一种用于电气自动化的多方位可调机械臂制造技术

本发明专利技术公开了机械臂领域的一种用于电气自动化的多方位可调机械臂，包括底座，底座的四角固定连接有支撑杆，支撑杆上滑动连接有第一电机，第一电机的输出轴固定连接有第一丝杠，第一丝杠上设有第一丝杠螺母，第一丝杠螺母的一侧固定连接有第二电机，第二电机的输出轴固定连接有第二丝杠，第二丝杠上设有第二丝杠螺母，第二丝杠螺母底部设有机械臂，底座上设有第三电机，第三电机竖向放置，第三电机的输出轴连接有第三丝杠，第三丝杠上设有第三丝杠螺母，第三丝杠螺母与第一丝杠螺母固定连接，电机均设有速度继电器，底座内设有控制芯片，控制芯片内设有精度模块。采用本发明专利技术的技术方案能够减少惯性对电机的影响，保障加工过程中的精度。程中的精度。程中的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电气自动化的多方位可调机械臂


[0001]本专利技术属于机械臂
，具体是一种用于电气自动化的多方位可调机械臂。

技术介绍

[0002]机械臂是一种模仿人类手臂的机械设备，用以按照固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，通过编程可以用来完成各种预期的作业，它不仅可以替代人的繁重劳动从而实现生产的机械化和自动化，还能在有害环境下操作从而保护人身安全，因此，广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。通常机械臂的活动范围受机械臂关节结构限制，因此需要一种多方位可调机械臂。
[0003]为了解决上述问题，专利公开号CN114193427A公开了一种电气自动化多方位可调式机械臂，包括机架、支板、滑轨、滑动座、丝杆往复机构、第一转轴、第一摆动架、旋转电机、连接架、第二转轴、第二摆动架、导向杆和升降架，机架顶部前后两侧均设有支板，支板内侧上部之间设有两个滑轨，滑轨中部之间滑动式设有滑动座，支板上部之间设有调节滑动座位置的丝杆往复机构，丝杆往复机构中部与滑动座螺纹式连接，滑动座上部转动式设有第一转轴，第一转轴上设有第一摆动架，第一摆动架右部中间设有旋转电机，旋转电机的输出轴上设有连接架，连接架右部转动式设有第二转轴，第二转轴上设有第二摆动架，第二摆动架底部前后两侧均设有两个导向杆，导向杆之间滑动式设有升降架，其特征在于，还包括有驱动机构、钻孔机构和卡紧机构，滑动座下侧中部设有用于提供动力的驱动机构，第二摆动架上设有用于钻孔的钻孔机构，钻孔机构上设有用于防晃动的卡紧机构。
[0004]上述一种电气自动化多方位可调式机械臂，通过机架、滑轨和滑动座扩大了活动范围，但在对大型工件加工时，仅依赖滑轨做纵向移动难以全方位对大型工件进行加工，同时在滑轨纵向移动的精度会影响到加工精度，旋转电机停止后，旋转电机的输出轴会在惯性的作用下，使丝杆往复机构继续移动，使滑轨纵向移动距离增加，使加工精度下降。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中旋转电机受惯性影响，使加工精度下降问题，本专利技术的目的是提供一种用于电气自动化的多方位可调机械臂，减少惯性对电机的影响，保障加工过程中的精度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种用于电气自动化的多方位可调机械臂，包括底座，底座的四角固定连接有支撑杆，底座长度方向一侧的支撑杆均滑动连接有第一电机，第一电机均位于支撑杆上部，第一电机的输出轴均固定连接有第一丝杠，第一丝杠均与底座长度方向另一侧的支撑杆滑动连接，第一丝杠上均设有与第一丝杠配合的第一丝杠螺母，底座一侧的第一丝杠螺母固定连接有第二电机，第二电机的输出轴固定连接有第二丝杠，第二丝杠远离第二电机的一端与底座另一侧的第一丝杠螺母转动连接，第二丝杠上设有与第二丝杠配合的第二丝杠螺母，第二丝杠螺母下部设有机械臂，底座的宽度方向的两侧设有第三电机，第三电机与底座滑动连接，第三电机竖向放置，第三电机的输出
轴固定连接有第三丝杠，第三丝杠上设有与第三丝杠配合的第三丝杠螺母，第三丝杠螺母与第一丝杠螺母固定连接，第一电机、第二电机和第三电机上均设有速度继电器，底座内设有控制芯片，控制芯片与速度继电器电连接，控制芯片通过继电器与第一电机、第二电机和第三电机电连接，控制芯片与机械臂信号连接，控制芯片内设有精度模块；
[0007]精度模块，用于控制第一电机、第二电机和第三电机的启动和停止，当对机械臂设置运动行程时，超出机械臂操作范围外的距离将转换为第一电机、第二电机和第三电机带动丝杠移动，从而移动机械臂，扩大机械臂操作范围，精度模块根据移动距离减去制动距离算出实际需要位移量，再通过反转控制制动距离长度，从而增加移动精度。
[0008]采用上述方案后实现了以下有益效果：使用者能够控制机械臂对工件进行加工，当工件位置或工件大小超过机械臂操作范围时，控制芯片会通过启动电机带动丝杠移动的方式移动机械臂，从而增加机械臂的活动范围。第一电机启动时通过第一丝杠带动第一丝杠螺母移动，从而使机械臂纵向移动；第二电机启动通过第二丝杠带动第二丝杠螺母移动，从而使机械臂横向移动；第三电机启动通过第三丝杠带动第三丝杠螺母移动，从而使机械臂竖向移动，使机械臂的活动范围得到扩展。第一电机、第二电机和第三电机由于需要带动整个机械臂移动，负载较大，难以使用高精度的步进电机进行控制，但常规电机容易受惯性的作用影响，因此精度不高。装置通过精度模块将实际移动距离分为移动距离和制动距离，通过控制电机反转，将惯性移动量转化为移动中的减速部分，减速过程中受到反转扭力作用减速到零后，速度继电器将电机的电源断开，从而减少惯性对机械臂移动时的精度影响。与现有技术相比，该装置进一步扩展了机械臂的活动范围，同时通过精度模块提高了机械臂的移动精度。
[0009]进一步，第一丝杠螺母、第二丝杠螺母和第三丝杠螺母上设有风扇。
[0010]有益效果：丝杠螺母移动过程中会产生热量，长时间的热量积累会使丝杠和丝杠螺母变形，使装置精度下降。风扇能够在装置运行过程中对丝杠螺母和丝杠进行风冷降温，减少热量积累对装置精度的影响。
[0011]进一步，机械臂设有可拆卸连接的末端臂。
[0012]有益效果：使用者能够更换不同功能的末端臂进行加工，例如在钻孔加工时换上带钻头的末端臂，在探测裂缝时换上带探头的末端臂，从而扩展机械臂的功能。
[0013]进一步，第二丝杠螺母与机械臂之间设有转盘，转盘由步进电机驱动。
[0014]有益效果：转盘能够带动机械臂旋转，增加机械臂的操作角度。
[0015]进一步，第一电机、第二电机和第三电机上设有激光测距仪，激光测距仪均与控制芯片信号连接，精度模块会获取距离信息，根据距离信息校验位移距离，如果移动距离过大会减少制动距离以平衡实际位移量，如果移动距离过小则增加制动距离以平衡实际位移量。
[0016]有益效果：激光测距仪能够采集到移动信息，通过移动信息对机械臂移动进行负反馈调节，进一步提升移动精度。
[0017]进一步，风扇通过减震器与第一丝杠螺母、第二丝杠螺母和第三丝杠螺母连接。
[0018]有益效果：风扇运行时会产生震动，可能会降低机械臂移动时的精度，通过设置减震器，能够缓冲风扇造成的震动，降低风扇震动对装置造成的精度影响。
[0019]进一步，第三电机底部设有滚轮。
[0020]有益效果：第三丝杠螺母纵向移动时会通过第三丝杠带动第三电机移动，滚轮能够在第三电机移动时降低第三电机和底座产生的摩擦力，降低负荷。
[0021]进一步，精度模块会判断第一电机、第二电机和第三电机带动丝杠移动是否安全，当使用者设置的移动距离会导致机械臂撞击底座或支撑杆时，控制芯片不会控制电机转动。
[0022]有益效果：精度模块会避免机械臂撞击底座或支撑杆，减少因使用者操作不当而使装置损坏的概率。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例的正视图。
[0024]图2为本专利技术实施例的俯视图。
[0025]图3为电机反转控制电路示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电气自动化的多方位可调机械臂，其特征在于：包括底座，底座的四角固定连接有支撑杆，底座长度方向一侧的支撑杆均滑动连接有第一电机，第一电机均位于支撑杆上部，第一电机的输出轴均固定连接有第一丝杠，第一丝杠均与底座长度方向另一侧的支撑杆滑动连接，第一丝杠上均设有与第一丝杠配合的第一丝杠螺母，底座一侧的第一丝杠螺母固定连接有第二电机，第二电机的输出轴固定连接有第二丝杠，第二丝杠远离第二电机的一端与底座另一侧的第一丝杠螺母转动连接，第二丝杠上设有与第二丝杠配合的第二丝杠螺母，第二丝杠螺母下部设有机械臂，底座的宽度方向的两侧均设有第三电机，第三电机与底座滑动连接，第三电机竖向放置，第三电机的输出轴固定连接有第三丝杠，第三丝杠上设有与第三丝杠配合的第三丝杠螺母，第三丝杠螺母与第一丝杠螺母固定连接，第一电机、第二电机和第三电机上均设有速度继电器，底座内设有控制芯片，控制芯片与速度继电器电连接，控制芯片通过继电器与第一电机、第二电机和第三电机电连接，控制芯片与机械臂信号连接，控制芯片内设有精度模块；精度模块，用于控制第一电机、第二电机和第三电机的启动和停止，当对机械臂设置运动行程时，超出机械臂操作范围外的距离将转换为第一电机、第二电机和第三电机带动丝杠移动，从而移动机械臂，扩大机械臂操作范围，精度模块根据移动距离减去制动距离算出实际需要位移量，再通过反转控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜艳华，陈兆达，张连勇，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：