一种适用于崎岖地形轮腿式机器人的多功能机械手臂制造技术

本实用新型专利技术涉及一种机械手臂，尤其涉及一种适用于崎岖地形轮腿式机器人的多功能机械手臂。该机械手臂包括机械臂底部传动部分、机械臂部分、机械手部分、机械手臂信息采集部分和处理器部分，其中处理器为微型PC机或单片机，用于计算从信息采集部分中得到的数据并分析处理来用于控制电机，进一步控制机械臂各个部分和机械手部分协调工作，顺利控制机械手到达目标位置，获取任务信息数据、达到辅助越障以及移动障碍物的目的。

A multi-functional mechanical arm for rough terrain wheel leg robot

The utility model relates to a mechanical arm, in particular to a multi-functional mechanical arm suitable for a rugged terrain wheel - leg robot. The mechanical arm comprises a mechanical arm at the bottom part, transmission part, mechanical arm manipulator, manipulator information acquisition and processor part, which is the micro processor PC microcontroller is used to calculate the obtained from the information acquisition portion of the data analysis and processing for motor control, further control of mechanical arm parts and manipulator coordination, smooth control robot to reach the target position, get the task information data, to assist and moving obstacle to obstacle.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于崎岖地形轮腿式机器人的多功能机械手臂
本技术涉及机器人
，具体涉及一种适用于崎岖地形轮腿式机器人的多功能机械手臂。
技术介绍
随着科学技术的不断进步，机器人的应用越来越广泛，几乎渗透到了各个领域。为了使机器人更好的与其周围的环境进行交互，完成需要执行的任务，达到预期的目标要求，机器人的操作终端机械手臂的重要性变得越来越显著。机械手臂是可以模仿人的手臂的一些工作特点，用来按照固定程序抓取物体、移动物体以及完成某些特定的需求动作的自动操作装置。它能接受系统的指令，准确地定位到二维或三维空间的某一点进行工作。机械手臂可以代替人来完成一些繁重的劳动以实现生产工作的机械化和自动化，它能在某些对人类身体有害的操作环境下工作以避免人在工作中人身安全遭到损害，因此机械手臂被广泛应用到工业制造、服务娱乐、半导体制造以及太空探索等领域。常见的民用崎岖地形轮腿式机器人机械臂功能比较单一，只能进行一些简单的拍照等功能，并且机械手在空间内的转动轨迹有一定的限制，机械臂灵敏度不高，工作效率比较低。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的诸多不足之处，提供了一种适用于崎岖地形轮腿式机器人的多功能机械手臂。该机械手臂包括机械臂底部传动部分、机械臂部分、机械手部分、机械手臂信息采集部分和处理器部分，其中处理器为微型PC机或单片机，用于计算从信息采集部分中得到的数据并分析处理来用于控制电机，进一步控制机械臂各个部分和机械手部分协调工作，顺利控制机械手到达目标位置，获取任务信息数据、达到辅助越障以及移动障碍物的目的。本技术的具体技术方案是：一种适用于崎岖地形轮腿式机器人的多功能机械手臂，包括机械臂底部传动部分、机械臂部分、机械手部分、机械手臂信息采集部分和处理器部分；其中所述的机械臂底部传动部分、机械臂部分、机械手部分顺次连接，所述的机械手臂信息采集部分设置在机械臂上，所述的处理器设置在机械臂内或机械臂底部；所述的机械臂自下而上分别为顺次连接的下臂、中臂和前臂，并通过下臂与机械臂底部传动部分连接；所述的机械手臂信息采集部分通过滑动底座设置在机械臂上，更进一步设置在前臂上；所述的机械手臂信息采集部分由红外摄像头、光感应器、距离传感器、超声波传感器组成；采用这种结构的机械手臂，由于机械手臂信息采集部分设置在机械臂前臂上，且可以360度转动，同时可以通过滑动底座前后位移，在使用过程中可以随时采集机械臂的工作状态和周边障碍信息，视野更加开阔捕捉范围更广；信息采集部分由红外摄像头、光感应器、距离传感器、超声波传感器组成，并将其集成在一起，其中光感应器可以灵敏的感知工作环境亮度；距离传感器，辅助机械手精确到达指定坐标；超声波传感器，可以探测不可移动的样本厚度等人们所需要的信号；综合上述信息可以对机械臂更好的进行调整；所述机械臂底部传动部分、机械臂部分、机械手部分顺次按照常规技术连接，且整个机械臂还可通过底部转动部分再与其他设备进行连接。综上所述，采用这种结构的机械手臂可以进一步控制机械臂各个部分和机械手部分协调工作，顺利控制机械手到达目标位置，获取任务信息数据、达到辅助越障以及移动障碍物的目的。附图说明图1为本技术所述机械手臂控制系统示意图；图2为本技术所述机械手臂整体结构示意图；图3为本技术所述机械臂底部传动部分结构示意图；图4为本技术所述机械手臂下臂部分结构示意图；图5为本技术所述机械手臂中臂部分结构示意图；图6为本技术所述机械手臂前臂和末端机械手部分结构示意图；图中：1、机械臂底座支架，2、伺服电机a，3、同步带小轮，4、同步带大轮，5、齿形带，6、旋转台面，7、同步带大轮挡环，8、机械臂安装底座，9、下臂，10、大U型连接件a，11、伺服电机b，12、机械臂电机轴a，13、电机转动轴承座a，14、电机转动轴承a，15、套筒a，16、小U型连接件a，17、中臂，18、大U型连接件b，19、伺服电机c，20、机械臂电机轴b，21、电机转动轴承b，22、电机转动轴承座b，23、套筒b，24、小U型连接件b，25、前臂，26、滑动底座，27、机械手臂信息采集部分，28、机械手长U支架，29、机械手伺服电机a，30、机械手伺服电机b，31、机械手夹持器，32、机械手伺服电机c。具体实施方式该实施例中除特殊说明外，其他采用的均为本领域的公知技术；一种适用于崎岖地形轮腿式机器人的多功能机械手臂，机械手臂自下而上依次为机械臂底座支架、机械臂下臂、机械臂中臂、机械臂前臂、机械手。如图3机械臂底部传动部分结构示意图所示，伺服电机a通过螺纹联接与机械臂底座支架固定，伺服电机a的输出轴穿过机械臂底座支架与同步带小轮固定，同步带大轮转盘通过螺栓连接安装到旋转台面上，旋转台面通过螺栓连接固定在机械臂底座支架上，同步带小轮与伺服电机a通过键连接实现伺服电机a驱动同步带大轮转盘转动。如图4机械手臂下臂部分结构示意图所示，机械臂下臂下端通过工业铝型材专用的四个T型螺栓安装到机械臂安装底座上，上端用同样的方式安装到大U型连接件a上。伺服电机b通过螺栓连接安装到大U型连接件a一侧的螺柱上，另一侧装有电机转动轴承a,套筒a与伺服电机b之间通过键连接。电机转动轴承a选用深沟球轴承。如图5机械手臂中臂部分结构示意图所示，套筒a与小U型连接件a的前端套筒通过二者中部螺纹孔内的紧定螺钉实现周向固定,小U型连接件上安装机械臂中臂，伺服电机b实现同步驱动机械臂中臂的功能。机械臂中臂另一端与大U型连接件b连接，机械臂中臂与机械臂前臂之间的连接与传动采用和上边同样的方式进行。如图6机械手臂前臂和末端机械手部分结构示意图所示，滑动底座安装在机械臂前臂，组成滑动副，可在前臂上滑动。机械手臂信息采集部分由红外摄像头、光感应器、距离传感器、超声波传感器组成，上述信息采集装置置为一体并安装在滑动底座上，可以绕固定轴360度转动。机械臂前臂末端与机械手部分的长U支架固定，机械手伺服电机a和c固定到机械手电机支架上，机械手伺服电机b固定到机械手夹持器上。如图1机械手臂控制系统示意图，红外摄像头将获取的图像信息传递给处理器。距离传感器、光传感器、超声波传感器均单独与处理器相连接并把机器人所需要的机械手的距离数据、光数据、信号数据实时的传递给处理器。处理器通过分析红外摄像头得到的图像信息以及当前机器人机械手的距离数据、光数据、声波信号数据，通过机械臂各关节伺服电机驱动器和机械手伺服电机控制板分别向相对应的机械臂关节伺服电机、机械手伺服电机发送不同的脉冲信号，根据各伺服电机的反馈信号实时的进行调整，从而控制机械臂各个部分和机械手部分协调工作，顺利控制机械手到达目标位置，获取任务数据信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于崎岖地形轮腿式机器人的多功能机械手臂，其特征在于：包括机械臂底部传动部分、机械臂部分、机械手部分、机械手臂信息采集部分和处理器部分；其中所述的机械臂底部传动部分、机械臂部分、机械手部分顺次连接，所述的机械手臂信息采集部分设置在机械臂上，所述的处理器设置在机械臂内或机械臂底部；所述的机械臂自下而上分别为顺次连接的下臂、中臂和前臂，并通过下臂与机械臂底部传动部分连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用于崎岖地形轮腿式机器人的多功能机械手臂，其特征在于：包括机械臂底部传动部分、机械臂部分、机械手部分、机械手臂信息采集部分和处理器部分；其中所述的机械臂底部传动部分、机械臂部分、机械手部分顺次连接，所述的机械手臂信息采集部分设置在机械臂上，所述的处理器设置在机械臂内或机械臂底部；所述的机械臂自下而上分别为顺次连接的下臂、中臂和前臂，并通过下臂与机械臂底部传动部分连接。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田富洋，曹东，闫银发，宋占华，李法德，董小宁，赵新强，陈为峰，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：新型
国别省市：山东,37