快速稳定的智能化三关节机械臂制造技术

本实用新型专利技术公开了一种快速稳定的智能化三关节机械臂，包括第一关节：包括关节基座，关节基座上安装有一级传动机构；上层臂：包括上层臂基座，上层臂基座与一级传动机构连接，上层臂基座上安装有二级传动机构；下层臂：包括下层臂基座，下层臂基座与二级传动机构连接，下层臂基座上安装有三级传动机构；控制机构：分别与一级传动机构、二级传动机构及三级传动机构连接，可分别控制一级传动机构、二级传动机构及三级传动机构传动。本实用新型专利技术快速稳定的智能化三关节机械臂的其结构设计巧妙，其运动的稳定性和可靠性高，三个关节的运动状态可精确控制，其在高速运转过程中对突然出现的障碍物可执行有效的接触缓冲动作，避免对人员和设备造成损伤。

Fast and stable intelligent three joint manipulator

【技术实现步骤摘要】
快速稳定的智能化三关节机械臂
本技术涉及多关节机械臂
，尤指一种快速稳定的智能化三关节机械臂。
技术介绍
现有的三关节机械手臂在持续高速运转的过程中会有不同程度的抖动，其稳定性和可靠性低，不适合高精度要求的工作环境。在运转过程中需要将机械臂单独安装在隔离且无障碍物的空间中，与人协作时需划分不同的操作区域，占地面积大，执行效率低，对突然闯入的人或物品不能进行有效的避让，存在安全隐患。因此，如何设计一种可以解决上述问题的快速稳定的智能化三关节机械臂是本技术人潜心研究的课题。
技术实现思路
为了克服上述技术问题，本技术的目的在于提供一种快速稳定的智能化三关节机械臂，其结构设计巧妙，其运动的稳定性和可靠性高，三个关节的运动状态可精确控制，其在高速运转过程中对突然出现的障碍物可执行有效的接触缓冲动作，避免对人员和设备造成损伤。为了实现上述目的，本技术提供一种快速稳定的智能化三关节机械臂，其中包括：第一关节：包括关节基座，所述关节基座上安装有一级传动机构；上层臂：包括上层臂基座，所述上层臂基座与所述一级传动机构连接，所述上层臂基座上安装有二级传动机构；下层臂：包括下层臂基座，所述下层臂基座与所述二级传动机构连接，所述下层臂基座上安装有三级传动机构；控制机构：分别与所述一级传动机构、二级传动机构及三级传动机构连接，可分别控制一级传动机构、二级传动机构及三级传动机构传动。优选地，所述一级传动机构包括：一级主动轮：与所述控制机构连接；一级从动轮：设置于所述关节基座内，通过一级同步带和所述一级主动轮连接，所述一级从动轮下面通过一级轴承及一级轴承密封环与所述上层臂基座的上表面连接。优选地，所述一级同步带通过一级同步带束紧装置、一级同步带锁紧装置约束其在所述一级主动轮和一级从动轮之间的分布。优选地，所述二级传动机构包括：二级主动轮：设置于所述上层臂基座内且位于一级传动机构的下方，与所述控制机构连接；二级从动轮：设置于所述上层臂基座内，通过二级同步带和所述二级主动轮连接，所述二级从动轮的下面通过二级轴承与所述下层臂基座上表面连接。优选地，所述二级同步带通过二级同步带束紧装置、二级同步带锁紧装置约束其在所述二级主动轮和二级从动轮之间的分布。优选地，所述上层臂基座上安装有中间隔离板，所述二级传动机构安装于所述中间隔离板与上层臂基座组成的空间内.优选地，所述三级传动机构包括：三级主动轮：设置于所述下层臂基座内且位于二级传动机构的下方，与所述控制机构连接；三级从动轮：设置于所述下层臂基座内，通过三级同步带和所述三级主动轮连接，所述三级从动轮的下面通过第三轴承与位于下层臂基座下面的夹爪固定基座连接。优选地，所述三级同步带通过三级同步带束紧装置、三级同步带锁紧装置约束其在所述三级主动轮和三级从动轮之间的分布。优选地，所述控制机构包括：主控机：用于向伺服驱动器发送控制指令；伺服驱动器：接受所述主控机的控制指令，并将该指令转换为驱动信号，分别驱动一级伺服电机、二级伺服电机、三级伺服电机运转，所述伺服驱动器与所述一级伺服电机、二级伺服电机、三级伺服电机、主控机电连接，所述伺服驱动器安装于所述中间隔离板上；一级伺服电机：驱动所述一级传动机构传动，所述一级伺服电机与所述一级主动轮连接；二级伺服电机：驱动所述二级传动机构传动，所述二级伺服电机与所述二级主动轮连接；三级伺服电机：驱动所述三级传动机构传动，所述三级伺服电机与所述三级主动轮连接。优选地，所述二级伺服电机的上端穿过关节基座及一级轴承的中心，所述三级伺服电机的上端穿过上层臂基座及二级轴承的中心。优选地，所述上层臂基座底面对应所述二级主动轮和二级伺服电机的部位安装有上层臂底部密封盖，所述下层臂基座底面对应所述三级主动轮和三级伺服电机的部位安装有下层臂底部密封盖。优选地，所述关节基座上端安装有关节密封盖，所述一级从动轮与一级同步带设置于关节基座与关节密封盖之间的空间，所述上层臂基座上端安装有上层臂密封盖，所述二级传动机构、伺服驱动器均设置于所述上层臂基座与上层臂密封盖之间的空间，所述下层臂基座上端安装有下层臂密封盖，所述三级传动机构设置于下层臂基座与下层臂密封盖之间的空间。采用上述方案后，本技术快速稳定的智能化三关节机械臂具有以下有益效果：1、该机械臂与现有技术相比，其运动速度快，运动稳定性好，控制精度高，工作范围大，是一种高精度的快速智能化机器人产品，广泛应用于小型化产品或零部件的搬运，例如：小型化产品或零部件的货架式作业、电子产品的开放式测试、各种小型零部件的搬运、生化实验室各种小型零部件的搬运、AGV搭载等应用领域的智能化产线改造，可实现轻型电子产品制造过程中的搬运作业、生化实验室的自动作业，人机混合的轻型产品搬运作业、AGV小车协同作业等智能化工作，长期持续运转过程中错误率低，维护时间少，尤其适用于需要人机交互协作的工作场合，可有效保护人员和相关设备的安全，大幅提高工作效率的同时，节省占地面积；2、通过由主控机和伺服驱动器同时控制三台伺服电机协同工作，带动机械臂的三个关节实现快速稳定的大范围水平转动，三个关节内部分别通过一级传动机构、二级传动机构及三级传动机构的大传动比步带轮组实现了各个关节的快速运转；采用同步带束紧装置和同步带锁紧装置增加了同步带与步带轮的接触面积，从而提高了机械臂运动的稳定性和可靠性；3、通过主控机控制伺服驱动器，精确控制一级伺服电机、二级伺服电机及三级伺服电机的转速、加速度、位置、刹车等运动信息，实现了对三个关节运动状态的精确控制，同时在运动控制软件中集成有智能化人机协作程序以及力反馈算法，可在机械臂高速运转的过程中对突然出现的障碍物执行有效的接触缓冲动作，避免对人员和设备造成损伤。附图说明图1为本技术快速稳定的智能化三关节机械臂的立体分解结构示意图一；图2为本技术快速稳定的智能化三关节机械臂的立体分解结构示意图二；图3为本技术快速稳定的智能化三关节机械臂的立体结构示意图。附图标记说明：1第一关节；2关节基座；3一级主动轮；4一级从动轮；5一级同步带；6一级同步带束紧装置；7一级同步带锁紧装置；8上层臂；9上层臂基座；10一级轴承；11一级轴承密封环；12二级主动轮；13二级从动轮；14二级同步带；15二级同步带束紧装置；16二级同步带锁紧装置；17下层臂；18下层臂基座；19二级轴承；20三级主动轮；21三级从动轮；22三级同步带；23三级同步带束紧装置；24三级同步带锁紧装置；25第三轴承；26夹爪固定基座；27主控机；28伺服驱动器；29一级伺服电机；30二级伺服电机；31三级伺服电机；32中间隔离板；33上层臂底部密封盖；34下层臂底部密封盖；35关节密封盖；36上层臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速稳定的智能化三关节机械臂，其特征在于，包括：/n第一关节：包括关节基座，所述关节基座上安装有一级传动机构；/n上层臂：包括上层臂基座，所述上层臂基座与所述一级传动机构连接，所述上层臂基座上安装有二级传动机构；/n下层臂：包括下层臂基座，所述下层臂基座与所述二级传动机构连接，所述下层臂基座上安装有三级传动机构；/n控制机构：分别与所述一级传动机构、二级传动机构及三级传动机构连接，可分别控制一级传动机构、二级传动机构及三级传动机构传动。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速稳定的智能化三关节机械臂，其特征在于，包括：
第一关节：包括关节基座，所述关节基座上安装有一级传动机构；
上层臂：包括上层臂基座，所述上层臂基座与所述一级传动机构连接，所述上层臂基座上安装有二级传动机构；
下层臂：包括下层臂基座，所述下层臂基座与所述二级传动机构连接，所述下层臂基座上安装有三级传动机构；
控制机构：分别与所述一级传动机构、二级传动机构及三级传动机构连接，可分别控制一级传动机构、二级传动机构及三级传动机构传动。


2.根据权利要求1所述的快速稳定的智能化三关节机械臂，其特征在于，所述一级传动机构包括：
一级主动轮：与所述控制机构连接；
一级从动轮：设置于所述关节基座内，通过一级同步带和所述一级主动轮连接，所述一级从动轮下面通过一级轴承及一级轴承密封环与所述上层臂基座的上表面连接。


3.根据权利要求2所述的快速稳定的智能化三关节机械臂，其特征在于，所述一级同步带通过一级同步带束紧装置、一级同步带锁紧装置约束其在所述一级主动轮和一级从动轮之间的分布。


4.根据权利要求2所述的快速稳定的智能化三关节机械臂，其特征在于，所述二级传动机构包括：
二级主动轮：设置于所述上层臂基座内且位于一级传动机构的下方，与所述控制机构连接；
二级从动轮：设置于所述上层臂基座内，通过二级同步带和所述二级主动轮连接，所述二级从动轮的下面通过二级轴承与所述下层臂基座上表面连接。


5.根据权利要求4所述的快速稳定的智能化三关节机械臂，其特征在于，所述二级同步带通过二级同步带束紧装置、二级同步带锁紧装置约束其在所述二级主动轮和二级从动轮之间的分布。


6.根据权利要求5所述的快速稳定的智能化三关节机械臂，其特征在于，所述上层臂基座上安装有中间隔离板，所述二级传动机构安装于所述中间隔离板与上层臂基座组成的空间内。


7.根据权利要求6所述的快速稳定的智能化三关节机械臂，其特征在于，所述三级传动机构包括：
三级主动轮：设置于所述下层臂基座内且位于二级传动机构的下方，与所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：何瑞，刘丹，杨奇儒，郭梅，吕兵，张延，
申请(专利权)人：昀智科技北京有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11