一種教學用六自由度機械手裝置的製作方法

2023-10-09 23:11:59 2

專利名稱：一種教學用六自由度機械手裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械手，特別地，涉及一種教學用六自由度機械手裝置。
背景技術：
六自由度機械手相關關鍵技術得到了較為深入的研究，六自由度機械手已經廣泛的應用於工業、農業等領域。根據具體用途的不同，六自由度機械手會有不同的表徵形式。目前，工業領域用於焊接、裝配等工藝的六自由度機械手精度高、價格昂貴。同樣，用於農業領域的果實採摘等六自由度機械手，也具有精度高、價格昂貴的特點，不適合 作為教學使用。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種結構簡單、價格低廉的教學用六自由度機械手裝置，為學生提供原理清楚、簡單直觀的教學教具。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種教學用六自由度機械手裝置，包括底座、中心小直齒輪、諧波減速機構、主旋轉驅動電機、中心大直齒輪、z軸升降主體、升降電機、旋轉節點驅動電機、臂部伸縮結構、腕部旋轉結構、腕部擺動機構和末端執行器，所述中心小直齒輪和中心大直齒輪安裝在所述底座上；所述諧波減速機構安裝在所述中心小直齒輪上；所述主旋轉驅動電機安裝在所述諧波減速機構上；所述中心大直齒輪與所述中心小直齒輪相互配合；所述z軸升降主體安裝在所述中心大直齒輪上；所述升降電機安裝在所述z軸升降主體上；所述旋轉節點驅動電機安裝在所述升降電機上，並且與所述臂部伸縮結構相聯結；所述臂部伸縮結構、腕部旋轉結構、腕部擺動機構和末端執行器依次相聯結。本實用新型是一種六自由度機械手裝置，包括機械本體單元、伺服驅動單元、計算機控制單元、傳感和通信單元組成。所述機械本體單元包括基座、臂部、腕部和末端執行器。所述基座起支撐作用。所述臂部聯接所述基座和所述手腕，所述腕部聯接所述臂部和所述末端執行器，共同實現所述末端執行器空間姿態的改變。所述末端執行器也稱為手抓或手部，是機械手的作業工具。所述伺服驅動單元用於驅動所述機械本體單元處的關節，包括伺服電機和減速機構。所述伺服電機用於提供驅動轉速和驅動力矩；所述減速機構用於降低伺服電機的驅動速度，實現所述伺服電機與負載之間的轉速和轉矩匹配。所述計算機控制單元用於測量和控制所述伺服電機轉速等參數，確定機械手的空間位置；所述傳感和通信單元用於提供所述六自由度機械手裝置的傳感檢測。進一步地，所述基座包括底座、中心小直齒輪、諧波減速機構、主旋轉驅動電機、中心大直齒輪4軸升降主體和升降電機。所述中心小直齒輪安裝在所述底座上，所述諧波減速機構安裝在所述中心小直齒輪軸上，所述主旋轉驅動電機安裝在所述諧波減速機構上。所述中心大直齒輪安裝在所述底座上，與所述中心小直齒輪相互配合。所述z軸升降主體安裝在所述中心大直齒輪上，所述升降電機安裝在所述z軸升降主體上。進一步地，所述臂部包括旋轉節點驅動電機和臂部伸縮結構。所述旋轉節點驅動電機與所述臂部伸縮機構相聯結，同時，與所述基座相聯結。所述臂部伸縮機構實現所述六自由度機械手裝置臂部的伸縮。進一步地，所述腕部包括腕部旋轉結構和腕部擺動機構。所述腕部旋轉結構與所述臂部伸縮機構相聯結，同時，與所述腕部擺動機構相聯結。所述腕部擺動機構實現所述六自由度機械手裝置的擺動。進一步地，所述末端執行器安裝在所述腕部擺動機構上，包括兩個手指，通過所述手指的開、合動作實現對物體的夾持。

圖I為本實用新型機械結構示意圖。附圖標記說明I-底座；2_中心小直齒輪；3_諧波減速機構；4_主旋轉驅動電機；5_中心大直齒輪；6-z軸升降主體；7_升降電機；8_旋轉節點驅動電機；9_臂部伸縮結構；10_腕部旋轉 結構；11_腕部擺動機構；12_末端執行器。
具體實施方式
下面通過附圖和實例，對本實用新型做進一步的詳細描述。如圖I所示，本實用新型包括底座1，中心小直齒輪2，諧波減速機構3，主旋轉驅動電機4，中心大直齒輪5，z軸升降主體6，升降電機7，旋轉節點驅動電機8，臂部伸縮結構9，腕部旋轉結構10，腕部擺動機構11和末端執行器12。進一步地，所述中心小直齒輪2安裝在所述底座I上；所述諧波減速機構3安裝在所述中心小直齒輪2上；所述主旋轉驅動電機4安裝在所述諧波減速機構3上；所述中心大直齒輪5安裝在所述底座I上，並且與所述中心小直齒輪2相互配合；所述z軸升降主體6安裝在所述中心大直齒輪5上；所述升降電機7安裝在所述z軸升降主體6上；所述旋轉節點驅動電機8安裝在所述升降電機7，並且與所述臂部伸縮結構9相聯結；所述腕部旋轉結構10與所述臂部伸縮結構9相聯結；所述腕部擺動機構11與所述腕部旋轉結構10相聯結；所述末端執行器12與所述腕部擺動機構11相聯結。
權利要求1. 一種教學用六自由度機械手裝置，其特徵在於，包括底座、中心小直齒輪、諧波減速機構、主旋轉驅動電機、中心大直齒輪4軸升降主體、升降電機、旋轉節點驅動電機、臂部伸縮結構、腕部旋轉結構、腕部擺動機構和末端執行器，所述中心小直齒輪和中心大直齒輪安裝在所述底座上；所述諧波減速機構安裝在所述中心小直齒輪上；所述主旋轉驅動電機安裝在所述諧波減速機構上；所述中心大直齒輪與所述中心小直齒輪相互配合；所述Z軸升降主體安裝在所述中心大直齒輪上；所述升降電機安裝在所述Z軸升降主體上；所述旋轉節點驅動電機安裝在所述升降電機上，並且與所述臂部伸縮結構相聯結；所述臂部伸縮結構、腕部旋轉結構、腕部擺動機構和末端執行器依次相聯結。·
專利摘要本實用新型涉及一種教學用六自由度機械手裝置，該裝置包括底座，中心小直齒輪，諧波減速機構，主旋轉驅動電機，中心大直齒輪，z軸升降主體，升降電機，旋轉節點驅動電機，臂部伸縮結構，腕部旋轉結構，腕部擺動機構和末端執行器。該裝置具有結構簡單、價格低廉等特點，適合用於教學。
文檔編號B25J9/00GK202702239SQ201220388149
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者趙穎, 孫群, 趙棟傑 申請人:聊城大學