优选地，所述提升臂一侧连接有下翻转轴，所述下翻转轴连接有卡合杆，所述卡合杆一侧与连接盘之间相互契合。
12.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
13.1、本技术通过采用多级主动轮与从动轮传动结构，且各个主动轮之间独立运转，互不干扰，有效保证机械臂的运转效率，利用多组传动电机带动多组主动轮完成动力的传递，且一组主动轮带动一组直径较小的从动轮运转，减少电机的负荷，提高结构变化的效率。
14.2、本技术通过采用连接转块结构，利用连接转块使得连接转轴并未直接控制伸缩气缸翻转，利用连接转块上的限位滑杆配合伸缩气缸使得伸缩气缸与连接转块之间的距离可调节，即可控制机械臂伸缩机构的伸缩范围，在连接转块与伸缩气缸相互贴合时，控制伸缩气缸伸缩可达到伸缩范围最大的需求，反之亦然。
附图说明
15.图1示出了根据本发明实施例提供的机械臂整体的结构示意图；
16.图2示出了根据本发明实施例提供的稳定底座内的结构示意图；
17.图3示出了根据本发明实施例提供的摆动臂内的结构示意图；
18.图4示出了根据本发明实施例提供的侧防护板内的结构示意图；
19.图5示出了根据本发明实施例提供的卡合杆的结构示意图；
20.图6示出了根据本发明实施例提供的限位滑杆连接处的结构示意图。
21.图例说明：
22.1、稳定底座；2、安装盖；3、电机固定板；4、传动电机一；5、限位筒；6、旋转块；7、防护罩；8、偏转电机；9、传动电机二；10、摆动臂；11、提升臂；12、收纳槽；13、传动电机三；14、侧防护板；15、连接板；16、伸缩气缸；17、连接转轴；18、伸缩杆；19、连接盘；20、吸盘架；21、主动轮一；22、从动轮一；23、转动重轮；24、主动轮二；25、从动轮二；26、主动轮三；27、从动轮三；28、下翻转轴；29、卡合杆；30、连接转块；31、限位滑杆。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：
25.一种机械臂智能伸缩结构，包括稳定底座1，稳定底座1上端固定连接有安装盖2，安装盖2上端固定连接有电机固定板3，电机固定板3上端连接有传动电机一4，传动电机一4输出端连接有主动轮一21，安装盖2上端连接有限位筒5，限位筒5上端设置有旋转块6，旋转块6外侧设置有防护罩7，旋转块6下端连接贯穿限位筒5连接有从动轮一22，旋转块6一侧连接有偏转电机8，偏转电机8输出端贯穿旋转块6固定连接有转动重轮23，转动重轮23固定连接有摆动臂10，摆动臂10一侧连接有传动电机二9，传动电机二9输出端连接有主动轮二24，摆动臂10一侧设置有提升臂11，提升臂11一侧固定连接有从动轮二25，提升臂11通过连接板15连接有连接转轴17，提升臂11上内开设有收纳槽12，提升臂11一侧连接有传动电机三13，传动电机三13输出端贯穿收纳槽12连接有主动轮三26，连接转轴17一侧固定连接有从动轮三27，连接转轴17连接有伸缩机构。伸缩机构包括伸缩气缸16，伸缩气缸16一端连接有伸缩杆18，伸缩气缸16一侧设置有连接转块30，连接转块30外侧对称连接有连接转轴17，伸缩杆18贯穿连接转块30固定连接有连接盘19，连接盘19连接有吸盘架20。连接转块30一侧固定连接有限位滑杆31，限位滑杆31设置有四个，伸缩气缸16上滑动连接限位滑杆31，两个限位滑杆31关于伸缩杆18中心对称滑动设置在伸缩气缸16内，另外两个限位滑杆31关于伸缩杆18中心对称滑动设置在伸缩气缸16外侧。主动轮一21与从动轮一22设置稳定底座1内，主动轮一21与从动轮一22之间通过链条相互连接，主动轮二24与从动轮二25设置在摆动臂10内，主动轮二24与从动轮二25之间通过链条相互连接，主动轮三26一侧设置有侧防护板14，主动轮三26与从动轮三27之间通过链条相互连接。连接板15设置有两个，伸缩气缸16设置在两个连接板15之间，收纳槽12与伸缩气缸16之间相互契合。提升臂11一侧连接有下翻转轴28，下翻转轴28连接有卡合杆29，卡合杆29一侧与连接盘19之间相互契合。
26.具体的，如图1所示，一种机械臂智能伸缩结构，包括稳定底座1，稳定底座1上端固定连接有安装盖2，安装盖2上端固定连接有电机固定板3，电机固定板3上端连接有传动电机一4，传动电机一4输出端连接有主动轮一21，安装盖2上端连接有限位筒5，限位筒5上端设置有旋转块6，旋转块6外侧设置有防护罩7，旋转块6下端连接贯穿限位筒5连接有从动轮一22，旋转块6一侧连接有偏转电机8，偏转电机8输出端贯穿旋转块6固定连接有转动重轮23，转动重轮23固定连接有摆动臂10，摆动臂10一侧连接有传动电机二9，传动电机二9输出端连接有主动轮二24，摆动臂10一侧设置有提升臂11，提升臂11一侧固定连接有从动轮二25，提升臂11通过连接板15连接有连接转轴17，提升臂11上内开设有收纳槽12，提升臂11一侧连接有传动电机三13，传动电机三13输出端贯穿收纳槽12连接有主动轮三26，连接转轴17一侧固定连接有从动轮三27，连接转轴17连接有伸缩机构，利用伸缩机构的伸缩范围可根据需求进行调节，在需要调节时，控制卡合杆29上开口处与连接盘19相互卡合，再控制伸缩气缸16伸缩，便可进行连接转块30与伸缩气缸16之间距离的调节，即控制机械臂的伸缩范围调节，满足不同的生产需求，结构具有合理性。
27.具体的，如图5所示，伸缩机构包括伸缩气缸16，伸缩气缸16一端连接有伸缩杆18，伸缩气缸16一侧设置有连接转块30，连接转块30外侧对称连接有连接转轴17，伸缩杆18贯穿连接转块30固定连接有连接盘19，连接盘19连接有吸盘架20。连接转块30一侧固定连接有限位滑杆31，限位滑杆31设置有四个，伸缩气缸16上滑动连接限位滑杆31，两个限位滑杆31关于伸缩杆18中心对称滑动设置在伸缩气缸16内，另外两个限位滑杆31关于伸缩杆18中心对称滑动设置在伸缩气缸16外侧，利用连接转块30使得连接转轴17并未直接控制伸缩气缸16翻转，利用连接转块30上的限位滑杆31配合伸缩气缸16使得伸缩气缸16与连接转块30之间的距离可调节，即可控制机械臂伸缩机构的伸缩范围，在连接转块30与伸缩气缸16相互贴合时，控制伸缩气缸16伸缩可达到伸缩范围最大的需求，反之亦然。
28.具体的，如图3所示，主动轮一21与从动轮一22设置稳定底座1内，主动轮一21与从动轮一22之间通过链条相互连接，主动轮二24与从动轮二25设置在摆动臂10内，主动轮二24与从动轮二25之间通过链条相互连接，主动轮三26一侧设置有侧防护板14，主动轮三26与从动轮三27之间通过链条相互连接。连接板15设置有两个，伸缩气缸16设置在两个连接板15之间，收纳槽12与伸缩气缸16之间相互契合。提升臂11一侧连接有下翻转轴28，下翻转轴28连接有卡合杆29，卡合杆29一侧与连接盘19之间相互契合，采用多级主动轮与从动轮传动结构，且各个主动轮之间独立运转，互不干扰，有效保证机械臂的运转效率，利用多组传动电机带动多组主动轮完成动力的传递，且一组主动轮带动一组直径较小的从动轮运转，减少电机的负荷，提高结构变化的效率。
29.综上所述，本实施例所提供的一种机械臂智能伸缩结构，相较于传统的机械臂，结构上具有可调节性，利用未固定连接的伸缩气缸16结构代替传统的固定结构，实现机械臂拾取范围的可调节，结构具有合理性，且在设备停止运转时，可控制卡合杆29围绕下翻转轴28旋转，使得卡合杆29能够与连接盘19相互卡合，再控制伸缩气缸16伸长，使得伸缩气缸16能够置于收纳槽12内，完成对伸缩气缸16的保护，提高设备耐久度。
30.实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。