专利名称：一种可移动式四自由度机械臂的制作方法
技术领域：
本实用新型属于教学仪器领域，具体涉及一种可移动式四自由度机械臂。
背景技术：
电气控制技术是目前工业自动化行业内普遍认为的工业控制技术的发展趋势。当 今教学仪器领域中电气控制方式的可移动式四自由度机械臂实训单元主要存在定位精度 不高、结构不合理、响应速度慢等缺点，这样不能很好的为学员展现真实工业现场的实际设 备的工作状态，因此急需一些能够完整合理的再现一个生产线的模拟环境。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是，由于现有技术的局限性，而导致的在工业自动化 类课程的开展过程中出现教师无法全面解释课程内容，而学生只能听教师教导而缺乏以理 解为基础的综合实训，实验受限过大，不利于课堂教学，不利于学生思维能力、开发能力的 进步的问题，进而提供了一种可移动式四自由度机械臂。一种可移动式四自由度机械臂，包括一直线移动机构，直线移动机构安装在底板上；一腰部旋转机构，腰部旋转机构安装在直线移动机构上；—肩部旋转机构，肩部旋转机构安装在腰部旋转机构上；一肘部旋转机构，肘部旋转机构通过肩臂连接块连接在肩部旋转机构上；一夹紧机构，夹紧机构通过腕部连接块连接在肘部旋转机构上；一控制系统，所述的直线移动机构、腰部旋转机构、肩部旋转机构、肘部旋转机构 和夹紧机构分别与控制系统连接。优选地，所述直线移动机构由一对导轨、两对滑块、电机、接近开关和支架组成，所 述的滑块安装在导轨上，所述的电机安装在支架上并与滑块传动连接，所述电机采用步进 电机或伺服电机或直线电机，所述接近开关与控制系统连接。优选地，所述腰部旋转机构由安装板、限位开关、接近开关、支撑旋转装置和旋转 动力装置组成，旋转动力装置安装在安装板上，旋转动力装置采用电机或液压缸或气压缸； 所述的支撑旋转装置连接旋转动力装置；所述的限位开关、接近开关安装在支撑旋转装置 上；所述的限位开关和接近开关分别与控制系统连接。优选地，所述的肩部旋转机构由旋转动力装置、动力传动装置、支撑块、限位开关 组成；所述的旋转动力装置安装在支撑块上，旋转动力装置采用电机或液压缸或气压缸； 所述的动力传动装置安装在支撑块上；所述的限位开关安装在支撑块上并与控制系统连 接。优选地，所述的肘部旋转机构由动力传动装置、支撑旋转装置和肩臂连接块组成； 所述的动力传动装置安装在支撑旋转装置上；支撑旋转装置安装在肩部连接块上。优选地，所述的夹紧机构由夹紧动力装置、模拟手指、位置检测磁性传感器组成；所述的模拟手指安装在夹紧动力装置上，夹紧动力装置采用电机或液压缸或气压缸；所述 的位置检测磁性传感器安装在夹紧动力装置两端。本实用新型提供了一种适用于高校教学的可移动式四自由度机械臂，有利于学生 思维能力和实际操作能力的提高，其具有定位精度高、结构合理、响应速度快等特点。
图1为本实用新型可移动式四自由度机械臂的结构示意图；图2为本实用新型可移动式四自由度机械臂的侧视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并 不限于此。如图1、图2所示，一种可移动式四自由度机械臂，包括一直线移动机构导轨15安装在底板17上，滑块14与导轨15相连，电机13安装 在支架16上，拖动滑块14在导轨15上滑动。当系统要求移送速度快，可采用同步带连接 电机13与滑块14 ；要求定位精度高时可采用滚珠丝杆连接电机13与滑块14或采用直线 电机。接近开关固定在导轨两端，用于限位检测。一腰部旋转机构减速电机11安装在安装板12上，支撑旋转装置10与减速电机 11相连。一肩部旋转机构行星减速电机8安装在支撑块7上，从动同步轮9安装在支撑块 7上。一肘部旋转机构主动同步轮4安装在支撑旋转装置5上，支撑旋转装置5安装在 肩部连接块6上。一夹紧机构模拟手指1安装在气动手爪2上，气动手爪2固定在安装块3上；模 拟手指1有一定的弯曲弧度，便于更稳的夹取圆形工件。一控制系统与所述的限位开关、磁性传感器、接近开关、电机13、减速电机11、行 星减速电机8、气动手爪2相连，用于接收运行信号，控制各部分的时序动作，其为具体时序 逻辑控制单元的PLC。工作流程当有工件需要机械臂夹取转移时，控制系统控制电机13旋转，将机械 臂移动到工件前方；移动到位后，控制系统控制减速电机11旋转，将机械臂旋转到夹取工 件的角度；旋转到位后，控制系统控制行星减速电机8旋转，手臂前伸，气动手爪下降；手臂 前伸到位后，气动手爪2夹紧，模拟手指1夹紧工件；手指夹紧工件后，控制系统控制行星减 速电机8旋转，手臂回缩，气动手爪上升；手臂回缩到位后，控制系统控制电机13旋转，将工 件搬运到放置位置，如手臂角度不能顺利放置工件，减速电机11旋转一定角度；旋转到位 后，控制系统控制行星减速电机8旋转，手臂前伸，气动手爪下降；手臂前伸到位后，气动手 爪2松开，手指1放下工件；手臂缩回，改系统回到原点位置，等待下一个动作。最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型角较有代表的例子。显然，本实用新 型不限于上述实施例，还可以有许多变形，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例 所做的任何简单修改等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种可移动式四自由度机械臂，其特征在于包括一直线移动机构，直线移动机构安装在底板上；一腰部旋转机构，腰部旋转机构安装在直线移动机构上；一肩部旋转机构，肩部旋转机构安装在腰部旋转机构上；一肘部旋转机构，肘部旋转机构通过肩臂连接块连接在肩部旋转机构上；一夹紧机构，夹紧机构通过腕部连接块连接在肘部旋转机构上；一控制系统，所述的直线移动机构、腰部旋转机构、肩部旋转机构、肘部旋转机构和夹 紧机构分别与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的可移动式四自由度机械臂，其特征在于所述直线移动机构 由一对导轨、两对滑块、电机、接近开关和支架组成，所述的滑块安装在导轨上，所述的电机 安装在支架上并与滑块传动连接，所述电机采用步进电机或伺服电机或直线电机，所述接 近开关与控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的可移动式四自由度机械臂，其特征在于所述腰部旋转机构 由安装板、限位开关、接近开关、支撑旋转装置和旋转动力装置组成，旋转动力装置安装在 安装板上，旋转动力装置采用电机或液压缸或气压缸；所述的支撑旋转装置连接旋转动力 装置；所述的限位开关、接近开关安装在支撑旋转装置上；所述的限位开关和接近开关分 别与控制系统连接。
4.根据权利要求1所述的可移动式四自由度机械臂，其特征在于所述的肩部旋转机 构由旋转动力装置、动力传动装置、支撑块、限位开关组成；所述的旋转动力装置安装在支 撑块上，旋转动力装置采用电机或液压缸或气压缸；所述的动力传动装置安装在支撑块上； 所述的限位开关安装在支撑块上并与控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的可移动式四自由度机械臂，其特征在于所述的肘部旋转机 构由动力传动装置、支撑旋转装置和肩臂连接块组成；所述的动力传动装置安装在支撑旋 转装置上；支撑旋转装置安装在肩部连接块上。
6.根据权利要求1所述的可移动式四自由度机械臂，其特征在于所述的夹紧机构由 夹紧动力装置、模拟手指、位置检测磁性传感器组成；所述的模拟手指安装在夹紧动力装置 上，夹紧动力装置采用电机或液压缸或气压缸；所述的位置检测磁性传感器安装在夹紧动 力装置两端。
专利摘要本实用新型涉及一种可移动式四自由度机械臂，包括一直线移动机构，直线移动机构安装在底板上；一腰部旋转机构，腰部旋转机构安装在直线移动机构上；一肩部旋转机构，肩部旋转机构安装在腰部旋转机构上；一肘部旋转机构，肘部旋转机构通过肩臂连接块连接在肩部旋转机构上；一夹紧机构，夹紧机构通过腕部连接块连接在肘部旋转机构上；一控制系统，所述的直线移动机构、腰部旋转机构、肩部旋转机构、肘部旋转机构和夹紧机构分别与控制系统连接。本实用新型提供了一种适用于高校教学的可移动式四自由度机械臂，有利于学生思维能力和实际操作能力的提高，其具有定位精度高、结构合理、响应速度快等特点。
文档编号B25J15/00GK201863204SQ20102061357
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者吴昌贤, 钱军, 黄华圣 申请人:浙江天煌科技实业有限公司