基于LeapMotion的體感并聯(lián)機(jī)械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1]本實用新型涉及一種基于LeapMot1n的體感并聯(lián)機(jī)械手，尤其涉及把現(xiàn)今流行的體感技術(shù)與多自由度的并聯(lián)機(jī)器人結(jié)合在一起，控制機(jī)械手的動作，已不僅僅是預(yù)先寫好的程序而是達(dá)到使用者手勢控制機(jī)械手運動的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械手是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機(jī)械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。但過去幾十年研究的機(jī)械手大多都是串聯(lián)機(jī)械手，串聯(lián)機(jī)械手自由度少、作業(yè)空間大。因此將機(jī)械手的研究方向轉(zhuǎn)移到并聯(lián)機(jī)械手方向是必要的。[〇〇〇3]目前，市面上也已經(jīng)出現(xiàn)了一些并聯(lián)機(jī)械手，但是，一方面它們大多數(shù)都是仿串聯(lián)機(jī)械手稍作改變；另一方面，它們大多任由技術(shù)人員提前寫好程序讓機(jī)械手按固定程序動作。因此，基于上述的分析以及技術(shù)特點，將并聯(lián)機(jī)械手進(jìn)一步的智能化是必要的。故本裝置的開發(fā)將基于LeapMot1n的體感與并聯(lián)機(jī)械手融洽結(jié)合，使并聯(lián)機(jī)械手不僅具有娛樂觀賞性而且在一定程度上促進(jìn)機(jī)械手朝著智能化方向發(fā)展。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題提供一種體感的并聯(lián)機(jī)械手，此并聯(lián)機(jī)械手不僅可以在程序員的操控下動作，而且可以切換成在使用者的手勢下根據(jù)使用者的需求運動；同時還要保證機(jī)械手的作業(yè)范圍不能過大。
[0005]為了實現(xiàn)上述的技術(shù)特征，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:一種基于LeapMot1n的體感并聯(lián)機(jī)械手，它包括并聯(lián)機(jī)械手底部連接支架，三個連接支架與三個步進(jìn)電機(jī)支架相間首尾連接，組成一個六邊形框架底座，步進(jìn)電機(jī)支架上固定安裝有微型觸動開關(guān)，微型觸動開關(guān)用于控制安裝在步進(jìn)電機(jī)支架上的滑輪組支架的急停，限制滑輪組的上極限位置，同步帶滑輪架上安裝有帶動滑輪組支架上下滑動的同步帶，螺紋桿組件上端連接滑輪組支架，下端連接機(jī)械手固定件，機(jī)械手固定件下端固定有夾持物體的機(jī)械手，機(jī)械手正下方設(shè)置有存放物體的底盤，通過三個滑輪組支架的上下滑動來控制機(jī)械手對存放于底盤上物體的取放。
[0006]所述步進(jìn)電機(jī)支架包括底部支架，底部支架兩端連接有滑輪組支架的導(dǎo)軌，底部支架中間部位固定安裝有步進(jìn)電機(jī)固定架，步進(jìn)電機(jī)通過一號螺釘與步進(jìn)電機(jī)固定架固定相連，滑輪組支架的下極限位擋板通過L型支架與導(dǎo)軌固定連接，步進(jìn)電機(jī)支架頂端固定安裝有U型支架，滑輪軸通過深溝球軸承安裝在U型支架上，滑輪軸上固定安裝有同步帶滑輪并通過定位套筒定位，同步帶滑輪通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，與同步帶一起帶動滑輪組支架沿其導(dǎo)軌上下滑動。
[0007]所述夾持機(jī)構(gòu)機(jī)械手包括與機(jī)械手固定件通過二號螺釘和螺母固定相連的L型連接件，舵機(jī)支架固定安裝在機(jī)械手固定件的底部，夾持器移動導(dǎo)軌通過三號螺釘固定安裝在舵機(jī)支架的底部，舵機(jī)的輸出軸與曲柄中心相連，曲柄的兩端對稱鉸接有連桿，連桿上鉸接有上滑塊，上滑塊上固定有下滑塊，下滑塊上安裝有夾持器，夾持器與夾持器移動導(dǎo)軌構(gòu)成滑動配合，通過舵機(jī)帶動兩個夾持器沿夾持器移動導(dǎo)軌左右移動實現(xiàn)夾持動作。
[0008]所述螺紋桿組件包括螺紋桿，螺紋桿兩端安裝有內(nèi)孔桿端軸承，內(nèi)孔桿端軸承內(nèi)安裝三自由度球閥，螺紋桿組件通過螺釘安裝在L型連接件上。
[0009]所述滑輪組支架包括左側(cè)板和右側(cè)板，L型觸控?fù)醢骞潭ò惭b在右側(cè)板上，尼龍滑輪與深溝球軸承采用過盈配合并通過轉(zhuǎn)動軸安裝在左側(cè)板和右側(cè)板之間，左側(cè)板上固定安裝有L型固定板，L型固定板與方形卡片相配合固定同步帶的兩個自由端，右側(cè)板上固定安裝有螺桿連接件，螺紋桿組件的一端與螺桿連接件相連。
[〇〇1〇] 所述尼龍滑輪共有四組，對稱安裝在左側(cè)板和右側(cè)板之間，并與導(dǎo)軌形成滑動配合。
[0011]所述L型固定板上加工有卡槽，卡槽與同步帶的兩自由端相配合，并通過方形卡片進(jìn)行固定。
[0012]所述微型觸動開關(guān)通過信號線與同步電機(jī)相連，并與L型觸控?fù)醢逑嗯浜蠈崿F(xiàn)同步電機(jī)的啟停。
[0013]本實用新型有如下有益效果:
[0014]本實用新型采用上述設(shè)計，將LeapMot1n體感與并聯(lián)機(jī)械手相結(jié)合，精巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計加上并聯(lián)機(jī)構(gòu)本身的特點不僅滿足了機(jī)械手復(fù)雜的機(jī)械動作與空間作業(yè)，而且保證了對空間位置的高效利用。機(jī)械手結(jié)合體感這一設(shè)計讓機(jī)械手并不只是傳統(tǒng)的機(jī)械手，體感賦予了機(jī)械手更多的人性，集實用與觀賞于一身。同時還保證了整個動作過程的安全可靠性，提高了工作效率，降低了運行成本，節(jié)省了大量空間。此裝置可在科研活動、產(chǎn)品展示中大范圍使用。
[0015]上述所述步進(jìn)電機(jī)支架包括底部支架，底部支架兩端連接有滑輪組支架的導(dǎo)軌，底部支架中間部位固定安裝有步進(jìn)電機(jī)固定架，步進(jìn)電機(jī)通過一號螺釘與步進(jìn)電機(jī)固定架固定相連，滑輪組支架的下極限位擋板通過L型支架與導(dǎo)軌固定連接，步進(jìn)電機(jī)支架頂端固定安裝有U型支架，滑輪軸通過深溝球軸承安裝在U型支架上，滑輪軸上固定安裝有同步帶滑輪并通過定位套筒定位，同步帶滑輪通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，與同步帶一起帶動滑輪組支架沿其導(dǎo)軌上下滑動。每個滑輪組支架都通過兩個螺紋桿組件與機(jī)械手固定件相連，通過三個滑輪組支架的上下協(xié)調(diào)運動來精確控制機(jī)械手的位置，進(jìn)而實現(xiàn)其空間動作。
[0016]上述夾持機(jī)構(gòu)機(jī)械手包括與機(jī)械手固定件通過二號螺釘和螺母固定相連的L型連接件，舵機(jī)支架固定安裝在機(jī)械手固定件的底部，夾持器移動導(dǎo)軌通過三號螺釘固定安裝在舵機(jī)支架的底部，舵機(jī)的輸出軸與曲柄中心相連，曲柄的兩端對稱鉸接有連桿，連桿上鉸接有上滑塊，上滑塊上固定有下滑塊，下滑塊上安裝有夾持器，夾持器與夾持器移動導(dǎo)軌構(gòu)成滑動配合，通過舵機(jī)帶動兩個夾持器沿夾持器移動導(dǎo)軌左右移動實現(xiàn)夾持動作。舵機(jī)的輸出端與曲柄連接，曲柄、連桿和滑塊、組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，夾持器固定在滑塊上，兩個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)共用一個曲柄，兩個夾持器對稱分布在夾持器移動導(dǎo)軌兩端，通過舵機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動曲柄轉(zhuǎn)動，通過機(jī)構(gòu)動力傳遞帶動夾持器的左右移動，從而實現(xiàn)對物體的夾取。
[0017]上述螺紋桿組件包括一個螺紋桿，螺紋桿兩端安裝有內(nèi)孔桿端軸承，軸承內(nèi)安裝三自由度球閥，螺紋桿組件通過螺釘安裝在L型連接件上。通過螺紋桿能夠?qū)C(jī)械手固定件進(jìn)行加持和移動，從而便于實現(xiàn)空間動作。
[0018]上述滑輪組支架包括L型觸控?fù)醢?，尼龍滑輪與深溝球軸承由過盈配合相連，同軸安裝在轉(zhuǎn)動軸上。四個尼龍滑輪成矩形分布在兩個支架之間，其中上面兩個尼龍滑輪之間的最小距離比滑輪導(dǎo)軌寬度略大，故兩者之間為間隙配合，下面的兩個尼龍滑輪起到增強(qiáng)滑動可靠性作用。兩個螺桿連接件對稱安裝在右支架兩側(cè)，用于連接螺紋桿組件。通過在L型固定板上加工有1mm寬的卡槽，通過卡槽與同步帶的兩自由端相配合，并通過方形卡片進(jìn)行固定。
[0019]上述三個DeltaRobot連接支架與三個步進(jìn)電機(jī)支架相間首尾連接，從而組成一個六邊形，步進(jìn)電機(jī)支架上固定安裝有微型觸動開關(guān)，微型觸動開關(guān)用于控制安裝在步進(jìn)電機(jī)支架上的滑輪組支架的急停，即限制滑輪組的上極限位置，同步帶滑輪架上安裝有帶動滑輪組支架上下滑動的同步帶，螺紋桿組件上端連接滑輪組支架下端連接機(jī)械手固定件，機(jī)械手固定件下端固定有夾持機(jī)構(gòu)機(jī)械手，機(jī)械手正下方為存放物體的底盤，通過三個滑輪組支架的上下滑動來控制機(jī)械手定位于物體的正上方，通過舵機(jī)的轉(zhuǎn)動來夾取物體。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]圖1為本實用新型的第一個視角的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本實用新型的步進(jìn)電機(jī)支架結(jié)構(gòu)示意圖及局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為本實用新型的機(jī)械手與機(jī)械手固定件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本實用新型的螺紋組桿件結(jié)構(gòu)示意圖及局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5為本實用新型的滑輪組支架結(jié)構(gòu)原理圖。
[0026]圖中:連接支架1、步進(jìn)電機(jī)支架2、機(jī)械手3、螺紋桿組件4、滑輪組支架5、同步帶滑輪架6、微型觸動開關(guān)7、同步帶8、機(jī)械手固定件9、底盤10。
[0027]U型支架201、深溝球軸承202、滑輪軸203、同步帶滑輪204、定位套筒205、底部支架206、步進(jìn)電機(jī)固定架207、步進(jìn)電機(jī)208、一號螺釘209、L型支架210、下極限位擋板211。
[0028]L型連接件301、二號螺釘302、螺母303、連桿304、上滑塊305、下滑塊306、夾持器307、夾持器移動導(dǎo)軌308、三號螺釘309、舵機(jī)支架310、曲柄311、舵機(jī)312。
[0029]螺釘401、內(nèi)孔桿端軸承402、三自由度球閥403、螺紋桿404。
[0030]L型觸控?fù)醢?01、尼龍滑輪502、深溝球軸承503、螺桿連接件504、左側(cè)板505、方形卡片506、L型固定板507、轉(zhuǎn)動軸508、右側(cè)板509。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式做進(jìn)一步的說明。
[0032]如圖1-5, 一種基于LeapMot1n的體感并聯(lián)機(jī)械手，它包括并聯(lián)機(jī)械手底部連接支架1，三個連接支架1與三個步