[發明專利]一種模塊化輕量化機械臂運動平臺

在審

• 申請號: 201911016095.5
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110682276A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 甄冬;江帆;張浩;孟召宗;師占群
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B25J9/02
• 分類號: B25J9/02;B25J9/08;B25J9/12;B25J13/08
• 代理公司: 12210 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張國榮

本發明公開了一種模塊化輕量化機械臂運動平臺，該運動平臺由X方向運動模塊、Y方向運動模塊、Z方向運動模塊構成，X方向運動模塊、Y方向運動模塊、Z方向運動模塊三個運動模塊結構相同，X方向運動模塊與Y方向運動模塊共面且呈90°夾角裝配在一起，Z方向運動模塊與X方向運動模塊與Y方向運動模塊所構成的面垂直且Y方向運動模塊的一端安裝在Z方向運動模塊上，X方向運動模塊與Y方向運動模塊所構成的面可沿Z方向運動模塊上、下移動；該運動平臺通過結構上的設計、傳感器反饋以及對電機的控制來實現單人組裝、控制機械臂，能夠極大的減少人員的勞動量，增加勞動效率，并且減少了操作的難度，增加系統準確性和可靠性。

技術領域

本發明涉及機械臂控制技術領域，具體是一種模塊化輕量化機械臂運動平臺。

背景技術

機械臂是一種用來代替人們勞動的重要工具，它能夠代替人們在危險的環境下進行工作，并不受危險環境的危害，同時它能夠提高加工精度，減少因人員因疲勞造成的損失。現階段大部工作都需要人員手動進行，人員會產生疲勞，危險環境也無處不在，因此機械臂正在成為不可或缺的重要工具。現階段，機械臂的模塊化程度不高，需要對機械臂的每一個部件進行單獨制造，這樣加大了制造難度的同時，降低了可靠性，增大了成本。不僅如此，機械臂設計的很復雜，造成機械臂重量很大，在一些特殊情況無法使用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種模塊化輕量化機械臂運動平臺。該運動平臺通過結構上的設計、傳感器反饋以及對電機的控制來實現單人組裝、控制機械臂，能夠極大的減少人員的勞動量，增加勞動效率，并且減少了操作的難度，增加系統準確性和可靠性。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，提供一種模塊化輕量化機械臂運動平臺，其特征在于，該運動平臺由X方向運動模塊、Y方向運動模塊、Z方向運動模塊構成，X方向運動模塊、Y方向運動模塊、Z方向運動模塊三個運動模塊結構相同，X方向運動模塊與Y方向運動模塊共面且呈90°夾角裝配在一起，Z方向運動模塊與X方向運動模塊與Y方向運動模塊所構成的面垂直且Y方向運動模塊的一端安裝在Z方向運動模塊上，X方向運動模塊與Y方向運動模塊所構成的面可沿Z方向運動模塊上、下移動；

所述Y方向運動模塊是由帶墊片螺母、帶鍵槽直齒輪、帶齒輪伺服電機、螺桿架、菱形軸承座、小型紅外測距儀、滑塊、滑塊螺桿套、螺桿組成；

螺桿架為兩端帶垂直向上側邊的、近似“U”型的板狀，兩個垂直側邊上設置有螺桿架安裝孔且其中部豎直向下開有位置相對的一號豁口和二號豁口，中間部分為中部開有槽道的板材，滑塊的底面為中部凸起、兩側內凹的結構，中間凸起的部分與螺桿架中間部位上的槽道尺寸相匹配；

滑塊的中間設置有通孔，側面上設置有螺紋孔，螺桿通過滑塊螺桿套安裝在通孔內，其它運動模塊或機械臂通過螺釘固定在螺紋孔所在的側面上；

所述螺桿為階梯桿，從左到右依次為一號桿段、二號桿段、三號桿段、四號桿段，其中，一號桿段的直徑最小，二號桿段的直徑較一號桿段的直徑大，三號桿段的直徑較二號桿段的直徑大，二號桿段的直徑與四號桿段的直徑相同；三號桿段的表面設置有螺紋，該螺紋與滑塊螺桿套的內螺紋相匹配；一號桿段的末端外周設置有螺紋，用來安裝帶墊片螺母，一號桿段無螺紋部分開有鍵槽，用于放置雙頭圓鍵，帶鍵槽直齒輪通過雙頭圓鍵和帶墊片螺母固定在一號桿段的帶鍵槽部分上；

安裝在滑塊內部的滑塊螺桿套套裝在螺桿的三號桿段上，四號桿段通過一個菱形軸承座固定在螺桿架一側的螺桿架安裝孔的內側上；二號桿段依次穿過一個菱形軸承座、二號豁口，該菱形軸承座通過螺釘固定在該側的螺桿架安裝孔內側上，二號桿段的末端銜接的一號桿段上安裝有帶鍵槽直齒輪，帶鍵槽直齒輪與帶齒輪伺服電機的輸出端的齒輪嚙合，帶齒輪伺服電機通過螺釘固定在該側的螺桿架安裝孔的外側；小型紅外測距儀通過螺栓固定在螺桿架的中間槽道靠近帶齒輪伺服電機一側的末端，其測量頭正對滑塊；