一种机械臂及其位置调整方法技术

本发明专利技术的一种机械臂及其位置调整方法，包括设备基座、设置在设备基座上的旋转装置、设置在旋转装置上的升降装置、设置在升降装置上的末端回转装置；所述升降装置包括直线导轨一；所述直线导轨一上设置滑块；所述末端回转装置包括与滑块固定连接的升降手臂；所述升降手臂上端面设置有伺服电机减速机，该伺服电机减速机具有的输出轴穿过升降手臂并与升降手臂垂直；所述输出轴上设置搭载平台；还包括连接件，该连接件包括轴承套和与轴承套一体的连接板，该连接板具有活动孔；所述轴承套套接在所述两个深沟球轴承上；所述连接板具有活动孔与搭载平台活动连接。本发明专利技术的解决现有机械臂自由度不够限制其应用场景的问题，能够在四个位移自由度实现位置的调整，具有精度高、刚性好及机械臂应用场景多的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂及其位置调整方法
本专利技术涉及工业生产
，尤其涉及一种机械臂及其位置调整方法。
技术介绍
近些年来，在机械制造、冶金、电子等工业领域的生产线上，多关节机械臂发展迅速，在其它领域应用也很广泛，机械臂的智能化自动化程度也越来越高，其生产应用技术越来越成熟，机械臂可替代人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。同时在某些工业领域、科研实验室领域，存在一些简单重复的作业劳动，同样对智能化自动化有高度要求，但是由于作业简单，不需要多自由度。同时作业面固定，需要有高精度和操作简易的特点。多关节多自由度的机械臂可以满足使用，但是维护和使用成本高，操作复杂。
技术实现思路
本专利技术提供一种机械臂及位置调整方法，解决现有机械臂自由度不够限制其应用场景的问题，能够在四个位移自由度实现位置的调整，具有精度高、刚性好及机械臂应用场景多的技术效果。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种机械臂，包括设备基座、设置在设备基座上的旋转装置、设置在旋转装置上的升降装置、设置在升降装置上的末端回转装置；所述升降装置包括直线导轨一；所述直线导轨一上设置滑块；所述末端回转装置包括与滑块固定连接的升降手臂；所述升降手臂上端面设置有伺服电机减速机，该伺服电机减速机具有的输出轴穿过升降手臂并与升降手臂垂直；所述输出轴上安装有复合型滚针轴承一；所述输出轴上设置有压紧螺母；所述复合型滚针轴承一上套设有套筒一，所述套筒一上设置曲柄；所述曲柄上设置套筒二，该套筒二中心设置搭载平台；所述搭载平台包括设置在套筒二内的转动轴，该转动轴通过套设有复合型滚针轴承二与套筒二传动连接；所述套筒二上部设置固定圆螺母，该固定圆螺母用于将转动轴限位在套筒二内进行转动；所述升降手臂下端面设置直线导轨二，该直线导轨二上滑动设置有连接轴；所述连接轴上设置有两个深沟球轴承，该两个深沟球轴承之间设置有隔套；还包括连接件，该连接件包括轴承套和与轴承套一体的连接板，该连接板具有活动孔；所述轴承套套接在所述两个深沟球轴承上；所述连接板具有活动孔与搭载平台活动连接。进一步地，所述旋转装置包括设置在设备基座上的旋转平台；所述设备基座上设置有与旋转平台驱动连接的伺服电机一。进一步地，所述升降装置包括旋转支架，该旋转支架设置在旋转平台上与旋转平台一体联动；所述旋转支架上设置升降框架，该升降框架上端一侧设置伺服电机二，该伺服电机二的输出轴上连接有同步带轮一；所述升降框架内安装有滚珠丝杠，该滚珠丝杠上设置所述直线导轨一；所述滚珠丝杠上端设置有同步带轮二；所述同步带轮二、同步带轮二通过同步带连接。进一步地，所述能够转动的曲柄固定连接在搭载平台上部与连接板活在连接在搭载平台的下端构成了一套曲柄连杆机构。一种机械臂的位置调整方法，包括如下步骤：步骤1、给搭载平台上安装抓取装置，并通过控制电脑与伺服电机一、伺服电机二、伺服电机减速机连接；步骤2根据需要加工的预定位置，控制电脑启动伺服电机一进而驱动旋转装置的旋转平台，使得整个机械臂在水平面上进行调整直到达到预定位置后停止；步骤3、在确定水平位置后，预设升降手臂的高度位置，控制电脑启动伺服电机二进而驱动滚珠丝杠旋转使得升降手臂进行高度调节，直到到达预定位置后停止；步骤4、根据需要确定待加工工件需要加工位置和需要放置的位置；以及：根据前述两个位置的距离，调整直线导轨二上连接轴的位置后固定，来确定搭载平台的回转轨迹；步骤5、通过控制电脑启动伺服电机减速机开始工作，搭载平台在曲柄连杆机构的作用下作回转运动实施抓取或放置动作。进一步地，所述步骤4中，所述直线导轨二与连接轴的位置采用手动调节，调节后进行锁死。进一步地，所述步骤2中当需要对旋转平台的旋转位置或范围进行限制时，根据需要在旋转平台上设置限位块位置来达到所需要的位置需求。进一步地，所述步骤3中当需要对升降手臂的位置进行进行限制的时候，根据需要在适当的位置将限位块安装在直线导轨一上。本专利技术的技术效果和优点：本专利技术的一种机械臂，包括设备基座、设置在设备基座上的旋转装置、设置在旋转装置上的升降装置、设置在升降装置上的末端回转装置；所述升降装置包括直线导轨一；所述直线导轨一上设置滑块；所述末端回转装置包括与滑块固定连接的升降手臂；所述升降手臂上端面设置有伺服电机减速机，该伺服电机减速机具有的输出轴穿过升降手臂并与升降手臂垂直；所述输出轴上安装有复合型滚针轴承一；所述输出轴上设置有压紧螺母；所述复合型滚针轴承一上套设有套筒一，所述套筒一上设置曲柄；所述曲柄上设置套筒二，该套筒二中心设置搭载平台；所述搭载平台包括设置在套筒二内的转动轴，该转动轴通过套设有复合型滚针轴承二与套筒二传动连接；所述套筒二上部设置固定圆螺母，该固定圆螺母用于将转动轴限位在套筒二内进行转动；所述升降手臂下端面设置直线导轨二，该直线导轨二上滑动设置有连接轴；所述连接轴上设置有两个深沟球轴承，该两个深沟球轴承之间设置有隔套；还包括连接件，该连接件包括轴承套和与轴承套一体的连接板，该连接板具有活动孔；所述轴承套套接在所述两个深沟球轴承上；所述连接板具有活动孔与搭载平台活动连接。本专利技术的设备基座用于固定旋转装置进而承载所述升降装置及末端回转装置；所述旋转装置用于在设备上提供360度平面转动的第一自由维度；所述升降装置用于在旋转好或基本旋转好设定位置后对需要进行高度方向进行调节的时候提供垂直的上下位移的第二自由维度；所述末端回转装置用于根据需要在升降臂端头形成回（旋）转运动的第三自个自由度；所述连接轴直线可以根据需要在直线导轨二进行调节实现第四个自由度，当与搭载平台连接后可以限制第三个自由的范围或摆动幅度。解决现有机械臂自由度不够限制其应用场景的问题，能够在四个位移自由度实现位置的调整，具有精度高、刚性好及机械臂应用场景多的技术效果。本专利技术在末端第三自由度，即旋转自由度处，现有的技术上都是采单独的关节结构，本专利技术采用采用了曲柄连杆机构，保证了末端结构的刚性，同时由于连杆机构设计，约束了搭载平台的自转，解决了气路电路的走线问题。在机械臂的末端的旋转关节位置和末端搭载平台的位置上，都采用了复合型滚针轴承的机构，两列复合型滚针轴承对称安装，采用圆螺母锁紧的方式，保证了机构在径向和轴向的游隙最小化，提高了末端结构的刚性和精度。本专利技术的所述曲柄与套筒之间的采用螺钉连接方式，套筒限制在曲柄的导向槽内，作为
技术实现思路
之一，此处套筒距离曲柄旋转中心轴的距离可调。本专利技术的如果套筒距离曲柄旋转中心轴的距离可调方式改为自动方式，此处即为第四自由度，即此
技术实现思路
实际可扩展为自由度机械臂。本专利技术的第四自由度即为直线移动的自由度，具体可以直线导轨导向，滚珠丝杠等直线运动机构，电机驱动，实现第四自由度的直线移动。同时可以采用光栅尺作为闭环反馈。满足高精度的闭环控制。从而此专利技术可以显现四个自由度的工作。作为一些三自由度机械臂度补充方法，同样在一些地方，可以采用手动调节代替电机驱动的方式，实现第四个自由度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂，其特征在于，包括设备基座、设置在设备基座上的旋转装置、设置在旋转装置上的升降装置、设置在升降装置上的末端回转装置；/n所述升降装置包括直线导轨一；所述直线导轨一上设置滑块；/n所述末端回转装置包括与滑块固定连接的升降手臂；所述升降手臂上端面设置有伺服电机减速机，该伺服电机减速机具有的输出轴穿过升降手臂并与升降手臂垂直；所述输出轴上安装有复合型滚针轴承一；所述输出轴上设置有压紧螺母；所述复合型滚针轴承一上套设有套筒一，所述套筒一上设置曲柄；所述曲柄上设置套筒二，该套筒二中心设置搭载平台；/n所述搭载平台包括设置在套筒二内的转动轴，该转动轴通过套设有复合型滚针轴承二与套筒二传动连接；所述套筒二上部设置固定圆螺母，该固定圆螺母用于将转动轴限位在套筒二内进行转动；/n所述升降手臂下端面设置直线导轨二，该直线导轨二上滑动设置有连接轴；所述连接轴上设置有两个深沟球轴承，该两个深沟球轴承之间设置有隔套；还包括连接件，该连接件包括轴承套和与轴承套一体的连接板，该连接板具有活动孔；所述轴承套套接在所述两个深沟球轴承上；所述连接板具有活动孔与搭载平台活动连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械臂，其特征在于，包括设备基座、设置在设备基座上的旋转装置、设置在旋转装置上的升降装置、设置在升降装置上的末端回转装置；
所述升降装置包括直线导轨一；所述直线导轨一上设置滑块；
所述末端回转装置包括与滑块固定连接的升降手臂；所述升降手臂上端面设置有伺服电机减速机，该伺服电机减速机具有的输出轴穿过升降手臂并与升降手臂垂直；所述输出轴上安装有复合型滚针轴承一；所述输出轴上设置有压紧螺母；所述复合型滚针轴承一上套设有套筒一，所述套筒一上设置曲柄；所述曲柄上设置套筒二，该套筒二中心设置搭载平台；
所述搭载平台包括设置在套筒二内的转动轴，该转动轴通过套设有复合型滚针轴承二与套筒二传动连接；所述套筒二上部设置固定圆螺母，该固定圆螺母用于将转动轴限位在套筒二内进行转动；
所述升降手臂下端面设置直线导轨二，该直线导轨二上滑动设置有连接轴；所述连接轴上设置有两个深沟球轴承，该两个深沟球轴承之间设置有隔套；还包括连接件，该连接件包括轴承套和与轴承套一体的连接板，该连接板具有活动孔；所述轴承套套接在所述两个深沟球轴承上；所述连接板具有活动孔与搭载平台活动连接。


2.根据权利要求1所述的一种机械臂,其特征在于:所述旋转装置包括设置在设备基座上的旋转平台；所述设备基座上设置有与旋转平台驱动连接的伺服电机一。


3.根据权利要求1所述的一种机械臂,其特征在于:所述升降装置包括旋转支架，该旋转支架设置在旋转平台上与旋转平台一体联动；所述旋转支架上设置升降框架，该升降框架上端一侧设置伺服电机二，该伺服电机二的输出轴上连接有同步带轮一；所述升降框架内安装有滚珠丝杠，该滚珠丝杠上设置所述直线导轨一；所述滚珠丝杠上端设置有同步带轮二；所述同步带轮二、同步带轮二通过同步带连接。


4.根据权利要求1所述的一种机械臂,其特征在于，所述能够转动的曲柄固定连接在搭载平台上部与连...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾隽峰，张欢，郭彦青，刘钟佳，赵健朗，
申请(专利权)人：陕西晟思智能测控有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61