本发明专利技术公开了一种带有自动按压按钮功能的智能机械手臂，包括四个自由度，每个自由度均由一个伺服电机与谐波减速器组成的驱动模块控制，具有四个编码器，可对四个自由度每次运动的角度进行检测，具有一个工业摄像机，用于自动寻找并识别目标按钮，本发明专利技术具有两个红外测距传感器，用于检测摄像机与目标按钮间的距离，保证摄像机拍出清晰的照片从而被识别。本发明专利技术可在接受任务指令后从多个按钮当中自动寻找并识别出目标按钮，精确地按压按钮完成工作任务，并自动检测每次运动后自身在空间坐标系中的位姿，无需人工调整即可接受下一指令完成任务，具有连续工作的能力，商业价值很高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及服务机器人机械手臂
，特别是一种带有自动按压按钮功能的智能机械手臂。
技术介绍
服务机器人在工作过程中会和各种物体产生交互行为，例如抓取目标物、按压按钮等活动。科学技术的发展进步使得大量工作通过简单的按压按钮操作即可完成，而此类工作若指派专人负责，会造成劳动力的浪费。针对这一问题，开发一种智能机械手臂，可在接受任务指令后从多个按钮当中自动寻找并识别出目标按钮，精确地按压按钮完成工作任务，并自动检测每次运动后自身在空间坐标系中的位姿，无需人工调整即可接受下一任务指令完成连续工作，具有重要的研究意义。目前已提出的一些机械手臂，基本具备抓取物体、按压按钮的功能，但是绝大部分的机械手臂完成工作任务的前提是明确目标物的位置且手臂相对目标物的距离保持不变。这样的手臂无法自动识别不同的目标物，它的运动角度由算法控制，当目标对象的位置或个体改变时，需要人工调整手臂的位置并重新编写算法，自动化、智能化水平低，不能连续工作，所以此类机械手臂的应用价值不是很高，很难实现商业化。专利申请号为201510117749.9的专利技术专利“一种仿人机械手臂”，与人体手臂结构相似，具有多个自由度，它的各运动关节是由直流无刷电机驱动，可完成抓取物体的动作，但它无法自行寻找并识别目标，也不具备连续工作的能力。专利申请号为201510222821.4的专利技术专利“一种带有物体精确定位功能的轻便型机械臂”，具有多个自由度，结合了多种传动方式，可完成抓取物体的动作，并且利用彩色摄像头与点状激光管，实现物体的精确定位，具备精确抓取物体的功能，但是它在每次抓取目标物之前，首先要明确目标物所在精确位置，人工检测手臂与目标物间的相对距离，计算出各关节运动角度，然后对算法进行相应调整，才能完成工作任务，这一过程主要依赖人工操作，不具备自动性。综上所述，现有技术大多自动化、智能化水平低，功能单一，很难完成复杂的工作任务，商业价值不高。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种带有自动按压按钮功能的智能机械手臂。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种带有自动按压按钮功能的智能机械手臂，包括底部伺服电机支座、底部伺服电机、底部谐波减速器支座、底部谐波减速器、底部编码器轴、底部编码器、第一节手臂、第一伺服电机同步轮、第一同步带、第一张紧轴承、第一谐波减速器同步轮、第一辅助连接件、第二伺服电机、第二节手臂、第二编码器固定支架、第二编码器、第二谐波减速器轴承座、第三节手臂、第三伺服电机同步轮、第三同步带、第三谐波减速器同步轮、第三谐波减速器轴承座、红外测距传感器、红外测距传感器固定支架、工业摄像机固定支架、工业摄像机、前端伸缩杆模块、第三编码器、第三编码器固定支架、第三伺服电机、第二谐波减速器同步轮、第二同步带、第二伺服电机同步轮、第一谐波减速器轴承座、第一编码器、第一编码器固定支架、第一伺服电机、底部编码器固定支架、第一谐波减速器柔轮、第一谐波减速器刚轮、第一谐波减速器波发生器；所述底部伺服电机支座的数量为2个，对称分布在底部谐波减速器支座的两侧，底部伺服电机固定在底部谐波减速器支座的下方，底部谐波减速器固定在底部谐波减速器支座的上方，底部伺服电机的输出轴与底部谐波减速器的输入面相固连，底部谐波减速器的输出面固连第一节手臂，底部伺服电机支座上还固连底部编码器固定支架，底部编码器固定支架上设置底部编码器，第一节手臂上固连底部编码器轴，该第一节手臂与底部编码器轴同步旋转，该底部编码器轴同时伸入到底部编码器的空心孔中，底部编码器用于检测底部编码器轴的转动角度；第一节手臂上固连第一伺服电机，第一伺服电机的电机轴与第一伺服电机同步轮相固连，第一节手臂上还固连第一谐波减速器轴承座，第一谐波减速器轴承座的输入轴上设置第一谐波减速器同步轮，该第一谐波减速器同步轮与第一伺服电机同步轮通过第一同步带同步转动，第一节手臂上还固连第一编码器固定支架，第一编码器固定支架上设置第一编码器，第一谐波减速器轴承座的编码器轴伸入到第一编码器的空心孔中，第一编码器用于检测该编码器轴的转动角度，第一节手臂上还固连第一辅助连接件，第一辅助连接件与第一谐波减速器轴承座相固连；第一谐波减速器轴承座的输出轴上固连第二节手臂，第二节手臂上固连第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴与第二伺服电机同步轮相固连，第二节手臂上还固连第二谐波减速器轴承座，第二谐波减速器轴承座的输入轴上设置第二谐波减速器同步轮，该第二谐波减速器同步轮与第二伺服电机同步轮通过第二同步带同步转动，第二节手臂上还固连第二编码器固定支架，第二编码器固定支架上设置第二编码器，第二谐波减速器轴承座的编码器轴伸入到第二编码器的空心孔中，第二编码器用于检测该编码器轴的转动角度；第二谐波减速器轴承座的输出轴上固连第三节手臂，第三节手臂上固连第三伺服电机，第三伺服电机的电机轴与第三伺服电机同步轮相固连，第三节手臂上还固连第三谐波减速器轴承座，第三谐波减速器轴承座的输入轴上设置第三谐波减速器同步轮，该第三谐波减速器同步轮与第三伺服电机同步轮通过第三同步带同步转动，第三节手臂上还固连第三编码器固定支架，第三编码器固定支架上设置第三编码器，第三谐波减速器轴承座的编码器轴伸入到第三编码器的空心孔中，第三编码器用于检测该编码器轴的转动角度；第三谐波减速器轴承座的输出轴上固连前端伸缩杆模块，前端伸缩杆模块两侧固连红外测距传感器固定支架，红外测距传感器固定支架上设置红外测距传感器，前端伸缩杆模块上还固连工业摄像机固定支架，工业摄像机固定支架上设置工业摄像机。本专利技术与现有技术相比,其显著优点为：1)本专利技术带有视觉处理模块，可从多个按钮当中自动寻找并识别出目标按钮，自动确定各关节运动角度来按压按钮，体现自动性与智能性；2)本专利技术带有角度检测模块，可检测每次运动后自身在空间坐标系中的位姿，目标按钮改变时它也能自动计算出在当前姿态下再次完成按压按钮动作，各关节需要转动的角度，无需人工调整，具有连续工作的能力；3)本专利技术的机械手臂具有多个自由度，并且结构简单明了，易于加工组装并实现产品化。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为带有自动按压按钮功能的智能机械手臂的三维结构图。图2为带有自动按压按钮功能的智能机械手臂的第一谐波减速器轴承座[33]的轴向剖面视图。具体实施方式结合图1，本专利技术的一种带有自动按压按钮功能的智能机械手臂，包括底部伺服电机支座1、底部伺服电机2、底部谐波减速器支座3、底部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带有自动按压按钮功能的智能机械手臂，其特征在于，包括底部伺服电机支座[1]、底部伺服电机[2]、底部谐波减速器支座[3]、底部谐波减速器[4]、底部编码器轴[5]、底部编码器[6]、第一节手臂[7]、第一伺服电机同步轮[8]、第一同步带[9]、第一张紧轴承[10]、第一谐波减速器同步轮[11]、第二伺服电机[13]、第二节手臂[14]、第二编码器固定支架[15]、第二编码器[16]、第二谐波减速器轴承座[17]、第三节手臂[18]、第三伺服电机同步轮[19]、第三同步带[20]、第三谐波减速器同步轮[21]、第三谐波减速器轴承座[22]、红外测距传感器[23]、红外测距传感器固定支架[24]、工业摄像机固定支架[25]、工业摄像机[26]、前端伸缩杆模块[27]、第三编码器[28]、第三编码器固定支架[29]、第三伺服电机[30]、第二谐波减速器同步轮[31]、第二同步带[32]、第二伺服电机同步轮[33]、第一谐波减速器轴承座[34]、第一编码器[35]、第一编码器固定支架[36]、第一伺服电机[37]、底部编码器固定支架[38]、第一谐波减速器柔轮[39]、第一谐波减速器刚轮[40]、第一谐波减速器波发生器[41]；所述底部伺服电机支座[1]的数量为2个，对称分布在底部谐波减速器支座[3]的两侧，底部伺服电机[2]固定在底部谐波减速器支座[3]的下方，底部谐波减速器[4]固定在底部谐波减速器支座[3]的上方，底部伺服电机[2]的输出轴与底部谐波减速器[4]的输入面相固连，底部谐波减速器[4]的输出面固连第一节手臂[7]，底部伺服电机支座[1]上还固连底部编码器固定支架[38]，底部编码器固定支架[38]上设置底部编码器[6]，第一节手臂[7]上固连底部编码器轴[5]，该第一节手臂[7]与底部编码器轴[5]同步旋转，该底部编码器轴[5]同时伸入到底部编码器[6]的空心孔中，底部编码器[6]用于检测底部编码器轴[5]的转动角度；第一节手臂[7]上固连第一伺服电机[37]，第一伺服电机[37]的电机轴与第一伺服电机同步轮[8]相固连，第一节手臂[7]上还固连第一谐波减速器轴承座[34]，第一谐波减速器轴承座[34]的输入轴上设置第一谐波减速器同步轮[11]，该第一谐波减速器同步轮[11]与第一伺服电机同步轮[8]通过第一同步带[9]同步转动，第一节手臂[7]上还固连第一编码器固定支架[36]，第一编码器固定支架[36]上设置第一编码器[35]，第一谐波减速器轴承座[34]的编码器轴伸入到第一编码器[35]的空心孔中，第一编码器[35]用于检测该编码器轴的转动角度；第一谐波减速器轴承座[34]的输出轴上固连第二节手臂[14]，第二节手臂[14]上固连第二伺服电机[13]，第二伺服电机[13]的电机轴与第二伺服电机同步轮[33]相固连，第二节手臂[14]上还固连第二谐波减速器轴承座[17]，第二谐波减速器轴承座[17]的输入轴上设置第二谐波减速器同步轮[31]，该第二谐波减速器同步轮[31]与第二伺服电机同步轮[33]通过第二同步带[32]同步转动，第二节手臂[14]上还固连第二编码器固定支架[15]，第二编码器固定支架[15]上设置第二编码器[16]，第二谐波减速器轴承座[17]的编码器轴伸入到第二编码器[16]的空心孔中，第二编码器[16]用于检测该编码器轴的转动角度；第二谐波减速器轴承座[17]的输出轴上固连第三节手臂[18]，第三节手臂[18]上固连第三伺服电机[30]，第三伺服电机[30]的电机轴与第三伺服电机同步轮[19]相固连，第三节手臂[18]上还固连第三谐波减速器轴承座[22]，第三谐波减速器轴承座[22]的输入轴上设置第三谐波减速器同步轮[21]，该第三谐波减速器同步轮[21]与第三伺服电机同步轮[19]通过第三同步带[20]同步转动，第三节手臂[18]上还固连第三编码器固定支架[29]，第三编码器固定支架[29]上设置第三编码器[28]，第三谐波减速器轴承座[22]的编码器轴伸入到第三编码器[28]的空心孔中，第三编码器[28]用于检测该编码器轴的转动角度；第三谐波减速器轴承座[22]的输出轴上固连前端伸缩杆模块[27]，前端伸缩杆模块[27]两侧固连红外测距传感器固定支架[24]，红外测距传感器固定支架[24]上设置红外测距传感器[23]，前端伸缩杆模块[27]上还固连工业摄像机固定支架[25]，工业摄像机固定支架[25]上设置工业摄像机[26]。...
【技术特征摘要】
1.一种带有自动按压按钮功能的智能机械手臂，其特征在于，包括底部伺
服电机支座[1]、底部伺服电机[2]、底部谐波减速器支座[3]、底部谐波减速器[4]、
底部编码器轴[5]、底部编码器[6]、第一节手臂[7]、第一伺服电机同步轮[8]、第
一同步带[9]、第一张紧轴承[10]、第一谐波减速器同步轮[11]、第二伺服电机[13]、
第二节手臂[14]、第二编码器固定支架[15]、第二编码器[16]、第二谐波减速器轴
承座[17]、第三节手臂[18]、第三伺服电机同步轮[19]、第三同步带[20]、第三谐
波减速器同步轮[21]、第三谐波减速器轴承座[22]、红外测距传感器[23]、红外测
距传感器固定支架[24]、工业摄像机固定支架[25]、工业摄像机[26]、前端伸缩杆
模块[27]、第三编码器[28]、第三编码器固定支架[29]、第三伺服电机[30]、第二
谐波减速器同步轮[31]、第二同步带[32]、第二伺服电机同步轮[33]、第一谐波减
速器轴承座[34]、第一编码器[35]、第一编码器固定支架[36]、第一伺服电机[37]、
底部编码器固定支架[38]、第一谐波减速器柔轮[39]、第一谐波减速器刚轮[40]、
第一谐波减速器波发生器[41]；
所述底部伺服电机支座[1]的数量为2个，对称分布在底部谐波减速器支座[3]
的两侧，底部伺服电机[2]固定在底部谐波减速器支座[3]的下方，底部谐波减速
器[4]固定在底部谐波减速器支座[3]的上方，底部伺服电机[2]的输出轴与底部谐
波减速器[4]的输入面相固连，底部谐波减速器[4]的输出面固连第一节手臂[7]，
底部伺服电机支座[1]上还固连底部编码器固定支架[38]，底部编码器固定支架
[38]上设置底部编码器[6]，第一节手臂[7]上固连底部编码器轴[5]，该第一节手
臂[7]与底部编码器轴[5]同步旋转，该底部编码器轴[5]同时伸入到底部编码器[6]
的空心孔中，底部编码器[6]用于检测底部编码器轴[5]的转动角度；
第一节手臂[7]上固连第一伺服电机[37]，第一伺服电机[37]的电机轴与第一
伺服电机同步轮[8]相固连，第一节手臂[7]上还固连第一谐波减速器轴承座[34]，
第一谐波减速器轴承座[34]的输入轴上设置第一谐波减速器同步轮[11]，该第一
谐波减速器同步轮[11]与第一伺服电机同步轮[8]通过第一同步带[9]同步转动，第
一节手臂[7]上还固连第一编码器固定支架[36]，第一编码器固定支架[36]上设置
第一编码器[35]，第一谐波减速器轴承座[34]的编码器轴伸入到第一编码器[35]
的空心孔中，第一编码器[35]用于检测该编码器轴的转动角度；
第一谐波减速器轴承座[34]的输出轴上固连第二节手臂[14]，第二节手臂[14]
\t上固连第二伺服电机[13]，第二伺服电机[13]的电机轴与第二伺服电机同步轮[33]
相固连，第二节手臂[14]上还固连第二谐波减速器轴承座[17]，第二谐波减速器
轴承座[17]的输入轴上设置第二谐波减速器同步轮[31]，该第二谐波减速器同步
轮[31]与第二伺服电机同步轮[33]通过第二同步带[32]同步转动，第二节手臂[14]
上还固连第二编码器固定支架[15]，第二编码器固定支架[15]上设置第二编码器
[16]，第二谐波减速器轴承座[17]的编码器轴伸入到第二编码器[16]的空心孔中，
第二编码器[16]用于检测该编码器轴的转动角度；
第二谐波减速器轴承座[17]的输出轴上固连第三节手臂[18]，第三节手臂[18]
上固连第三伺服电机[30]，第三伺服电机[30]的电机轴与第三伺服电机同步轮[19]
相固连，第三节手臂[18]上还固连第三谐波减速器轴承座[22]，第三谐波减速器
【专利技术属性】
技术研发人员：陶卫军，刘佳耀，胡洋洋，黄晶晶，蒋勇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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