一种基于光信号控制的机器手臂制造技术

本发明专利技术属于机器人手臂技术领域，尤其涉及一种基于光信号控制的机器手臂，它包括机器人手、环形套筒、第一外壳、第二外壳、第三外壳、第四外壳、第五外壳、连接板一、连接板二、万向节、凹镜固定杆、第一透镜、第二透镜、第三透镜、凹透镜、第一变比机构、第二变比机构，其中机器人手臂是通过光信号的传导来控制的，光信号通过第一变比机构、第三透镜、第二透镜、第二变比机构、第一透镜、万向节、凹透镜传送到机器人手，从而控制机器人手臂，通过变比机构实现了光信号的转向，并且手臂遭到撞击后能通过选择性主动损坏来削弱撞击力，以保证光信号的顺利传播。

A Robot Arm Based on Optical Signal Control

The invention belongs to the technical field of robot arm, in particular relates to a machine arm based on optical signal control, which comprises a robot hand, a ring sleeve, a first shell, a second shell, a third shell, a fourth shell, a fifth shell, a connecting plate, a connecting plate, a universal joint, a concave mirror fixing rod, a first lens, a second lens, a third lens, a concave lens and a first converter. The robot arm is controlled by the transmission of optical signal. The optical signal is transmitted to the robot hand through the first variable ratio mechanism, the third lens, the second lens, the second variable ratio mechanism, the first lens, the universal joint and the concave lens. The robot arm is controlled by the variable ratio mechanism, which realizes the steering of the optical signal, and the arm can be impacted. Over-selective active damage weakens the impact force to ensure the smooth propagation of optical signals.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光信号控制的机器手臂所属
本专利技术属于机器人手臂
，尤其涉及一种基于光信号控制的机器手臂。
技术介绍
目前机器手臂是机器人
中得到最广泛实际应用的自动化机器装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影，气压驱动式机器手臂、电气驱动式机器手臂是常见的机器手臂，但其通过电或者液压来传递信号，其内部排线非常复杂，其复杂度必然会增加手臂的故障率。而且手臂受到外力撞击后，其管路、电路极易被破坏，所以设计一种内部结构简单、抗破坏能力的手臂是非常必要的。本专利技术设计一种基于光信号控制的机器手臂解决如上问题。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述缺陷，本专利技术公开一种基于光信号控制的机器手臂，它是采用以下技术方案来实现的。一种基于光信号控制的机器手臂，其特征在于：它包括机器人手、环形套筒、第一外壳、第二外壳、第三外壳、第四外壳、第五外壳、连接板一、连接板二、万向节、凹镜固定杆、第一透镜、第二透镜、第三透镜、凹透镜、第一变比机构、第二变比机构，其中第五外壳一端为圆形，且圆形一端开有第一连接圆槽；第四外壳侧面安装有连接板一，连接板一上安装有第一连接圆板，第一连接圆板与第一连接圆槽嵌套配合；第三外壳一端为圆形，且圆形一端开有第二连接圆槽；一个第四外壳与一个第五外壳组成一对且位于一个平面内，另一个第四外壳与另一个第五外壳组成另一对且两对对称分布，两个第三外壳对称安装在两个第四外壳与两个第五外壳组成的两个平行平面两侧；第一外壳上安装有连接板二，连接板二上安装有第二连接圆板，两个第三外壳分别通过各自的第二连接圆槽与两个第一外壳各自的第二连接圆板配合而安装有两个第一外壳；两个第二外壳对称安装在两个第一外壳两侧；环形套筒一端通过万向节安装在两个第一外壳之间，机械人手安装在环形套筒另一端；凹透镜安装在第二固定杆上，第二固定杆安装在第一固定杆中间，第一固顶杆两端分别安装在两个第二外壳上，且凹透镜位于环形套筒内；第一变比机构安装在两个第五外壳之间，且第一变比机构位于第一连接圆槽处；第二变比机构安装在两个第一外壳之间，且第二变比机构位于第二连接圆槽处；第一透镜两端分别安装在两个对称的第一外壳内侧壁上；第二透镜两端分别安装在两个对称的第三外壳的内侧壁上；第三透镜的两端分别安装在两个对称的第四外壳内侧壁上；上述第一透镜与第一外壳之间成锐角，且垂直于第二外壳；第二透镜与第四外壳之间成锐角，且垂直于第三外壳；第三透镜与第三外壳之间成锐角，且垂直于第四外壳。上述万向节包括内环、外环、内环转轴、内环电机、外环转轴、外环电机，其中内环外缘面上两侧对称地安装有两个内环转轴，内环电机安装在外环內缘面上，内环通过内环转轴安装在外环内侧，且两个内环转轴中的一个安装在内环电机上，另一个安装在外环内侧；外环外缘面上两侧对称地安装有两个外环转轴，外环电机安装在第一外壳內缘面上，外环通过外环转轴安装在第一外壳内侧，且两个外环转轴中的一个安装在外环电机上，另一个安装在第一外壳内侧。上述第二变比机构包括第二轴套、第二反射镜、第二内齿、第二中间齿、第二小齿、第二中间齿转轴、第二摆动后杆、第二摆动前杆、驱动电机、第二中心轴、第二反射镜转轴、第三轴套，其中驱动电机安装在两个第三外壳中其中一个第三外壳圆形一端的内侧面上，且驱动电机的轴线与第三外壳圆形一端的轴线共线；第二中心轴的一端安装在驱动电机上，另一端通过第三轴套安装有第二内齿，且第二内齿、第三轴套、第二中心轴与驱动电机的轴线共线；第二小齿通过轴承安装在第二中心轴上，且位于第二内齿齿壁和驱动电机之间；第二中间齿转轴安装在具有驱动电机的第三外壳的内侧面上，第二中间齿通过轴承安装在第二中间齿转轴上，且第二中间齿、第二小齿分别与第二内齿齿壁之间留有一定空隙；第二小齿外缘面上一侧具有齿，另一侧为光滑圆柱面；第二小齿具有齿的一侧分别与第二中间齿和第二内齿相互啮合；第二小齿的光滑圆柱面上安装有第二摆动后杆；第二摆动后杆的另一端安装有第二摆动前杆，且第二摆动前杆的另一端安装在和驱动电机同侧的第一外壳的内侧面上；第二反射镜通过轴承安装在第二反射镜转轴上；第二反射镜转轴一端安装在第二内齿侧面，另一端通过第二轴套安装在驱动电机对面的第三外壳内侧面上，且第二内齿、第二反射镜转轴、第二轴套与第二中心轴轴线共线；当第二摆动前杆与第四外壳平行时，第二反射镜的镜面与第四外壳平行；第二中间齿的直径是第二内齿的二分之一。上述第一变比机构包括第一轴套、第一反射镜、第一内齿、第一中间齿、第一小齿、第一中间齿转轴、第一摆动后杆、第一摆动前杆、驱动电机、第一中心轴、第一反射镜转轴、第三轴套，其中第一中心轴的一端安装在两个第五外壳中其中一个第五外壳圆形一端的内侧面上，另一端通过第三轴套安装有第一内齿，且第一内齿、第三轴套、第二中心轴与第五外壳的第一连接圆槽的轴线共线；第一小齿通过轴承安装在第一中心轴上，且位于第一内齿齿壁和第五外壳之间；第一中间齿转轴安装在与第一中心轴同侧的五外壳的内侧面上，第一中间齿通过轴承安装在第一中间齿转轴上，且第一中间齿、第一小齿分别与第一内齿齿壁之间留有一定空隙；第一小齿外缘面上一侧具有齿，另一侧为光滑圆柱面；第一小齿具有齿的一侧分别与第一中间齿和第一内齿相互啮合；第一小齿的光滑圆柱面上安装有第一摆动后杆；第一摆动后杆的另一端安装有第一摆动前杆，且第一摆动前杆的另一端安装在与第一中心轴同侧的第五外壳内侧面上；第一反射镜通过轴承安装在第一反射镜转轴上；第一反射镜转轴一端安装在第一内齿侧面另一端通过第一轴套安装在第一中心轴对面的第五外壳的内侧面上，且第一内齿、第一反射镜转轴、第一轴套与第一中心轴轴线共线；当第一摆动前杆与第三外壳平行时，第一反射镜的镜面与第三外壳平行，第一中间齿的直径是第一内齿的二分之一。上述驱动电机、内环电机、外环电机均通过光电传感器接收的光信号控制。作为本技术的进一步改进，上述第三外壳的屈服强度为第五外壳屈服强度的三分之二。作为本技术的进一步改进，上述光信号从机器人躯干内传入机器人手臂，且光信号传入机器人手臂的方向与第三外壳平行。作为本技术的进一步改进，上述光信号分为两路，当第一反射镜与第三外壳、第二反射镜与第四外壳平行时，第一反射镜的两侧分别具有一路光信号、第二反射镜的两侧分别具有一路光信号。相对于传统的机器人手臂技术，本专利技术中机器人手臂是通过光信号的传导来控制的，光信号通过第一变比机构、第三透镜、第二透镜、第二变比机构、第一透镜、万向节，凹透镜传送到机器人手，从而控制机器人手臂。本专利技术中为了能够让机器人手全方位运动时能够接收到光信号，需要将光信号散射到机器人手能够运动到的各个方位上，凹透镜具有散射的功能，所以本专利技术使用了凹透镜，同时为了防止凹透镜与运动的万向节内环干涉，将凹透镜设计安装在环形套筒内侧，且通过凹透镜固定杆固定于环形套筒内侧，为了防止凹透镜固定杆对光信号传送的影响，所以本专利技术中凹透镜固定杆越细越好，且凹透镜固定杆与凹透镜的连接部位位于凹透镜中心。本专利技术中机器人手、环形套筒是通过万向节安装在两个对称的第二外壳內缘面上，其中在万向节中，外环的內缘面上安装有一个内环电机，在外环的内侧安装有两个内环转轴，其中一个安装在内环电机上，另一个安装在外环的内侧，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光信号控制的机器手臂，其特征在于：它包括机器人手、环形套筒、第一外壳、第二外壳、第三外壳、第四外壳、第五外壳、连接板一、连接板二、万向节、凹镜固定杆、第一透镜、第二透镜、第三透镜、凹透镜、第一变比机构、第二变比机构，其中第五外壳一端为圆形，且圆形一端开有第一连接圆槽；第四外壳侧面安装有连接板一，连接板一上安装有第一连接圆板，第一连接圆板与第一连接圆槽嵌套配合；第三外壳一端为圆形，且圆形一端开有第二连接圆槽；一个第四外壳与一个第五外壳组成一对且位于一个平面内，另一个第四外壳与另一个第五外壳组成另一对且两对对称分布，两个第三外壳对称安装在两个第四外壳与两个第五外壳组成的两个平行平面两侧；第一外壳上安装有连接板二，连接板二上安装有第二连接圆板，两个第三外壳分别通过各自的第二连接圆槽与两个第一外壳各自的第二连接圆板配合而安装有两个第一外壳；两个第二外壳对称安装在两个第一外壳两侧；环形套筒一端通过万向节安装在两个第一外壳之间，机械人手安装在环形套筒另一端；凹透镜安装在第二固定杆上，第二固定杆安装在第一固定杆中间，第一固顶杆两端分别安装在两个第二外壳上，且凹透镜位于环形套筒内；第一变比机构安装在两个第五外壳之间，且第一变比机构位于第一连接圆槽处；第二变比机构安装在两个第一外壳之间，且第二变比机构位于第二连接圆槽处；第一透镜两端分别安装在两个对称的第一外壳内侧壁上；第二透镜两端分别安装在两个对称的第三外壳的内侧壁上；第三透镜的两端分别安装在两个对称的第四外壳内侧壁上；上述第一透镜与第一外壳之间成锐角，且垂直于第二外壳；第二透镜与第四外壳之间成锐角，且垂直于第三外壳；第三透镜与第三外壳之间成锐角，且垂直于第四外壳；上述万向节包括内环、外环、内环转轴、内环电机、外环转轴、外环电机，其中内环外缘面上两侧对称地安装有两个内环转轴，内环电机安装在外环內缘面上，内环通过内环转轴安装在外环内侧，且两个内环转轴中的一个安装在内环电机上，另一个安装在外环内侧；外环外缘面上两侧对称地安装有两个外环转轴，外环电机安装在第一外壳內缘面上，外环通过外环转轴安装在第一外壳内侧，且两个外环转轴中的一个安装在外环电机上，另一个安装在第一外壳内侧；上述第二变比机构包括第二轴套、第二反射镜、第二内齿、第二中间齿、第二小齿、第二中间齿转轴、第二摆动后杆、第二摆动前杆、驱动电机、第二中心轴、第二反射镜转轴、第三轴套，其中驱动电机安装在两个第三外壳中其中一个第三外壳圆形一端的内侧面上，且驱动电机的轴线与第三外壳圆形一端的轴线共线；第二中心轴的一端安装在驱动电机上，另一端通过第三轴套安装有第二内齿，且第二内齿、第三轴套、第二中心轴与驱动电机的轴线共线；第二小齿通过轴承安装在第二中心轴上，且位于第二内齿齿壁和驱动电机之间；第二中间齿转轴安装在具有驱动电机的第三外壳的内侧面上，第二中间齿通过轴承安装在第二中间齿转轴上，且第二中间齿、第二小齿分别与第二内齿齿壁之间留有一定空隙；第二小齿外缘面上一侧具有齿，另一侧为光滑圆柱面；第二小齿具有齿的一侧分别与第二中间齿和第二内齿相互啮合；第二小齿的光滑圆柱面上安装有第二摆动后杆；第二摆动后杆的另一端安装有第二摆动前杆，且第二摆动前杆的另一端安装在和驱动电机同侧的第一外壳的内侧面上；第二反射镜通过轴承安装在第二反射镜转轴上；第二反射镜转轴一端安装在第二内齿侧面，另一端通过第二轴套安装在驱动电机对面的第三外壳内侧面上，且第二内齿、第二反射镜转轴、第二轴套与第二中心轴轴线共线；当第二摆动前杆与第四外壳平行时，第二反射镜的镜面与第四外壳平行；第二中间齿的直径是第二内齿的二分之一；上述第一变比机构包括第一轴套、第一反射镜、第一内齿、第一中间齿、第一小齿、第一中间齿转轴、第一摆动后杆、第一摆动前杆、驱动电机、第一中心轴、第一反射镜转轴、第三轴套，其中第一中心轴的一端安装在两个第五外壳中其中一个第五外壳圆形一端的内侧面上，另一端通过第三轴套安装有第一内齿，且第一内齿、第三轴套、第二中心轴与第五外壳的第一连接圆槽的轴线共线；第一小齿通过轴承安装在第一中心轴上，且位于第一内齿齿壁和第五外壳之间；第一中间齿转轴安装在与第一中心轴同侧的五外壳的内侧面上，第一中间齿通过轴承安装在第一中间齿转轴上，且第一中间齿、第一小齿分别与第一内齿齿壁之间留有一定空隙；第一小齿外缘面上一侧具有齿，另一侧为光滑圆柱面；第一小齿具有齿的一侧分别与第一中间齿和第一内齿相互啮合；第一小齿的光滑圆柱面上安装有第一摆动后杆；第一摆动后杆的另一端安装有第一摆动前杆，且第一摆动前杆的另一端安装在与第一中心轴同侧的第五外壳内侧面上；第一反射镜通过轴承安装在第一反射镜转轴上；第一反射镜转轴一端安装在第一内齿侧面另一端通过第一轴套安装在第一中心轴对面的第五外壳的内侧面上，且第一内齿、第一反射镜转轴...

【技术特征摘要】
1.一种基于光信号控制的机器手臂，其特征在于：它包括机器人手、环形套筒、第一外壳、第二外壳、第三外壳、第四外壳、第五外壳、连接板一、连接板二、万向节、凹镜固定杆、第一透镜、第二透镜、第三透镜、凹透镜、第一变比机构、第二变比机构，其中第五外壳一端为圆形，且圆形一端开有第一连接圆槽；第四外壳侧面安装有连接板一，连接板一上安装有第一连接圆板，第一连接圆板与第一连接圆槽嵌套配合；第三外壳一端为圆形，且圆形一端开有第二连接圆槽；一个第四外壳与一个第五外壳组成一对且位于一个平面内，另一个第四外壳与另一个第五外壳组成另一对且两对对称分布，两个第三外壳对称安装在两个第四外壳与两个第五外壳组成的两个平行平面两侧；第一外壳上安装有连接板二，连接板二上安装有第二连接圆板，两个第三外壳分别通过各自的第二连接圆槽与两个第一外壳各自的第二连接圆板配合而安装有两个第一外壳；两个第二外壳对称安装在两个第一外壳两侧；环形套筒一端通过万向节安装在两个第一外壳之间，机械人手安装在环形套筒另一端；凹透镜安装在第二固定杆上，第二固定杆安装在第一固定杆中间，第一固顶杆两端分别安装在两个第二外壳上，且凹透镜位于环形套筒内；第一变比机构安装在两个第五外壳之间，且第一变比机构位于第一连接圆槽处；第二变比机构安装在两个第一外壳之间，且第二变比机构位于第二连接圆槽处；第一透镜两端分别安装在两个对称的第一外壳内侧壁上；第二透镜两端分别安装在两个对称的第三外壳的内侧壁上；第三透镜的两端分别安装在两个对称的第四外壳内侧壁上；上述第一透镜与第一外壳之间成锐角，且垂直于第二外壳；第二透镜与第四外壳之间成锐角，且垂直于第三外壳；第三透镜与第三外壳之间成锐角，且垂直于第四外壳；上述万向节包括内环、外环、内环转轴、内环电机、外环转轴、外环电机，其中内环外缘面上两侧对称地安装有两个内环转轴，内环电机安装在外环內缘面上，内环通过内环转轴安装在外环内侧，且两个内环转轴中的一个安装在内环电机上，另一个安装在外环内侧；外环外缘面上两侧对称地安装有两个外环转轴，外环电机安装在第一外壳內缘面上，外环通过外环转轴安装在第一外壳内侧，且两个外环转轴中的一个安装在外环电机上，另一个安装在第一外壳内侧；上述第二变比机构包括第二轴套、第二反射镜、第二内齿、第二中间齿、第二小齿、第二中间齿转轴、第二摆动后杆、第二摆动前杆、驱动电机、第二中心轴、第二反射镜转轴、第三轴套，其中驱动电机安装在两个第三外壳中其中一个第三外壳圆形一端的内侧面上，且驱动电机的轴线与第三外壳圆形一端的轴线共线；第二中心轴的一端安装在驱动电机上，另一端通过第三轴套安装有第二内齿，且第二内齿、第三轴套、第二中心轴与驱动电机的轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶澄，
申请(专利权)人：温州泓呈祥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33