[實(shí)用新型]一種控制機(jī)械臂開(kāi)合的控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820053945.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208497000U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王榮軍;蔣海明;張晶;任中楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華志微創(chuàng)醫(yī)療科技（北京）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/16
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 李芙蓉;馮建基

本實(shí)用新型涉及一種控制機(jī)械臂開(kāi)合的控制系統(tǒng)，包括：離合器控制板，信號(hào)輸出端與至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)繼電器通信連接，并通過(guò)該驅(qū)動(dòng)繼電器與對(duì)應(yīng)的離合器通信連接，形成對(duì)離合器吸合或松開(kāi)的控制，并通過(guò)該離合器控制相對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)的鎖緊或松開(kāi)；按鍵操作板，信號(hào)輸出端與所述離合器控制板信號(hào)輸入端數(shù)據(jù)通信連接；上位機(jī)，所述離合器控制板狀態(tài)數(shù)據(jù)輸出端與上位機(jī)數(shù)據(jù)接收端數(shù)據(jù)通信連接，通過(guò)上位機(jī)形成對(duì)機(jī)械臂的位置狀態(tài)、各關(guān)節(jié)的松開(kāi)狀態(tài)或吸合狀態(tài)的監(jiān)控。所述控制系統(tǒng)中上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械臂位置狀態(tài)，當(dāng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)速度超過(guò)設(shè)定值，或到達(dá)限位開(kāi)關(guān)臨界值時(shí)，主動(dòng)斷開(kāi)受保護(hù)的機(jī)械關(guān)節(jié)離合器，保護(hù)機(jī)械臂不受碰撞，操作簡(jiǎn)便直觀，快速安全可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制機(jī)械臂開(kāi)合的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

機(jī)械臂是指高精度，高速點(diǎn)膠機(jī)器手，機(jī)械臂是一個(gè)多輸入多輸出、高度非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)。因其獨(dú)特的操作靈活性，已在工業(yè)裝配，安全防爆等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

機(jī)器人系統(tǒng)是由視覺(jué)傳感器、機(jī)械臂系統(tǒng)及主控計(jì)算機(jī)組成，其中機(jī)械臂系統(tǒng)又包括模塊化機(jī)械臂和靈巧手(機(jī)械手)兩部分。

近年來(lái)，隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用高速、高精度、高負(fù)載自重比的機(jī)器人結(jié)構(gòu)受到工業(yè)和航空航天領(lǐng)域的關(guān)注。由于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)節(jié)和連桿的柔性效應(yīng)的增加，使結(jié)構(gòu)發(fā)生變形從而使任務(wù)執(zhí)行的精度降低。

機(jī)械臂的開(kāi)合控制主要通過(guò)電磁離合器的通斷電來(lái)控制；多關(guān)節(jié)的機(jī)械臂，分別通過(guò)多路繼電器切換達(dá)到控制的目的。目前的被動(dòng)式機(jī)械臂一般都不帶保護(hù)裝置，在沒(méi)有人工手扶保護(hù)時(shí)，誤操作容易出現(xiàn)機(jī)械臂關(guān)節(jié)松動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生掉臂現(xiàn)象。

其中，關(guān)節(jié)式機(jī)械臂是一種適用于靠近機(jī)體操作的傳動(dòng)形式。

它像人手一樣有肘關(guān)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度，動(dòng)作比較靈活，適于在狹窄空間工作。早在20世紀(jì)40年代，關(guān)節(jié)式機(jī)械臂就在原子能工業(yè)中得到應(yīng)用，隨后又應(yīng)用于開(kāi)發(fā)海洋，有一定的發(fā)展前途。

關(guān)節(jié)式機(jī)械臂有大臂與小臂擺動(dòng)，以及肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。

關(guān)節(jié)機(jī)械臂主要是控制機(jī)械臂縱向旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)上下縱向運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑大，容易產(chǎn)生誤操作，在沒(méi)有外力保護(hù)的情況下，產(chǎn)生自由跌落而發(fā)生碰撞。

對(duì)于機(jī)械臂控制，目前國(guó)內(nèi)主要存在如下專(zhuān)利文獻(xiàn)：

公開(kāi)號(hào)為CN107297738A的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)提供一種機(jī)械臂控制系統(tǒng)，所述機(jī)械臂控制系統(tǒng)包括：肩部裝置、大臂裝置、小臂裝置和手指裝置；肩部裝置包括：背部板、肩帶和第一液壓缸；大臂裝置包括：第二肩部連接板、大臂桿和第一氣缸；第一氣缸拉伸或縮進(jìn)時(shí)，帶動(dòng)連接桿圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；小臂裝置包括：小臂連接桿、固定套、觸碰環(huán)、傳感器固定座、旋轉(zhuǎn)片、第二氣缸固定座、第二氣缸、第一傳感器和手掌部；手掌部通過(guò)手掌連接座與第二氣缸固定座相連接，用于使用者手部插接入手掌部；手指裝置包括：旋轉(zhuǎn)軸承、控制桿、第一手指單元、扎線連接桿、第二傳感器和第一扎線；當(dāng)?shù)诙跉飧走\(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)第二氣缸桿運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)第一扎線第一手指單元繞第一連桿固定軸的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，該專(zhuān)利所提供的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種控制機(jī)械臂開(kāi)合的控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有機(jī)械臂控制過(guò)程中缺乏對(duì)機(jī)械臂保護(hù)的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的一種控制機(jī)械臂開(kāi)合的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)中上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械臂位置狀態(tài)，當(dāng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)速度超過(guò)設(shè)定值，或到達(dá)限位開(kāi)關(guān)臨界值時(shí)，主動(dòng)斷開(kāi)受保護(hù)的機(jī)械關(guān)節(jié)離合器，保護(hù)機(jī)械臂不受碰撞，操作簡(jiǎn)便直觀，快速安全可靠。

具體地，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：