【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械设备领域，尤其涉及一种用于吊运的机械臂及其控制系统与方法。
技术介绍
1、吊运机械臂及其控制系统是一类广泛应用于工业、建筑、仓储和物流等领域的自动化设备。机械臂能够执行精确的搬运、装配和维修等任务，提高了工作效率和安全性。控制系统通常包括硬件和软件两部分，硬件负责执行控制命令，而软件则负责处理传感器数据、执行控制算法和人机交互界面。
2、近年来，随着计算机技术、传感器技术和控制理论的发展，工业自动化程度也在不断提高，但现有的吊运机械臂在面对多样化的吊运任务和复杂的工作环境时，表现出了一定的局限性，在狭小空间内进行吊运操作时，机械臂的运动范围和姿态调整不够灵活；在吊运不同重量和形状的物体时，控制的适应性不足，可能会影响吊运的效率和安全性。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术存在的一些问题，本专利技术提供一种用于吊运的机械臂及其控制系统与方法，解决现有技术中存在的不足。
2、为达上述目的，本专利技术提供一种用于吊运的机械臂，包括机械臂本体，所述机械臂本体包括设置在底端的安装底座，该安装底座上设置有回转支承组件；所述回转支承组件上设置有立柱座，该立柱座上安装有立柱；所述回转支承组件上还设置有驱动支座，该驱动支座上安装有驱动装置；所述机械臂本体还包括有机械臂组件，该机械臂组件上配合有相应的液压油缸装置；所述机械臂组件上还配合设置有吊运装置。
3、作为本专利技术的进一步改进，为了机械臂之间更好地进行配合工作，且结构紧凑占用空间小，提
4、作为本专利技术的进一步改进，为了吊运不同重量和形状的物体，增加吊运时的安全性与灵活性；所述吊运装置包括横梁，该横梁的两端均设置有吊架，所述吊架的下端安装有磁力吸盘；所述横梁的中心位置设置有连接杆，该连接杆通过连接端头与小臂进行连接。
5、作为本专利技术的进一步改进，为了增大机械臂的活动范围，提高工作的效率；所述大臂通过大臂液压油缸装置可进行摇摆运动，摇摆角度为-85°～35°；所述中臂通过中臂液压油缸装置可进行摇摆运动，摇摆角度为0°～90°；所述小臂通过小臂液压油缸装置可在中臂内腔中进行前后伸缩运动。
6、作为本专利技术的进一步改进，为了限制小臂收缩的距离，保证小臂工作时的安全；所述小臂处于收回状态时，该小臂外端头上设置的连接端头移动至中臂外端口；所述小臂处于最大伸出状态时，该小臂的尾端移动至中臂内腔端口阻块位置。
7、作为本专利技术的进一步改进，为了能够在各个方向进行作业，适应多种环境和工作场所；所述立柱通过回转支承组件在水平面上可进行360°回转。
8、作为本专利技术的进一步改进，为了小臂更好地进行伸缩并参与工作；所述小臂的直径小于中臂内腔的直径。
9、本专利技术的有益效果在于：能够快速、准确地完成吊运任务，大大缩短了作业时间，提高了工作效率；具备精确的定位和运动控制能力，减少吊运过程中的误差，提高了操作的精度；替代工人从事繁重、危险的吊运工作，降低了工人的劳动强度和受伤的风险，提高了工作安全性；操作保持高度的一致，保证了工作的质量与稳定；结构更加紧凑，占用空间小，能够在有限的空间内灵活作业，适应不同复杂环境，提高了适应性和灵活度。
10、本专利技术提供了一种用于吊运的机械臂控制系统，所述控制系统包括：遥控器、传感器、控制器、单向节流阀、叠加式液控单向阀、电磁换向阀；所述遥控器可远程控制整个机械臂的运动，提高工作效率；所述传感器可实时捕捉机械臂的位置和姿态信息，并将这些信息反馈给控制系统，以便实现对机械臂的精确控制；所述传感器还可感知周围的作业环境，识别障碍物和危险区域，帮助机械臂避免碰撞和安全作业；所述单向节流阀与大臂液压油缸装置连接，并通过该单向节流阀控制大臂液压油缸装置进行工作，实现大臂的精准摆动；所述叠加式液控单向阀与中臂液压油缸装置连接，并通过该叠加式液控单向阀控制中臂液压油缸装置进行工作，实现中臂的精准摆动；所述电磁换向阀与小臂液压油缸装置连接，并通过该电磁换向阀控制小臂液压油缸装置进行工作，实现小臂的前后伸缩；所述驱动装置进行工作，驱动回转支承组件，带动立柱在水平面上进行360°回转。
11、本专利技术还提供了一种用于吊运的机械臂控制方法，所述控制方法包括：根据预设的任务或实时的操作需求，计算出机械臂的运动轨迹，并通过响应外部触发的轨迹跟踪信号，获取机械臂摆动角度与伸缩长度；机械臂在执行任务时，控制系统实时调整机械臂的动作，以确保其实际运动轨迹与计划轨迹一致；控制系统根据任务要求和机械臂的动态特性，合理设置速度和加速度曲线，以实现平滑的运动和防止机械冲击；在吊运过程中，控制系统根据载荷的重量和机械臂的动态响应，调整扭矩，以维持稳定的吊运状态。
12、本专利技术的有益效果还在于：可以与其他自动化设备和系统进行无缝连接和协同工作，实现整个吊运流程的自动化；采用先进的控制系统，能够根据实际负载自动调整功率输出，减少能源浪费，并进行智能能耗管理，有效降低能源消耗；控制系统简化了操作流程，操作人员可以通过简单指令完成复杂的起重动作，减少了人工成本，提升整体经济效益。
13、本专利技术工作时，先根据预设的任务或实时的操作需求，计算出机械臂的运动轨迹，并通过响应外部触发的轨迹跟踪信号，获取机械臂摆动角度与伸缩长度；遥控器远程控制整个机械臂的运动，传感器可实时捕捉机械臂的位置和姿态信息，并将这些信息反馈给控制系统；传感器还可感知周围的作业环境，识别障碍物和危险区域，帮助机械臂避免碰撞和安全作业；机械臂在执行任务时，控制系统实时调整机械臂的动作，以确保其实际运动轨迹与计划轨迹一致；确定吊运的物体位置后，操控机械臂进行运动，单向节流阀与大臂液压油缸装置连接，并通过该单向节流阀控制大臂液压油缸装置进行工作，实现大臂的精准摆动；叠加式液控单向阀与中臂液压油缸装置连接，并通过该叠加式液控单向阀控制中臂液压油缸装置进行工作，实现中臂的精准摆动；电磁换向阀与小臂液压油缸装置连接，并通过该电磁换向阀控制小臂液压油缸装置进行工作，实现小臂的前后伸缩；小臂的外端头上设置有连接端头，并通过连接杆与横梁连接，该横梁的两端均设置有吊架，吊架的下端安装有磁力吸盘；磁力吸盘吸住待吊运物体后，驱动装置进行工作，驱动回转支承组件，带动立柱在水平面上进行360°回转，将物体吊运至指定位置；在吊运过程中，控制系统根据载荷的重量和机械臂的动态响应，调整扭矩，以维持稳定的吊运状态。
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1.一种用于吊运的机械臂，包括机械臂本体（1），其特征在于，所述机械臂本体（1）包括设置在底端的安装底座（2），该安装底座（2）上设置有回转支承组件（3）；所述回转支承组件（3）上设置有立柱座（6），该立柱座（6）上安装有立柱（7）；所述回转支承组件（3）上还设置有驱动支座（5），该驱动支座（5）上安装有驱动装置（4）；所述机械臂本体（1）还包括有机械臂组件，该机械臂组件上配合有相应的液压油缸装置；所述机械臂组件上还配合设置有吊运装置。
2.根据权利要求1所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述机械臂组件包括大臂（11）、小臂（9）以及设置在大臂（11）与小臂（9）之间的中臂（10），该小臂（9）、中臂（10）及大臂（11）上分别配合设置有对应的小臂液压油缸装置（12）、中臂液压油缸装置（13）和大臂液压油缸装置（8）；所述大臂（11）的一端设置有关节连接装置一（14），并通过该关节连接装置一（14）与立柱（7）进行连接；所述大臂（11）的另一端设置有关节连接装置二（15），并通过该关节连接装置二（15）与中臂（10）进行连接；所述小臂（9）嵌入安装于中臂（10）
3.根据权利要求1和2所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述吊运装置包括横梁（18），该横梁（18）的两端均设置有吊架（19），所述吊架（19）的下端安装有磁力吸盘（20）；所述横梁（18）的中心位置设置有连接杆（17），该连接杆（17）通过连接端头（16）与小臂（9）进行连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述大臂（11）通过大臂液压油缸装置（8）可进行摇摆运动，摇摆角度为-85°～35°；所述中臂（10）通过中臂液压油缸装置（13）可进行摇摆运动，摇摆角度为0°～90°；所述小臂（9）通过小臂液压油缸装置（12）可在中臂（10）内腔中进行前后伸缩运动。
5.根据权利要求2和4所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述小臂（9）处于收回状态时，该小臂（9）外端头上设置的连接端头（16）移动至中臂（10）外端口；所述小臂（9）处于最大伸出状态时，该小臂（9）的尾端移动至中臂内腔端口阻块（21）位置。
6.根据权利要求1所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述立柱（7）通过回转支承组件（3）在水平面上可进行360°回转。
7.根据权利要求2和4所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述小臂（9）的直径小于中臂（10）内腔的直径。
8.一种用于吊运的机械臂控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：遥控器（22）、传感器（23）、控制器（24）、单向节流阀（25）、叠加式液控单向阀（26）、电磁换向阀（27）；所述遥控器（22）可远程控制整个机械臂的运动，提高工作效率；所述传感器（23）可实时捕捉机械臂的位置和姿态信息，并将这些信息反馈给控制系统，以便实现对机械臂的精确控制；所述传感器（23）还可感知周围的作业环境，识别障碍物和危险区域，帮助机械臂避免碰撞和安全作业；所述单向节流阀（25）与大臂液压油缸装置（8）连接，并通过该单向节流阀（25）控制大臂液压油缸装置（8）进行工作，实现大臂（11）的精准摆动；所述叠加式液控单向阀（26）与中臂液压油缸装置（13）连接，并通过该叠加式液控单向阀（26）控制中臂液压油缸装置（13）进行工作，实现中臂（10）的精准摆动；所述电磁换向阀（27）与小臂液压油缸装置（12）连接，并通过该电磁换向阀（27）控制小臂液压油缸装置（12）进行工作，实现小臂（9）的前后伸缩；所述驱动装置（4）进行工作，驱动回转支承组件（3），带动立柱（7）在水平面上进行360°回转。
9.一种用于吊运的机械臂控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：根据预设的任务或实时的操作需求，计算出机械臂的运动轨迹，并通过响应外部触发的轨迹跟踪信号，获取机械臂摆动角度与伸缩长度；机械臂在执行任务时，控制系统实时调整机械臂的动作，以确保其实际运动轨迹与计划轨迹一致；控制系统根据任务要求和机械臂的动态特性，合理设置速度和加速度曲线，以实现平滑的运动和防止机械冲击；在吊运过程中，控制系统根据载荷的重量和机械臂的动态响应，调整扭矩，以维持稳定的吊运状态。
...【技术特征摘要】
1.一种用于吊运的机械臂，包括机械臂本体（1），其特征在于，所述机械臂本体（1）包括设置在底端的安装底座（2），该安装底座（2）上设置有回转支承组件（3）；所述回转支承组件（3）上设置有立柱座（6），该立柱座（6）上安装有立柱（7）；所述回转支承组件（3）上还设置有驱动支座（5），该驱动支座（5）上安装有驱动装置（4）；所述机械臂本体（1）还包括有机械臂组件，该机械臂组件上配合有相应的液压油缸装置；所述机械臂组件上还配合设置有吊运装置。
2.根据权利要求1所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述机械臂组件包括大臂（11）、小臂（9）以及设置在大臂（11）与小臂（9）之间的中臂（10），该小臂（9）、中臂（10）及大臂（11）上分别配合设置有对应的小臂液压油缸装置（12）、中臂液压油缸装置（13）和大臂液压油缸装置（8）；所述大臂（11）的一端设置有关节连接装置一（14），并通过该关节连接装置一（14）与立柱（7）进行连接；所述大臂（11）的另一端设置有关节连接装置二（15），并通过该关节连接装置二（15）与中臂（10）进行连接；所述小臂（9）嵌入安装于中臂（10）内腔中，该小臂（9）的外端头上设置有连接端头（16）；所述中臂（10）内腔端口处还设置有中臂内腔端口阻块（21）。
3.根据权利要求1和2所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述吊运装置包括横梁（18），该横梁（18）的两端均设置有吊架（19），所述吊架（19）的下端安装有磁力吸盘（20）；所述横梁（18）的中心位置设置有连接杆（17），该连接杆（17）通过连接端头（16）与小臂（9）进行连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述大臂（11）通过大臂液压油缸装置（8）可进行摇摆运动，摇摆角度为-85°～35°；所述中臂（10）通过中臂液压油缸装置（13）可进行摇摆运动，摇摆角度为0°～90°；所述小臂（9）通过小臂液压油缸装置（12）可在中臂（10）内腔中进行前后伸缩运动。
5.根据权利要求2和4所述的一种用于吊运的机械臂，其特征在于：所述小臂（9）处于收回状态时，该小臂（9）外端头上设...
【专利技术属性】
技术研发人员：于昊，严得录，张君，张小龙，甘生霖，赵万顺，许德智，闫雯，李军，魏国品，
申请(专利权)人：青海送变电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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