專利名稱：一種可移動式四自由度機械臂的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于教學儀器領域，具體涉及一種可移動式四自由度機械臂。
背景技術：
電氣控制技術是目前工業(yè)自動化行業(yè)內(nèi)普遍認為的工業(yè)控制技術的發(fā)展趨勢。當 今教學儀器領域中電氣控制方式的可移動式四自由度機械臂實訓單元主要存在定位精度 不高、結(jié)構不合理、響應速度慢等缺點，這樣不能很好的為學員展現(xiàn)真實工業(yè)現(xiàn)場的實際設 備的工作狀態(tài)，因此急需一些能夠完整合理的再現(xiàn)一個生產(chǎn)線的模擬環(huán)境。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術問題是，由于現(xiàn)有技術的局限性，而導致的在工業(yè)自動化 類課程的開展過程中出現(xiàn)教師無法全面解釋課程內(nèi)容，而學生只能聽教師教導而缺乏以理 解為基礎的綜合實訓，實驗受限過大，不利于課堂教學，不利于學生思維能力、開發(fā)能力的 進步的問題，進而提供了一種可移動式四自由度機械臂。一種可移動式四自由度機械臂，包括一直線移動機構，直線移動機構安裝在底板上；一腰部旋轉(zhuǎn)機構，腰部旋轉(zhuǎn)機構安裝在直線移動機構上；—肩部旋轉(zhuǎn)機構，肩部旋轉(zhuǎn)機構安裝在腰部旋轉(zhuǎn)機構上；一肘部旋轉(zhuǎn)機構，肘部旋轉(zhuǎn)機構通過肩臂連接塊連接在肩部旋轉(zhuǎn)機構上；一夾緊機構，夾緊機構通過腕部連接塊連接在肘部旋轉(zhuǎn)機構上；一控制系統(tǒng)，所述的直線移動機構、腰部旋轉(zhuǎn)機構、肩部旋轉(zhuǎn)機構、肘部旋轉(zhuǎn)機構 和夾緊機構分別與控制系統(tǒng)連接。優(yōu)選地，所述直線移動機構由一對導軌、兩對滑塊、電機、接近開關和支架組成，所 述的滑塊安裝在導軌上，所述的電機安裝在支架上并與滑塊傳動連接，所述電機采用步進 電機或伺服電機或直線電機，所述接近開關與控制系統(tǒng)連接。優(yōu)選地，所述腰部旋轉(zhuǎn)機構由安裝板、限位開關、接近開關、支撐旋轉(zhuǎn)裝置和旋轉(zhuǎn) 動力裝置組成，旋轉(zhuǎn)動力裝置安裝在安裝板上，旋轉(zhuǎn)動力裝置采用電機或液壓缸或氣壓缸； 所述的支撐旋轉(zhuǎn)裝置連接旋轉(zhuǎn)動力裝置；所述的限位開關、接近開關安裝在支撐旋轉(zhuǎn)裝置 上；所述的限位開關和接近開關分別與控制系統(tǒng)連接。優(yōu)選地，所述的肩部旋轉(zhuǎn)機構由旋轉(zhuǎn)動力裝置、動力傳動裝置、支撐塊、限位開關 組成；所述的旋轉(zhuǎn)動力裝置安裝在支撐塊上，旋轉(zhuǎn)動力裝置采用電機或液壓缸或氣壓缸； 所述的動力傳動裝置安裝在支撐塊上；所述的限位開關安裝在支撐塊上并與控制系統(tǒng)連 接。優(yōu)選地，所述的肘部旋轉(zhuǎn)機構由動力傳動裝置、支撐旋轉(zhuǎn)裝置和肩臂連接塊組成； 所述的動力傳動裝置安裝在支撐旋轉(zhuǎn)裝置上；支撐旋轉(zhuǎn)裝置安裝在肩部連接塊上。優(yōu)選地，所述的夾緊機構由夾緊動力裝置、模擬手指、位置檢測磁性傳感器組成；所述的模擬手指安裝在夾緊動力裝置上，夾緊動力裝置采用電機或液壓缸或氣壓缸；所述 的位置檢測磁性傳感器安裝在夾緊動力裝置兩端。本實用新型提供了一種適用于高校教學的可移動式四自由度機械臂，有利于學生 思維能力和實際操作能力的提高，其具有定位精度高、結(jié)構合理、響應速度快等特點。

圖1為本實用新型可移動式四自由度機械臂的結(jié)構示意圖；圖2為本實用新型可移動式四自由度機械臂的側(cè)視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型做進一步的詳細描述，但本實用新型的保護范圍并 不限于此。如圖1、圖2所示，一種可移動式四自由度機械臂，包括一直線移動機構導軌15安裝在底板17上，滑塊14與導軌15相連，電機13安裝 在支架16上，拖動滑塊14在導軌15上滑動。當系統(tǒng)要求移送速度快，可采用同步帶連接 電機13與滑塊14 ；要求定位精度高時可采用滾珠絲桿連接電機13與滑塊14或采用直線 電機。接近開關固定在導軌兩端，用于限位檢測。一腰部旋轉(zhuǎn)機構減速電機11安裝在安裝板12上，支撐旋轉(zhuǎn)裝置10與減速電機 11相連。一肩部旋轉(zhuǎn)機構行星減速電機8安裝在支撐塊7上，從動同步輪9安裝在支撐塊 7上。一肘部旋轉(zhuǎn)機構主動同步輪4安裝在支撐旋轉(zhuǎn)裝置5上，支撐旋轉(zhuǎn)裝置5安裝在 肩部連接塊6上。一夾緊機構模擬手指1安裝在氣動手爪2上，氣動手爪2固定在安裝塊3上；模 擬手指1有一定的彎曲弧度，便于更穩(wěn)的夾取圓形工件。一控制系統(tǒng)與所述的限位開關、磁性傳感器、接近開關、電機13、減速電機11、行 星減速電機8、氣動手爪2相連，用于接收運行信號，控制各部分的時序動作，其為具體時序 邏輯控制單元的PLC。工作流程當有工件需要機械臂夾取轉(zhuǎn)移時，控制系統(tǒng)控制電機13旋轉(zhuǎn)，將機械 臂移動到工件前方；移動到位后，控制系統(tǒng)控制減速電機11旋轉(zhuǎn)，將機械臂旋轉(zhuǎn)到夾取工 件的角度；旋轉(zhuǎn)到位后，控制系統(tǒng)控制行星減速電機8旋轉(zhuǎn)，手臂前伸，氣動手爪下降；手臂 前伸到位后，氣動手爪2夾緊，模擬手指1夾緊工件；手指夾緊工件后，控制系統(tǒng)控制行星減 速電機8旋轉(zhuǎn)，手臂回縮，氣動手爪上升；手臂回縮到位后，控制系統(tǒng)控制電機13旋轉(zhuǎn)，將工 件搬運到放置位置，如手臂角度不能順利放置工件，減速電機11旋轉(zhuǎn)一定角度；旋轉(zhuǎn)到位 后，控制系統(tǒng)控制行星減速電機8旋轉(zhuǎn)，手臂前伸，氣動手爪下降；手臂前伸到位后，氣動手 爪2松開，手指1放下工件；手臂縮回，改系統(tǒng)回到原點位置，等待下一個動作。最后，應當指出，以上實施例僅是本實用新型角較有代表的例子。顯然，本實用新 型不限于上述實施例，還可以有許多變形，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例 所做的任何簡單修改等同變化與修飾，均應認為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種可移動式四自由度機械臂，其特征在于包括一直線移動機構，直線移動機構安裝在底板上；一腰部旋轉(zhuǎn)機構，腰部旋轉(zhuǎn)機構安裝在直線移動機構上；一肩部旋轉(zhuǎn)機構，肩部旋轉(zhuǎn)機構安裝在腰部旋轉(zhuǎn)機構上；一肘部旋轉(zhuǎn)機構，肘部旋轉(zhuǎn)機構通過肩臂連接塊連接在肩部旋轉(zhuǎn)機構上；一夾緊機構，夾緊機構通過腕部連接塊連接在肘部旋轉(zhuǎn)機構上；一控制系統(tǒng)，所述的直線移動機構、腰部旋轉(zhuǎn)機構、肩部旋轉(zhuǎn)機構、肘部旋轉(zhuǎn)機構和夾 緊機構分別與控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的可移動式四自由度機械臂，其特征在于所述直線移動機構 由一對導軌、兩對滑塊、電機、接近開關和支架組成，所述的滑塊安裝在導軌上，所述的電機 安裝在支架上并與滑塊傳動連接，所述電機采用步進電機或伺服電機或直線電機，所述接 近開關與控制系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的可移動式四自由度機械臂，其特征在于所述腰部旋轉(zhuǎn)機構 由安裝板、限位開關、接近開關、支撐旋轉(zhuǎn)裝置和旋轉(zhuǎn)動力裝置組成，旋轉(zhuǎn)動力裝置安裝在 安裝板上，旋轉(zhuǎn)動力裝置采用電機或液壓缸或氣壓缸；所述的支撐旋轉(zhuǎn)裝置連接旋轉(zhuǎn)動力 裝置；所述的限位開關、接近開關安裝在支撐旋轉(zhuǎn)裝置上；所述的限位開關和接近開關分 別與控制系統(tǒng)連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的可移動式四自由度機械臂，其特征在于所述的肩部旋轉(zhuǎn)機 構由旋轉(zhuǎn)動力裝置、動力傳動裝置、支撐塊、限位開關組成；所述的旋轉(zhuǎn)動力裝置安裝在支 撐塊上，旋轉(zhuǎn)動力裝置采用電機或液壓缸或氣壓缸；所述的動力傳動裝置安裝在支撐塊上； 所述的限位開關安裝在支撐塊上并與控制系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的可移動式四自由度機械臂，其特征在于所述的肘部旋轉(zhuǎn)機 構由動力傳動裝置、支撐旋轉(zhuǎn)裝置和肩臂連接塊組成；所述的動力傳動裝置安裝在支撐旋 轉(zhuǎn)裝置上；支撐旋轉(zhuǎn)裝置安裝在肩部連接塊上。
6.根據(jù)權利要求1所述的可移動式四自由度機械臂，其特征在于所述的夾緊機構由 夾緊動力裝置、模擬手指、位置檢測磁性傳感器組成；所述的模擬手指安裝在夾緊動力裝置 上，夾緊動力裝置采用電機或液壓缸或氣壓缸；所述的位置檢測磁性傳感器安裝在夾緊動 力裝置兩端。
專利摘要本實用新型涉及一種可移動式四自由度機械臂，包括一直線移動機構，直線移動機構安裝在底板上；一腰部旋轉(zhuǎn)機構，腰部旋轉(zhuǎn)機構安裝在直線移動機構上；一肩部旋轉(zhuǎn)機構，肩部旋轉(zhuǎn)機構安裝在腰部旋轉(zhuǎn)機構上；一肘部旋轉(zhuǎn)機構，肘部旋轉(zhuǎn)機構通過肩臂連接塊連接在肩部旋轉(zhuǎn)機構上；一夾緊機構，夾緊機構通過腕部連接塊連接在肘部旋轉(zhuǎn)機構上；一控制系統(tǒng)，所述的直線移動機構、腰部旋轉(zhuǎn)機構、肩部旋轉(zhuǎn)機構、肘部旋轉(zhuǎn)機構和夾緊機構分別與控制系統(tǒng)連接。本實用新型提供了一種適用于高校教學的可移動式四自由度機械臂，有利于學生思維能力和實際操作能力的提高，其具有定位精度高、結(jié)構合理、響應速度快等特點。
文檔編號B25J15/00GK201863204SQ20102061357
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權日2010年11月18日
發(fā)明者吳昌賢, 錢軍, 黃華圣 申請人:浙江天煌科技實業(yè)有限公司