[发明专利]仿生多关节搬运机械手臂

说明书

技术领域

本发明涉及一种搬运机械，具体涉及一种仿生多关节搬运机械手臂。

背景技术

机械手臂是在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事以及太空探索等领域都得到广泛实际应用的自动化机械装置。尽管现有技术中的机械手臂的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维或二维空间的某一点上进行作业。

根据结构形式的不同，机械手臂分为多关节机械手臂、直角坐标系机械手臂、球坐标系机械手臂、极坐标机械手臂和柱坐标机械手臂等。多关节机械手臂通过三个主自由度与执行终端加装的X轴向转动机构和Y轴向转动机构可以到达空间内的任何坐标点。

上述几种机械手臂的控制方式多为计算机编程控制或图像识别控制。计算机编程控制方式只能按照事先编好的程序进行单一的点对点或多点位的重复工作。图像识别控制方式是利用摄像机对被拾取物进行数字化处理，找出特征点，控制系统在判断后，控制机械手臂完成工作。采用上述两种控制方式的机械手臂动作轨迹固定、死板，编程复杂，控制系统处理数据多，控制操作复杂。

由于我国的三维机械手技术发展的不够成熟，有些企业采取进口三维机械手来替代人工操作。然而，进口三维机械手较为昂贵，而且只能完成某些铸造件的特定打磨工序，多为非标定制设备，导致了其加工产品的单一化。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种动作轨迹多变、控制操作简单的仿生多关节搬运机械手臂。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种仿生多关节搬运机械手臂，包括抓取机构、前臂、后臂、基座、第一伺服缸、第二伺服缸和人体模拟采样控制器，所述抓取机构、所述前臂、所述后臂、所述基座从前都后依次铰接，所述第一伺服缸铰接于所述前臂与所述后臂之间，所述第二伺服缸铰接于所述后臂与所述基座之间，所述抓取机构、所述第一伺服缸、所述第二伺服缸均与所述人体模拟采样控制器电连接。

所述人体模拟采样控制器包括从前到后依次连接的抓取采样控制结构、手部关节采样控制结构、模拟前臂、第一关节采样控制结构、模拟后臂、第二关节采样控制结构、基座旋转采样控制结构、控制基座以及设置于控制基座内的控制电路系统，所述手部关节采样控制结构、所述第一关节采样控制结构、所述第二关节采样控制结构、所述基座旋转采样控制结构均设置有用于采样位置信号并将该位置信号传送给控制电路系统的旋转编码器。

所述第一伺服缸、所述第二伺服缸均由伺服电机和与该伺服电机连接的丝杠机构构成。

本发明的有益效果是：本发明的人体模拟采样控制器配合人体的肢体动作控制机械手臂作相应动作来完成搬运工作，本发明采用了仿生学原理。本发明的独特的控制方式使得本发明的机械手臂动作轨迹多变，作业灵活，同时其控制操作简单、直观，更易于上手，通过使用本发明可以有效节约劳动力，提高工作效率。本发明可以代替员工在有毒、高辐射、高危险工作环境中作业，使员工的健康、人身安全得到有效保证，解决了企业因为工作环境恶劣而导致的用工荒。本发明可替代现有的昂贵的进口数控三维机械手，有效节约了生产成本。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的A部的局部放大结构示意图。

在图中：1-抓取机构；2-前臂；3-后臂；4-基座；5-第一伺服缸；6-第二伺服缸；7-人体模拟采样控制器；8-抓取采样控制结构；9-手部关节采样控制器结构；10-第一关节采样控制结构；11-第二关节采样控制结构；12-基座旋转采样控制结构；13-控制基座；14-模拟前臂；15-模拟后臂。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作详细描述。

如图1所示，一种仿生多关节搬运机械手臂，包括抓取机构1、前臂2、后臂3、基座4、第一伺服缸5、第二伺服缸6、人体模拟采样控制器7，抓取机构1、前臂2、后臂3、基座4从前都后依次铰接，第一伺服缸5铰接于前臂2与后臂3之间，第二伺服缸6铰接于后臂3与基座4之间，抓取机构1、第一伺服缸5、第二伺服缸6均与人体模拟采样控制器7电连接。