一種基於編碼器的機械手控制系統的製作方法

2024-01-19 21:56:15 4

本實用新型涉及一種機械手控制系統，特別是一種基於編碼器的機械手控制系統。

背景技術：

機械手控制系統，常規的機械手對於定位的精度控制，都是採用伺服電機控制系統。但是，由於伺服電機價格比較貴，並且需要配套的伺服電機控制器，以及機械手控制板卡。伺服電機機械手控制系統採用運動控制板卡，對機械手控制編程需要一定的編程能力，在實際使用中存在一定的限制。

技術實現要素：

本實用新型要解決的問題在於提供一種更為簡單、易使用，可調整性高的機械手控制系統。

為解決上述問題，本實用新型提供了一種基於編碼器的機械手控制系統，包括底座，在底座上固定設有垂直立柱，在垂直立柱內設有能旋轉的垂直絲杆，垂直絲杆的兩端通過軸承座固定於垂直立柱上。所述垂直絲杆上套設有能沿垂直絲杆上下移動的水平橫柱，水平橫柱上設有與垂直絲杆的螺紋相配合的螺紋孔。在垂直絲杆的底部設有驅動垂直絲杆旋轉的驅動裝置，當旋轉垂直絲杆的時候，使得水平橫柱上下移動。在驅動裝置上設有垂直旋轉編碼器用來檢測垂直絲杆的旋轉量。

水平橫柱內設有能旋轉的水平絲杆，水平絲杆的兩端通過軸承座固定於水平橫柱上，所述水平絲杆上套設有能沿水平絲杆軸向移動的機械手。機械手內設有與水平絲杆相配合的螺紋孔，當旋轉水平絲杆的時候，使得機械手左右移動。所述水平絲杆的一端設有水平電機，用來驅動水平絲杆旋轉。所述水平電機上設有水平旋轉編碼器，用來檢測水平絲杆的旋轉量。

作為本實用新型的進一步改進，所述驅動裝置包括垂直電機，所述垂直電機固定於底座上部，倒立布置，垂直電機的輸出軸上設有主動輪，垂直絲杆的底部設有從動輪，主動輪通過皮帶與從動輪聯接。

作為本實用新型的進一步改進，為了進一步增強水平橫柱移動的穩定性和平滑性，在水平橫柱上設有水平軌道，在機械手上設有與水平軌道相對應的水平凹槽，使機械手能嵌合在水平軌道上並隨水平絲杆的旋轉而左右移動。

作為本實用新型的進一步改進，為了進一步增強機械手左右移動的穩定性和平滑性，在垂直立柱上設有垂直軌道，所述水平橫柱上設有與垂直軌道相對應的垂直凹槽，使水平橫柱能嵌合在垂直軌道上並隨垂直絲杆的旋轉而上下移動。

作為本實用新型的進一步改進，所述垂直旋轉編碼器和水平旋轉編碼器均為增量型旋轉編碼器。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型採用編碼器脈衝信號採集，通過各絲杆每一圈對應的脈衝數量來計算旋轉角度，能精確的完成位置定位控制。且價格便宜、精度高，替代了價格昂貴的伺服系統。同時，編碼器可以通過外接常規的控制儀表，來控制調速電機進行定位，移動，旋轉等機械手運動。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

參閱圖1，本實用新型提供了一種基於編碼器的機械手控制系統，本實施例包括底座1，在底座1上固定設有垂直立柱2，在垂直立柱2內設有能旋轉的垂直絲杆21，垂直絲杆21的兩端通過軸承座固定於垂直立柱2上，軸承座可以採用滾動軸承座。所述垂直絲杆21上套設有能沿垂直絲杆21上下移動的水平橫柱3，水平橫柱3上設有與垂直絲杆21的螺紋相配合的螺紋孔。在垂直絲杆21的底部設有驅動垂直絲杆21旋轉的驅動裝置，當旋轉垂直絲杆21的時候，使得水平橫柱3上下移動。在驅動裝置上設有垂直旋轉編碼器43用來檢測垂直絲杆21的旋轉量。所述垂直旋轉編碼器43為增量型旋轉編碼器。

水平橫柱3內設有能旋轉的水平絲杆31，水平絲杆31的兩端通過軸承座固定於水平橫柱3上，所述水平絲杆31上套設有能沿水平絲杆31軸向移動的機械手32。機械手32內設有與水平絲杆31相配合的螺紋孔，當旋轉水平絲杆31的時候，使得機械手32左右移動。所述水平絲杆31的一端設有水平電機33，用來驅動水平絲杆31旋轉。該水平電機33上設有水平旋轉編碼器34，水平旋轉編碼器34採用增量型旋轉編碼器，用來檢測水平絲杆31的旋轉量，然後反饋給控制系統。

本實施例中，所述驅動裝置包括垂直電機4，所述垂直電機4固定於底座1上部，並倒立布置，垂直電機4的輸出軸上設有主動輪41，垂直絲杆21的底部設有從動輪42，主動輪41通過皮帶44與從動輪42聯接。同時將主動輪41、從動輪42和皮帶44均置於底座1內，起到保護作用。

為了進一步增強水平橫柱3移動的穩定性和平滑性，在水平橫柱3上設有水平軌道，在機械手32上設有與水平軌道相對應的水平凹槽，使機械手32能嵌合在水平軌道上並隨水平絲杆31的旋轉而左右移動。

同理，為了進一步增強機械手32左右移動的穩定性和平滑性，在垂直立柱2上設有垂直軌道，所述水平橫柱3上設有與垂直軌道相對應的垂直凹槽，使水平橫柱3能嵌合在垂直軌道上並隨垂直絲杆21的旋轉而上下移動。

使用的時候，然後根據需要驅動水平電機33、垂直電機4，垂直電機4的輸出軸上裝配有主動輪41，通皮帶44驅動從動輪43，從動輪43與垂直絲杆21相聯接，通過驅動垂直電機4，則相應驅動垂直絲杆21旋轉，垂直絲杆21與水平橫柱3為絲杆螺母聯接，當垂直絲杆21旋轉的時候，相應的水平橫柱3會上下移動。通過垂直旋轉編碼器43可以測得垂直絲杆21的旋轉量，從而得出水平橫柱3的移動位置。同理，水平橫柱3通過其左側的水平電機33驅動，通過水平旋轉編碼器34測得水平絲杆31的旋轉量，從而得出機械手32的移動距離。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型採用編碼器脈衝信號採集，通過各絲杆每一圈對應的脈衝數量來計算旋轉角度，能精確的完成位置定位控制。且價格便宜、精度高，替代了價格昂貴的伺服系統。同時，編碼器可以通過外接常規的控制儀表，來控制調速電機進行定位，移動，旋轉等機械手運動。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。