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仿生机械臂制造技术

技术编号:19699979 阅读:31 留言:0更新日期:2018-12-08 13:25
本发明专利技术公开一种可以高度模仿人的手臂动作、由小车装载、包含摄像头图像实时传输的机械臂。机械臂可以实现五个自由度的运动,从而模仿人手臂的五个不同关节;机械臂搭载在智能小车上,增加机械臂的便携性;智能小车的摄像头为机械臂的操作者提供实时的位置信息与图像信息,便于操作者控制;手持装置通过扎带捆绑在操作者手臂,更加方便操作者对仿生机械臂的操控。

【技术实现步骤摘要】
仿生机械臂
本专利技术提供一种仿生机械臂,特指一种可以高度模仿人的手臂动作、由小车装载、包含摄像头图像实时传输的机械臂。
技术介绍
目前SooPAT网上的大部分机械臂大多数都用于工业建设的自动化领域,并且主要是关于机械臂的机械结构的研究改良、机械臂外形的设计以及机械臂手部结构的控制。机械臂的外形设计改善对于实际工业工况没有特别重要的意义,手部结构的控制优化也并不能真正拓展机械臂单一的功能。本专利技术在重视机械臂内部机械结构的同时,还增加了机械臂的仿生功能,使机械臂不但臂本体结构合理,手部控制也更加方便灵敏。因为机械臂有仿生功能,所以需要配套手持装置。本专利技术的完整组件由车载的机械臂、手持装置以及任意一部PC机构成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种仿生机械臂,既可以用于家庭以节省劳务,又可以广泛用于灾区救援与自动化生产线,对于制造业与医疗行业有着非常重要的影响。技术方案:本专利技术设计的仿生机械臂,主要硬件设施包括机械臂、智能小车、树莓派、手持控制装置。实现了机械臂跟随人手臂动作、智能小车搭载移动、摄像头景象传输的功能。树莓派与电源部分放置于小车中间层,机械臂放置在小车上部,手持控制装置与树莓派通过WIFI进行数据通信,视频信息也由树莓派进行处理。本专利技术采用以上技术方案可获得的有益效果:本专利技术实现了机械臂功能的拓展化,解决了工业化使用功能的单一性,也使得机械臂走入家庭,实现了家庭化。机械臂与其他科技的配合,在智能化和机械自动化领域有着深远的影响,为未来医疗、抗灾救援和废墟探测打下坚实基础。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明:图1仿生机械臂臂身主要元件及位置图。图2手持装置主要元件及位置图。图中:1.电机与车轮;2.电机驱动;3.环氧板;4.固定螺栓;5.“工”字承重台;6.旋转齿轮;7.1号舵机;8.2号舵机;9.碳纤维连接板;10.3号舵机;11.4号舵机;12.机械爪齿轮;13.机械爪;14.5号舵机;15.WIFI模块;16.树莓派;17.摄像头;18.按键;19.WIFI模块;20.陀螺仪;21.排线;22.扎带;23.单片机。具体实施方式参见图1,本专利技术的机械爪部分由机械爪13与机械爪齿轮12配合,实现爪子的啮合与张开,并通过4号舵机与5号舵机实现机械爪的横纵向的旋转。齿轮12的动作受到5号舵机力的影响,能够模仿人手的张开、握紧与转动。参见图1,本专利技术的3号舵机与2号舵机通过连接板可以实现配合转动,舵机本身可以转动角度为300°,这个部分可以模仿人手臂的肘关节的运动。参见图1,本专利技术的齿轮6上下部分相互配合,可以实现机械臂的垂直方向的运动,1号舵机可以实现机械臂的水平方向的运动,这个部分可以高度模仿人手臂大臂部分的运动。“工”字称重台通过固定螺栓4与环氧板3相连,并将机械臂和智能小车固定,实现机械臂搭载。参见图1,本专利技术的环氧板3将机械臂与智能小车分开,中间部分放置树莓派16、电机驱动2、WIFI模块15以及摄像头17。树莓派发出控制信号,电机驱动接受信号进而驱动电机,带动电机转动。树莓派可以处理摄像头发出的图像信号,通过PC机显示,同时树莓派与手持装置可通过WIFI模块实现实时通信与数据传输。参见图1与图2,本专利技术的单片机23的WIFI模块19与树莓派的WIFI模块15实现通信与信号传输,扎带22将手持装置捆绑在人的手臂上。参见图2,本专利技术的陀螺仪20检测手臂动作的角度变化,经过数据传输处理,机械臂做出相应仿生动作。4个陀螺仪通过排线21相连,从左到右依次模仿人手臂的小臂、肘关节、大臂与肩关节的运动。单片机23上设置的按键18为控制按键,用于控制机械爪的旋转、张开与啮合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.仿生机械臂,其特征是:包括机械臂臂身部分、智能小车和手持装置;所述各部分均由不同的控制系统控制,既可以独立控制又可以联合控制。

【技术特征摘要】
1.仿生机械臂,其特征是:包括机械臂臂身部分、智能小车和手持装置;所述各部分均由不同的控制系统控制,既可以独立控制又可以联合控制。2.根据权利要求1所述的仿生机械臂,其特征是:通过机械爪与机械爪齿轮的配合,使机械爪啮合与张开;通过横向舵机与纵向舵机的相互合作,使机械爪完成横纵两个自由度的旋转动作。3.根据权利要求1所述的仿生机械臂,其特征是:机械臂的中间部分由两个舵机通过碳纤维连接板固定并连接,每个舵机本身旋转角度为300°,从而使两个舵机实现两个自由度的转动。4.根据权利要求1所述的仿生机械臂,其特征是:机械臂下半身部分通过旋转齿轮与舵机实现动作,齿轮啮合传动实现机械臂垂直方向的运动,舵机旋转实现机械臂水平方向的转动。5.根据权利要求1所述的仿生机械臂,其特征是:机械臂底座固定在“工”字称重台,“工”字称...

【专利技术属性】
技术研发人员:张永民吕思睿王杰腾
申请(专利权)人:张永民吕思睿王杰腾
类型:发明
国别省市:江苏,32

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