專利名稱：智能移動機械手的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能機械設備領域，具體涉及智能移動機械手。
背景技術：
所謂移動機械手，就是將機械手安裝在移動平臺之上。這種結構使機械手擁有幾乎無限大的操作空間和高度的運動冗余性，并同時具有移動和操作功能，這使它優(yōu)于移動機器人和傳統(tǒng)的機械手，因此在危險作業(yè)、制造業(yè)、服務業(yè)等具有廣闊的應用前景。但由于結構復雜、強耦合、非線性、非完整性等問題的存在，都使得對移動機械手的研究具有相當的挑戰(zhàn)性。近年來，對移動機械手的控制策略、運動規(guī)劃等方面的研究已越來越受到國內外的重視，并已經取得了一些有價值的研究成果。我國在這方面起步較晚，研究多集中在理論方面，目前還停留在仿真階段。因此，設計制造一個實際的移動機械手平臺，無論在理論上還是實踐上都是非常有意義的。隨著社會生產不斷進步和人們生活節(jié)奏不斷加快，人們對生產效率也不斷提出新要求。由于微電子技術和計算軟、硬件技術的迅猛發(fā)展和現(xiàn)代控制理論的不斷完善，使機械手技術快速發(fā)展，其中氣動機械手系統(tǒng)由于其介質來源簡便以及不污染環(huán)境、組件價格低廉、維修方便和系統(tǒng)安全可靠等特點，已滲透到工業(yè)領域的各個部門，在工業(yè)發(fā)展中占有重要地位。主要作用是完成機械部件的搬運工作，能放置在各種不同的生產線或物流流水線中，使零件搬運、貨物運輸更快捷、便利。但由于機械手在實際操作中所實施的場所環(huán)境不同，其要求的機械手各方面性能會不一樣，機械手實施在生產線或者是物流流水線中，對機械手的要求不僅要滿足其對物品的夾持性和穩(wěn)定性，同時還要滿足其活動性和靈活性，特別是面對工序繁多的生產線，需要配置多臺機械手來實現(xiàn)某一同樣動作，靈活性不強?，F(xiàn)本發(fā)明人研究出一種能夠使用在生產線或者物流流水線等工作場所的智能移動機械手，能同時滿足以上的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是解決上缺陷，提供一種智能移動機械手，其能夠通過智能控制，實現(xiàn)自由靈活移動，其關節(jié)靈活可靠，活動性強，能適應各種工序要求繁多的生產線。本發(fā)明的目的是通過以下方式來實現(xiàn)的:智能移動機械手，由移動平臺、智能控制裝置、智能關節(jié)、位置檢測裝置和監(jiān)控裝置構成，智能控制裝置安裝在移動平臺內，該移動平臺表面設有立式固定的安裝支架，該智能關節(jié)、位置檢測裝置和監(jiān)控裝置均固定在安裝支架上，該智能關節(jié)為具有五個自由度，該五個自由度分別是手關節(jié)、腕關節(jié)、肘關節(jié)、肩關節(jié)和升降關節(jié)，該手關節(jié)、腕關節(jié)、肘關節(jié)和肩關節(jié)可繞軸方向轉動。作為優(yōu)選地，該移動平臺為輪式移動平臺，由對稱分布的3個以上的偏心方向輪構成該輪式移動平臺，移動平臺具有前后、左右和自轉3個自由度，輪式移動平臺因其控制簡單，運動穩(wěn)定等特點。該移動平臺也可為足式或者履帶式。
作為優(yōu)選地，該智能控制裝置由PLC程序控制，采用氣壓傳動方式，來實現(xiàn)執(zhí)行機構的相應部位發(fā)生規(guī)定要求的，有順序，有運動軌跡，有一定速度和時間的動作。作為優(yōu)選地，該安裝支架側面設有直線導軌，使該升降關節(jié)能在該直線導軌表面上下垂直運動。作為優(yōu)選地，在該安裝支架頂端設有攝像機，攝像機的主機安裝在移動平臺內部。作為優(yōu)選地，在該安裝支架后端設有顯示器，用于操作者通過該顯示器直觀地分析數據，從而做出相關操作指令。所述監(jiān)控裝置按其智能控制裝置的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。位置檢測裝置隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給智能控制裝置，并與設定的位置進行比較，然后通過智能控制裝置進行調整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度達到設定位置。所述的執(zhí)行機構為移動平臺和智能關節(jié)，智能關節(jié)的末端可分為夾持式和吸附式，用于物品的抓取。機械手控制結束后，機械手的智能關節(jié)收斂于直線導軌前端，該狀態(tài)也是控制開始時的初始狀態(tài)。本發(fā)明所產生的有益效果是:智能移動機械手，設置有五個自由度的智能關節(jié)，除升降關節(jié)外每個關節(jié)可繞軸方向轉動，升降關節(jié)可沿直線導軌上下運動，從而增加了該智能關節(jié)的靈活性和可靠性，能適應各種要求工序繁鎖的生產線，同時，其關節(jié)的增多使該機械手工作效率提高，靈活便捷地解決了生產線上其它更細致的問題，解決了傳統(tǒng)機械手只能實現(xiàn)同一個循環(huán)動作的問題，減少一些不必要的設備投入。該機械手為智能控制，配合其移動平臺，實現(xiàn)其位移，可以通過智能控制進行操作，從而使機械手以一定的精度達到設定位置，可以及時調動至生產線上的其它位置進行工作。


圖1為本發(fā)明智能移動機械手的整體結構示意圖；圖2為本發(fā)明智能移動機械手的智能關節(jié)的初始狀態(tài)示意圖；圖中虛線為各關節(jié)軸的方向，I移動平臺，2安裝支架，3手關節(jié)，4腕關節(jié)，5肘關節(jié)，6肩關節(jié)，7升降關節(jié)，8攝像機，9顯示器。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述。本實施例，參照圖1和圖2，智能移動機械手，由移動平臺1、智能控制裝置、智能關節(jié)、位置檢測裝置和監(jiān)控裝置構成，智能控制裝置安裝在移動平臺I內，該移動平臺I表面設有立式固定的安裝支架2，該智能關節(jié)、位置檢測裝置和監(jiān)控裝置均固定在安裝支架2上，該智能關節(jié)為具有五個自由度，該五個自由度分別是手關節(jié)3、腕關節(jié)4、肘關節(jié)5、肩關節(jié)6和升降關節(jié)7，該手關節(jié)3、腕關節(jié)4、肘關節(jié)5和肩關節(jié)6可繞軸方向轉動。該安裝支架2側面設有直線導軌，使該升降關節(jié)7能在該直線導軌表面上下垂直運動，在該安裝支架2頂端設有攝像機8，在該安裝支架2后端設有顯示器9，用于操作者通過該顯示器9直觀地分析數據，從而做出相關操作指令，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即可從該顯示器9發(fā)出報
警信號。其中，該移動平臺I為輪式移動平臺1，由對稱分布的3個以上的偏心方向輪構成該輪式移動平臺1，移動平臺I具有前后、左右和自轉3個自由度，輪式移動平臺I因其控制簡單，運動穩(wěn)定等特點。該智能控制裝置由PLC程序控制，采用氣壓傳動方式，來實現(xiàn)執(zhí)行機構的相應部位發(fā)生規(guī)定要求的，有順序，有運動軌跡，有一定速度和時間的動作，所述的執(zhí)行機構為移動平臺I和智能關節(jié)。智能移動機械手，設置有五個自由度的智能關節(jié)，除升降關節(jié)7外每個關節(jié)可繞軸方向轉動，升降關節(jié)7可沿直線導軌上下運動，從而增加了該智能關節(jié)的靈活性和可靠性，能適應各種要求工序繁鎖的生產線，同時，其關節(jié)的增多使該機械手工作效率提高，靈活便捷地解決了生產線上其它更細致的問題，解決了傳統(tǒng)機械手只能實現(xiàn)同一個循環(huán)動作的問題，減少一些不必要的設備投入。而且，該機械手為智能控制，配合其移動平臺1，實現(xiàn)其位移，可以通過智能控制進行操作，從而使機械手以一定的精度達到設定位置，從而可以及時調動至生產線上的其它位置進行工作，位置檢測裝置隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給智能控制裝置，并與設定的位置進行比較，然后通過智能控制裝置進行調整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度達到設定位置，如圖2所述，機械手控制結束后，機械手的智能關節(jié)收斂于直線導軌前端，該狀態(tài)也是控制開始時的初始狀態(tài)。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施例對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.智能移動機械手，由移動平臺、智能控制裝置、智能關節(jié)、位置檢測裝置和監(jiān)控裝置構成，該移動平臺表面設有立式固定的安裝支架，該智能關節(jié)、位置檢測裝置和監(jiān)控裝置均固定在安裝支架上，其特征在于:該智能關節(jié)為具有五個自由度，該五個自由度分別是手關節(jié)、腕關節(jié)、肘關節(jié)、肩關節(jié)和升降關節(jié)，該手關節(jié)、腕關節(jié)、肘關節(jié)和肩關節(jié)可繞軸方向轉動。
2.根據權利要求1所述的智能移動機械手，其特征在于:該移動平臺為輪式移動平臺，由對稱分布的3個以上的偏心方向輪構成該輪式移動平臺，移動平臺具有前后、左右和自轉3個自由度。
3.根據權利要求1所述的智能移動機械手，其特征在于:該安裝支架側面設有直線導軌，使該升降關節(jié)能在該直線導軌表面上下垂直運動。
4.根據權利要求1 3任意一項所述的智能移動機械手，其特征在于:在該安裝支架頂端設有攝像機，攝像機的主機安裝在移動平臺內部。
5.根據權利要求1 3任意一項所述的智能移動機械手，其特征在于:在該安裝支架后端設有顯示器。
全文摘要
本發(fā)明公開了智能機械設備領域的智能移動機械手，由移動平臺、智能控制裝置、智能關節(jié)、位置檢測裝置和監(jiān)控裝置構成，該移動平臺表面設有立式固定的安裝支架，該智能關節(jié)為具有五個自由度，分別是手關節(jié)、腕關節(jié)、肘關節(jié)、肩關節(jié)和升降關節(jié)，該手關節(jié)、腕關節(jié)、肘關節(jié)和肩關節(jié)可繞軸方向轉動。智能移動機械手，增加了該智能關節(jié)的靈活性和可靠性，能適應各種要求工序繁鎖的生產線，同時，靈活便捷地解決了生產線上其它更細致的問題，減少一些不必要的設備投入；而且，該機械手為智能控制，配合其移動平臺，從而使機械手以一定的精度達到設定位置。
文檔編號B25J19/02GK103112002SQ201310024838
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權日2013年1月23日
發(fā)明者鄧建國, 曠林昌, 玉進 申請人:南寧燎旺車燈有限責任公司