一种多自由度仿生机械臂的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多自由度仿生机械臂装置，是智能机器人的局部设计，属于智能机器人仿生技术领域。
【背景技术】
[0002]机械臂诞生于美国。20世纪的60年代，美国的Animat1n公司制造了第一台由计算机控制的机器人。机械臂是机器人最主要的执行机构。人类手臂的关节可以自由弯曲伸展，同样，机械臂也有这样的自由度。尽管机械臂的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接收指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。
[0003]六自由度的机械臂在形态结构和功能上接近于人类手臂。机械臂作为类人机器人的一部分，通用性、高灵敏度、多自由度、高仿真是机械臂设计当中亟需解决的问题。
[0004]高灵敏多自由度仿生机械臂的设计问题不仅具有普遍的工程意义，还具有深入的理论意义。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种多自由度仿生机械臂，该装置模拟人类手臂结构，便于控制、灵巧、仿真度高。该装置包括机械部分和控制部分，能够接收指令精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。完成抓取、投放、移动等基本动作。
[0006]本实用新型所采用的技术方案如下:
[0007]—种多自由度仿生机械臂，包括机械部分和控制部分，所述的机械部分模拟人体手臂结构包括相互连接的机械手臂和机械手指，控制部分与机械部分电连接。
[0008]作为优选方案，所述的机械手臂包括二号舵机、三号舵机、四号舵机、金属骨架、五号舵机及六号舵机，金属骨架包括水平部分和竖直部分且开设固定孔、穿线孔，金属骨架的水平部分自下而上依次设有一号轴、二号轴及三号轴，二号舵机与金属夹持器和金属骨架拼接，二号舵机控制金属夹持器旋转；三号舵机与金属骨架拼接，沿一号轴旋转；四号舵机与金属骨架拼接，沿二号轴旋转；五号舵机与金属骨架拼接，沿三号轴旋转；四号轴设于金属骨架的水平部分，六号舵机与金属骨架拼接，沿四号轴旋转。
[0009]所述的机械手臂还与固定支座连接，固定支座用于将机械手臂垂直固定。
[0010]所述的机械手指由一号舵机与金属夹持器拼接，一号舵机控制金属夹持器开闭，金属夹持器连接螺栓。
[0011]所述的控制部分包括控制端控制板、控制端电源模块、LCD显示器及控制按键，控制端电源模块与控制端控制板之间电连接，均安装在金属骨架上，LCD显示器与控制端控制板电连接，一号舵机、二号舵机、三号舵机、四号舵机、五号舵机及六号舵机分别与控制端控制板电连接，控制端控制板与控制按键电连接。
[0012]所述的控制部分还可包括拓展模块，拓展模块插接在控制端控制板上，用于实现功能升级，拓展模块设有无线通信模块及触摸屏等。
[0013]整个系统的工作流程如下:
[0014]一、操作者接通电源，机械臂初始化。
[0015]二、操作者按下相应控制按键，选择抓取、投放、移动等基本动作。IXD显示器上显示信息。
[0016]三、输出相应动作对应的PWM信号，控制舵机旋转，实现抓取、投放、移动等基本动作。
[0017]四、可插入拓展模块，在插入无线通信模块后，可远距离发送控制指令。插入触摸屏后，可以取代控制按键，可由触摸屏输入控制指令。
[0018]本实用新型的有益效果是，通过IXD显示器、控制按键进行交互，能够接收指令精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。完成抓取、投放、移动等基本动作。能过插接拓展模块升级机械臂功能。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的机械结构图，其中:
[0020]1-螺栓，2-金属夹持器，3- 一号舵机，4- 二号舵机，5-三号舵机，6_ —号轴，7_四号舵机，8- 二号轴，9-金属骨架，10-五号舵机，11-六号舵机，12-四号轴，13-控制端电源模块，14-控制端控制板，15-固定支座，16-三号轴。
【具体实施方式】
[0021]下面，结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0022]实施例一
[0023]如图1所示，本实用新型一个【具体实施方式】的结构中包括机械部分和控制部分。机械部分模拟人体手臂结构包括相互连接的机械手臂和机械手指，控制部分与机械部分电连接。机械手臂由五个舵机与金属结构件组合而成，控制机械臂躯干运动；机械手指由一个舵机与设置在两指间的夹持器组合而成，整个机械臂共六个舵机，为六自由度机械臂。
[0024]机械手臂包括二号舵机4、三号舵机5、四号舵机7、金属骨架9、五号舵机10及六号舵机11，金属骨架9包括水平部分和竖直部分且开设固定孔、穿线孔，金属骨架9的水平部分自下而上依次设有一号轴6、二号轴8及三号轴16，二号舵机4与金属夹持器2和金属骨架9拼接，二号舵机4控制金属夹持器2旋转；三号舵机5与金属骨架9拼接，可沿一号轴6旋转；四号舵机7与金属骨架9拼接，可沿二号轴8旋转；五号舵机10与金属骨架9拼接，可沿三号轴16旋转；四号轴12设于金属骨架9的水平部分，六号舵机11与金属骨架9拼接，可沿四号轴12旋转。
[0025]机械手臂还与固定支座15连接，固定支座15用于将机械手臂垂直固定。
[0026]机械手指由一号舵机3与金属夹持器2拼接，一号舵机3控制金属夹持器2开闭，金属夹持器2连接螺栓1。
[0027]控制部分包括控制端控制板14、控制端电源模块13、LCD显示器及控制按键，控制端电源模块13与控制端控制板14之间电连接，均安装在金属骨架9上，LCD显示器与控制端控制板14电连接，一号舵机3、二号舵机4、三号舵机5、四号舵机7、五号舵机10及六号舵机11分别与控制端控制板14电连接，控制端控制板14与控制按键电连接。
[0028]控制部分还包括拓展模块，拓展模块插接在控制端控制板14上，用于实现功能升级，拓展模块设有无线通信模块及触摸屏等。
[0029]整个系统的工作流程如下:
[0030]一、操作者接通电源，机械臂初始化。
[0031]二、操作者按下相应控制按键，选择抓取、投放、移动等基本动作。IXD显示器上显示信息。
[0032]三、输出相应动作对应的PWM信号，控制舵机旋转，实现抓取、投放、移动等基本动作。
[0033]四、可插入拓展模块，在插入无线通信模块后，可远距离发送控制指令。插入触摸屏后，可以取代控制按键，可由触摸屏输入控制指令。
[0034]本实用新型模拟人类手臂结构设计，能够接收指令通过PWM信号控制舵机精确地将机械臂定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。通过按键、IXD显示器进行交互，能够完成抓取、投放、移动等基本动作。整个装置便于控制、灵巧、仿真度高，可应用与工业制造、娱乐服务、军事、医疗、机器人等领域。
【主权项】
1.一种多自由度仿生机械臂，其特征在于，包括机械部分和控制部分，所述的机械部分模拟人体手臂结构包括相互连接的机械手臂和机械手指，控制部分与机械部分电连接，所述的机械手臂包括二号舵机(4)、三号舵机(5)、四号舵机(7)、金属骨架(9)、五号舵机(10)及六号舵机(11)，金属骨架(9)包括水平部分和竖直部分且开设固定孔、穿线孔，金属骨架(9)的水平部分自下而上依次设有一号轴(6)、二号轴(8)及三号轴(16)，二号舵机(4)与金属夹持器(2)和金属骨架(9)拼接，二号舵机(4)控制金属夹持器(2)旋转；三号舵机(5)与金属骨架(9)拼接，沿一号轴(6)旋转；四号舵机(7)与金属骨架(9)拼接，沿二号轴(8)旋转；五号舵机(10)与金属骨架(9)拼接，沿三号轴(16)旋转；四号轴(12)设于金属骨架(9)的水平部分，六号舵机(11)与金属骨架(9)拼接，沿四号轴(12)旋转。2.根据权利要求1所述的一种多自由度仿生机械臂，其特征在于，所述的机械手臂还与固定支座(15)连接，固定支座(15)用于将机械手臂垂直固定。3.根据权利要求1所述的一种多自由度仿生机械臂，其特征在于，所述的机械手指由一号舵机(3)与金属夹持器(2)拼接，一号舵机(3)控制金属夹持器(2)开闭，金属夹持器(2)连接螺栓(1)。4.根据权利要求3所述的一种多自由度仿生机械臂，其特征在于，所述的控制部分包括控制端控制板(14 )、控制端电源模块(13 )、LCD显示器及控制按键，控制端电源模块(13)与控制端控制板(14)之间电连接，均安装在金属骨架(9)上，LCD显示器与控制端控制板(14)电连接，一号舵机(3)、二号舵机(4)、三号舵机(5)、四号舵机(7)、五号舵机(10)及六号舵机(11)分别与控制端控制板(14)电连接，控制端控制板(14)与控制按键电连接。5.根据权利要求4所述的一种多自由度仿生机械臂，其特征在于，所述的控制部分还包括拓展模块，拓展模块插接在控制端控制板(14)上，用于实现功能升级，拓展模块设有无线通信模块及触摸屏。
【专利摘要】本实用新型涉及一种多自由度仿生机械臂，包括机械部分和控制部分，机械部分模拟人体手臂结构包括相互连接的机械手臂和机械手指，控制部分与机械部分电连接。本实用新型模拟人类手臂结构设计，能够接收指令通过PWM信号控制舵机精确地将机械臂定位到三维或二维空间上的某一点进行作业。通过按键、LCD显示器进行交互，能够完成抓取、投放、移动等基本动作。整个装置便于控制、灵巧、仿真度高，可应用与工业制造、娱乐服务、军事、医疗、机器人等领域。
【IPC分类】B25J9/00
【公开号】CN205058022
【申请号】CN201520589343
【发明人】张颖, 卢晶, 汤江月, 肖建
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年8月3日