一种开源的基于总线控制的双臂协作机器人平台的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种开源的基于总线控制的双臂协作机器人平台。


背景技术：

2.目前市场上自动化生产线上的机器人大多为单只机械臂，不过已有许多机器人制造商以人类的双臂为原型，开始了双臂机器人的开发和研究。双臂机器人和单臂机器人相比，在各种应用中会有更多优势。一方面，双臂机器人效率更高。双臂机器人模仿人类的双臂，拥有同一控制器，既可以各自分开作业，也可以一起合作完成工作。分工和合作可以使机器人的效率大大提高。另一方面，双臂机器人较单臂机器人更加灵活，传统机械手臂在实际应用中，必须搭配各种周边的自动化设备，才能顺利完成各种工作，而双臂协作机器人可以通过一个控制单元，协调操作多轴运动，从而达到同步装配。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种开源的基于总线控制的双臂协作机器人平台，克服了现有技术的不足，通过仿真控制器输出控制信号，再有处理器进行信号处理后，再分别控制第一机械臂和第二机械臂进行协同运作，并且第一机械臂和第二机械臂均可在位置、速度、力矩三种模式下工作。
4.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
5.一种开源的基于总线控制的双臂协作机器人平台，包括电气柜柜体，所述电气柜柜体上表面固定安装有托盘和双臂支撑架，所述双臂支撑架为t型结构，所述双臂支撑架的两侧分别通过固定座固定安装有第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的端部固定安装有第一抓取工装件，所述第二机械臂的端部固定安装有第二工装件，所述第一抓取工装件和第二工装件均与托盘上表面相对应；所述第一机械臂和第二机械臂的控制端组网连接在同一个工业以太网络中，所述第一机械臂和第二机械臂通过同一个工业以太网与实时仿真控制器相连。
6.优选地，所述电气柜柜体上表面设置有若干条形槽，所述托盘下表面固定安装有定位座，所述定位座上开设有定位孔，所述定位孔内螺纹连接有定位螺栓，所述定位螺栓穿过定位孔且与条形槽内侧面相抵触。
7.优选地，所述第一机械臂和第二机械臂均分别各自包括有第一电机驱动机构、第二电机驱动机构、第三电机驱动机构、第四电机驱动机构、第五电机驱动机构和第六电机驱动机构；所述第一电机驱动机构固定安装在固定座上，所述第二电机驱动机构固定安装在第一电机驱动机构的输出端上，所述第二电机驱动机构的输出端通过驱动轴与第三电机驱动机构相连接，所述第三电机驱动机构的输出端通过驱动轴与第四电机驱动机构相连接，所述第五电机驱动机构固定安装在第四电机驱动机构的输出端上，所述第六电机驱动机构固定安装在第五电机驱动机构的输出端上；所述第一抓取工装件和第二工装件分别固定安
装在两个第六电机驱动机构的输出端上。
8.优选地，所述电气柜柜体侧面分别设置有电源控制按钮、急停按钮、风扇、通讯网口插座和电源插座。
9.本实用新型提供了一种开源的基于总线控制的双臂协作机器人平台。具备以下有益效果：通过仿真控制器输出控制信号，再有处理器进行信号处理后，再分别控制第一机械臂和第二机械臂进行协同运作，并且第一机械臂和第二机械臂均可在位置、速度、力矩三种模式下工作，在基本运动学教学实验的基础上可以进行动力学控制科研的开展。通过在上位机中拉取控件并将变量与控件连接即可控制变量的值，以此方式搭建可视化易操作的界面，从而实现实时修改、快速开发的目的。
附图说明
10.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
11.图1本实用新型的结构示意图；
12.图2本实用新型中电气柜柜体上表面的结构示意图；
13.图3本实用新型中第二机械臂的结构示意图；
14.图中标号说明：
15.1、电气柜柜体；2、托盘；3、双臂支撑架；4、第一机械臂；5、第二机械臂；6、第一抓取工装件；7、第二工装件；8、条形槽；9、定位座；10、定位孔；11、第一电机驱动机构；12、第二电机驱动机构；13、第三电机驱动机构；14、第四电机驱动机构；15、第五电机驱动机构；16、第六电机驱动机构；21、电源控制按钮；22、急停按钮；23、风扇；24、通讯网口插座；25、电源插座。
具体实施方式
16.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
17.实施例一，如图1-3所示，一种开源的基于总线控制的双臂协作机器人平台，包括电气柜柜体1，所述电气柜柜体1上表面固定安装有托盘2和双臂支撑架3，所述双臂支撑架3为t型结构，所述双臂支撑架3的两侧分别通过固定座固定安装有第一机械臂4和第二机械臂5，所述第一机械臂4的端部固定安装有第一抓取工装件6，所述第二机械臂的端部固定安装有第二工装件7，所述第一抓取工装件6和第二工装件7均与托盘2上表面相对应；所述第一机械臂4和第二机械臂5的控制端组网连接在同一个工业以太网络中，所述第一机械臂4和第二机械臂5通过同一个工业以太网与实时仿真控制器相连。
18.工作原理：
19.本技术基于ethercat总线控制，平台控制器采用rti实时仿真控制器，软件上采用matlab/simulink编程，机器人运动学、动力学、视觉/力觉传感器采集、运动规划、系统集成等每一个实验例程的代码均可在matlab/simulink中编写。在进行控制时，通过仿真控制器输出控制信号，再有处理器进行信号处理后，再分别控制第一机械臂4和第二机械臂5进行协同运作，并且第一机械臂4和第二机械臂5均可在位置、速度、力矩三种模式下工作，在基
本运动学教学实验的基础上可以进行动力学控制科研的开展。在本实施例中，通过matlab/simulink搭建好控制算法模型，编译并导入rti中，打开rti实时仿真控制器的pc机软件即可实时找到控制算法模型中的控制变量，通过在上位机中拉取控件并将变量与控件连接即可控制变量的值，以此方式搭建可视化易操作的界面，从而实现实时修改、快速开发的目的。
20.实施例二，作为实施例一的进一步优选方案，所述电气柜柜体1上表面设置有若干条形槽8，所述托盘2下表面固定安装有定位座9，所述定位座9上开设有定位孔10，所述定位孔10内螺纹连接有定位螺栓，所述定位螺栓穿过定位孔10且与条形槽8内侧面相抵触。从而当需要固定托盘时，可根据待测工装的配置要求，选择托盘2的固定位置，当位置确定后，再通过定位螺栓穿过定位孔10，并锁紧在相对应位置的条形槽8内。
21.实施例三，如图3所示，作为实施例一的进一步优选方案，所述第一机械臂4和第二机械臂5均分别各自包括有第一电机驱动机构11、第二电机驱动机构12、第三电机驱动机构13、第四电机驱动机构14、第五电机驱动机构15和第六电机驱动机构16；所述第一电机驱动机构11固定安装在固定座上，所述第二电机驱动机构12固定安装在第一电机驱动机构11的输出端上，所述第二电机驱动机构12的输出端通过驱动轴与第三电机驱动机构13相连接，所述第三电机驱动机构13的输出端通过驱动轴与第四电机驱动机构14相连接，所述第五电机驱动机构15固定安装在第四电机驱动机构14的输出端上，所述第六电机驱动机构16固定安装在第五电机驱动机构15的输出端上；所述第一抓取工装件6和第二工装件7分别固定安装在两个第六电机驱动机构16的输出端上。
22.通过第一电机驱动机构11、第二电机驱动机构12、第三电机驱动机构13、第四电机驱动机构14、第五电机驱动机构15和第六电机驱动机构16组成六自由度的机械臂结构，并且每个电机驱动机构均各自分别包括有电机、减速器和驱动电路，电机的输出端与减速器传动连接，从而保证协作机器人每个关节均可在位置、速度、力矩三种模式下工作，在基本运动学教学实验的基础上可以进行动力学控制科研的开展。
23.实施例四，作为实施例一的进一步优选方案，所述电气柜柜体1侧面分别设置有电源控制按钮21、急停按钮22、风扇23、通讯网口插座24和电源插座25。其中，电源控制按钮21和急停按钮22均通过控制器与电源相连接，通过急停按钮22，当机器人操作过程中出现紧急情况时可以按急停按钮22切断机器人平台电源来保护。
24.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。