本發(fā)明涉及工程機(jī)械臂，尤其是，本發(fā)明涉及一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，部分工廠中使用機(jī)械臂代替人工，機(jī)械臂在工作過(guò)程中往往需要按照目標(biāo)行程進(jìn)行位移，例如取料機(jī)械臂會(huì)按照目標(biāo)高度進(jìn)行往復(fù)的升降取料；搖擺機(jī)械臂會(huì)按照目標(biāo)距離進(jìn)行左右擺動(dòng)等，這些行程量往往固定且頻次很高。

2、現(xiàn)在很多機(jī)械臂是模塊化作業(yè)，在模塊化的機(jī)械作業(yè)過(guò)程中，需要對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行嚴(yán)格的驅(qū)動(dòng)控制；例如中國(guó)專利發(fā)明專利cn116408833a公開(kāi)了一種機(jī)械臂，所述機(jī)械臂包括：底座，所述底座設(shè)有第一關(guān)節(jié)；轉(zhuǎn)向架，所述轉(zhuǎn)向架安裝于所述底座且與所述第一關(guān)節(jié)動(dòng)力連接，所述轉(zhuǎn)向架設(shè)有第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)和第四關(guān)節(jié)；第一驅(qū)動(dòng)臂，所述第一驅(qū)動(dòng)臂包括安裝筒、第一傳動(dòng)筒和第二傳動(dòng)筒，所述安裝筒安裝于所述轉(zhuǎn)向架且與所述第二關(guān)節(jié)動(dòng)力連接，所述安裝筒、所述第一傳動(dòng)筒和所述第二傳動(dòng)筒沿徑向由外向內(nèi)依次可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)；第二驅(qū)動(dòng)臂，第二驅(qū)動(dòng)臂包括第三傳動(dòng)筒和第四傳動(dòng)筒，第三傳動(dòng)筒可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)于第四傳動(dòng)筒外；其中第三關(guān)節(jié)、第一傳動(dòng)筒和第三傳動(dòng)筒依次動(dòng)力連接，第四關(guān)節(jié)、第二傳動(dòng)筒和第四傳動(dòng)筒依次動(dòng)力連接。本發(fā)明的機(jī)械臂重量較低，自重的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，整機(jī)效率高。

3、但是，上述機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)依然存在很大的缺陷：具備多個(gè)自由度的機(jī)械臂中，每一個(gè)自由度的機(jī)械臂都可以視為是獨(dú)立的，但多個(gè)自由度的工作又都符合一個(gè)大的運(yùn)行規(guī)律，上述機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)方案，將一個(gè)機(jī)械臂的多個(gè)關(guān)節(jié)和驅(qū)動(dòng)臂進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，既沒(méi)有考慮到每一個(gè)自由度的機(jī)械臂關(guān)節(jié)工作獨(dú)立性，又無(wú)法將多個(gè)自由度的工作進(jìn)行配合，而且多個(gè)關(guān)節(jié)的動(dòng)力都是外部驅(qū)動(dòng)機(jī)的外動(dòng)力，導(dǎo)致故障風(fēng)險(xiǎn)較大。

4、因此為了解決所述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種合理高效的自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)對(duì)我們來(lái)說(shuō)是很有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，將每一個(gè)機(jī)械臂關(guān)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，并在每一個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸處設(shè)計(jì)電磁件自驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，既保證了每一個(gè)關(guān)節(jié)的工作獨(dú)立性，又可以有效將多個(gè)自由度的電磁件工作頻率進(jìn)行整合，從而達(dá)到多個(gè)關(guān)節(jié)配合工作的目的，而且整個(gè)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)無(wú)需外接驅(qū)動(dòng)單元，機(jī)械臂作業(yè)安全性高。

2、為達(dá)到所述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

3、一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸和用于與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接的功能部；所述功能部包括引導(dǎo)鏈，所述引導(dǎo)鏈的兩端分別掛載有第一電磁件和第二電磁件；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)置有用于方便所述引導(dǎo)鏈穿過(guò)的引導(dǎo)槽，所述第一電磁件和第二電磁件的高度不相同；

4、使得通過(guò)第一電磁件和第二電磁件通電生磁之后產(chǎn)生的磁力，使得第一電磁件和第二電磁件靠近或遠(yuǎn)離，帶動(dòng)引導(dǎo)鏈傳輸，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂進(jìn)行位移。

5、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述引導(dǎo)鏈上設(shè)置有配重件；所述配重件的數(shù)量至少為兩個(gè)。

6、作為本發(fā)明的優(yōu)選，多個(gè)所述配重件分布設(shè)置于所述引導(dǎo)鏈上；使得當(dāng)?shù)谝浑姶偶偷诙姶偶嚯x為預(yù)定值時(shí)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩側(cè)的配重件總質(zhì)量相同；

7、使得機(jī)械臂進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一電磁件和第二電磁件通電生磁之后，第一電磁件和第二電磁件間距在預(yù)定值上下變化，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂進(jìn)行往復(fù)位移；

8、在機(jī)械臂進(jìn)行承載運(yùn)動(dòng)時(shí)，獲取轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩側(cè)的配重件總質(zhì)量差為承載質(zhì)量時(shí)的第一電磁件和第二電磁件目標(biāo)距離；第一電磁件和第二電磁件通電生磁之后，第一電磁件和第二電磁件的距離為目標(biāo)距離。

9、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述功能部包括用于限位所述第一電磁件和第二電磁件的限位倉(cāng)。

10、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸包括柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸和塔型轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸和塔型轉(zhuǎn)動(dòng)軸上均設(shè)置有引導(dǎo)槽，所述引導(dǎo)槽的數(shù)量至少為兩個(gè)，且所述功能部的數(shù)量至少為兩個(gè)。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸靠近所述塔型轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端設(shè)置有凹槽；所述塔型轉(zhuǎn)動(dòng)軸靠近所述柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端設(shè)置有用于插入至所述凹槽內(nèi)的凸柱。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述凹槽和凸柱的數(shù)量均至少為兩個(gè)。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述引導(dǎo)鏈包括至少一個(gè)連接鏈結(jié)，所述配重件設(shè)置于所述連接鏈結(jié)上，且所述引導(dǎo)槽上設(shè)置有防滑紋。

14、本發(fā)明還提供一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)的控制方法，包括以下步驟：

15、s1：獲取機(jī)械臂作業(yè)位移行程；

16、s2：根據(jù)機(jī)械臂位移行程獲取轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度；

17、s3：根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度獲取引導(dǎo)鏈的傳輸量；

18、s4：通過(guò)第一電磁件和第二電磁件通電生磁之后產(chǎn)生的磁力，使得第一電磁件和第二電磁件靠近或遠(yuǎn)離，直至第一電磁件位移量為引導(dǎo)鏈的傳輸量，帶動(dòng)引導(dǎo)鏈傳輸，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂進(jìn)行位移。

19、作為本發(fā)明的優(yōu)選，在執(zhí)行步驟s1之前，在引導(dǎo)鏈上分布設(shè)置多個(gè)配重件；

20、計(jì)算所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩側(cè)的配重件總質(zhì)量相同時(shí)，第一電磁件和第二電磁件距離，作為預(yù)定值；

21、在執(zhí)行步驟s3之后，還包括；

22、s4：若是機(jī)械臂進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則第一電磁件和第二電磁件通電生磁之后，第一電磁件和第二電磁件間距在預(yù)定值上下變化，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂進(jìn)行往復(fù)位移；

23、s5；若是機(jī)械臂進(jìn)行承載運(yùn)動(dòng)，獲取轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩側(cè)的配重件總質(zhì)量差為承載質(zhì)量時(shí)的第一電磁件和第二電磁件目標(biāo)距離；第一電磁件和第二電磁件通電生磁之后，第一電磁件和第二電磁件的距離為目標(biāo)距離。

24、本發(fā)明一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)及控制方法的有益效果在于：將每一個(gè)機(jī)械臂關(guān)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，并在每一個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸處設(shè)計(jì)電磁件自驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，既保證了每一個(gè)關(guān)節(jié)的工作獨(dú)立性，又可以有效將多個(gè)自由度的電磁件工作頻率進(jìn)行整合，從而達(dá)到多個(gè)關(guān)節(jié)配合工作的目的，而且整個(gè)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)無(wú)需外接驅(qū)動(dòng)單元，機(jī)械臂作業(yè)安全性高。

技術(shù)特征：

1.一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸(1)和用于與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(1)連接的功能部(2)；所述功能部(2)包括引導(dǎo)鏈(21)，所述引導(dǎo)鏈(21)的兩端分別連接有第一電磁件(23)和第二電磁件(24)；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(1)上設(shè)置有用于方便所述引導(dǎo)鏈(21)穿過(guò)的引導(dǎo)槽(13)，所述第一電磁件(23)和第二電磁件(24)的高度不相同；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述引導(dǎo)鏈(21)上設(shè)置有配重件(22)；所述配重件(22)的數(shù)量至少為兩個(gè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：多個(gè)所述配重件(22)分布設(shè)置于所述引導(dǎo)鏈(21)上；使得當(dāng)?shù)谝浑姶偶?23)和第二電磁件(24)距離為預(yù)定值時(shí)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(1)兩側(cè)的配重件(22)總質(zhì)量相同；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述功能部(2)包括用于限位所述第一電磁件(23)和第二電磁件(24)的限位倉(cāng)(25)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(1)包括柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸(11)和塔型轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)，所述柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸(11)和塔型轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)上均設(shè)置有引導(dǎo)槽(13)，所述引導(dǎo)槽(13)的數(shù)量至少為兩個(gè)，且所述功能部(2)的數(shù)量至少為兩個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸(11)靠近所述塔型轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)的一端設(shè)置有凹槽(14)；所述塔型轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)靠近所述柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸(11)的一端設(shè)置有用于插入至所述凹槽內(nèi)的凸柱。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述凹槽(14)和凸柱的數(shù)量均至少為兩個(gè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述引導(dǎo)鏈(21)包括至少一個(gè)連接鏈結(jié)，所述配重件設(shè)置于所述連接鏈結(jié)上，且所述引導(dǎo)槽(13)上設(shè)置有防滑紋。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任意一項(xiàng)所述的一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)及控制方法，涉及機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，其中結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸和用于與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接的功能部；功能部包括引導(dǎo)鏈，引導(dǎo)鏈的兩端分別掛載有第一電磁件和第二電磁件；轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)置有用于方便引導(dǎo)鏈穿過(guò)的引導(dǎo)槽，第一電磁件和第二電磁件的高度不相同。本發(fā)明將每一個(gè)機(jī)械臂關(guān)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，并在每一個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸處設(shè)計(jì)電磁件自驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，既保證了每一個(gè)關(guān)節(jié)的工作獨(dú)立性，又可以有效將多個(gè)自由度的電磁件工作頻率進(jìn)行整合，從而達(dá)到多個(gè)關(guān)節(jié)配合工作的目的，而且整個(gè)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)無(wú)需外接驅(qū)動(dòng)單元，機(jī)械臂作業(yè)安全性高。

技術(shù)研發(fā)人員：楊寶平,熊杰,陳國(guó)治
受保護(hù)的技術(shù)使用者：黃岡師范學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9