一种电控主从式机械手的制作方法

本发明涉及机械手技术领域，具体为一种电控主从式机械手。

背景技术：

在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度，也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累，在未来机械手臂的应用也将会越来越广泛,在科研实验的研究中有着巨大的发展前景，一些高精度的实验过程中需要用到机械手臂代替手工进行实验，同时一些放射性实验或者高温高压的环境中，机械手能够在操作人员的操控下完成工作。

但是现在大多数的机械手的运动流程较为死板，可操控性较低，只能进行预设定好的流程对物品进行加工，在从事危险的科研实验时，需要从外部对机械手发送指令，而这一过程会存在较大的延迟，导致精度不足，所以需要设计一种主从式的机械手，通过对外部的主机械手进行操作，内部的从机械手可以很快的做出相应的动作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电控主从式机械手，以解决上述背景技术中提出的现在大多数的机械手的运动流程较为死板，可操控性较低，只能进行预设定好的流程对物品进行加工，在从事危险的科研实验时，需要从外部对机械手发送指令，而这一过程会存在较大的延迟，导致精度不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电控主从式机械手，包括主机械手、直通管和从机械手，

主机械手，所述主机械手包括手柄、夹取开关、第一角度传感器、细杆、粗杆、位移传感器、第一保护罩、第一转动轴和第二角度传感器，所述主机械手上端设有粗杆，所述粗杆内部及下方安装有细杆，所述粗杆与细杆构成伸缩杆结构，所述粗杆底部左侧安装有位移传感器，所述细杆下方安装有第一角度传感器，所述第一角度传感器右下方设有手柄，所述手柄下方设有夹取开关，所述细杆和粗杆外部包裹安装有第一保护罩，所述粗杆顶部设有第一转动轴；

直通管，所述直通管包括控制器、穿墙管和第一电控液压杆，所述直通管通过第一转动轴与主机械手转动连接，所述直通管左侧顶部安装有控制器，所述直通管贯穿墙体部分表面安装有穿墙管，所述穿墙管右侧安装有第一电控液压杆；

从机械手，所述从机械手包括夹取架、保护盒、第一进步电机、第二保护罩、第二电控液压杆、第二转动轴和第二进步电机，所述从机械手通过第二转动轴与直通管转动连接，所述第二转动轴设置在第二电控液压杆上方，所述第二电控液压杆外部安装有第二保护罩，所述第二电控液压杆下方设有第一进步电机，所述第一进步电机右下方连接有保护盒，所述保护盒右侧安装有夹取架。

优选的，所述第一转动轴背部安装有第二角度传感器，所述第二转动轴背部设有第二进步电机，所述第二角度传感器通过控制器与第二进步电机相关联。

优选的，所述夹取开关通过控制器与电动缸相关联，所述第一角度传感器通过控制器与第一进步电机相关联，所述位移传感器通过控制器与第二电控液压杆相关联。

优选的，所述穿墙管包括法兰盘和固定螺钉，所述穿墙管左侧设有法兰盘，且法兰盘上设有固定螺钉。

优选的，夹取架包括主杆、锥齿、第二夹头、副杆和齿轮，所述夹取架上下两侧安装有主杆，所述锥齿和第二夹头构成夹持头并安装在主杆末端，所述主杆内部安装有两根副杆，所述副杆末端安装有齿轮。

优选的，所述保护盒包括电动缸、输出轴、直齿条和第一夹头，所述保护盒内安装有电动缸，所述电动缸的输出轴与直齿条连接，所述直齿条另一端连接有第一夹头。

优选的，所述输出轴上安装的直齿条与副杆末端的齿轮啮合连接，所述齿轮与主杆上安装的锥齿啮合。

优选的，所述输出轴向前移动时，所述输出轴带动直齿条和第一夹头向前移动，所述直齿条带动左侧的齿轮顺时针转动，左侧的所述齿轮带动左侧的锥齿以及第二夹头逆时针转动，同时右侧的齿轮、锥齿和第二夹头与左侧的齿轮、锥齿和第二夹头做反向的运动。

优选的，所述控制模块与夹取开关、第一角度传感器、位移传感器、第二角度传感器、第一电控液压杆、电动缸、第一进步电机、第二电控液压杆、第二转动轴和第二进步电机电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该电控主从式机械手，

(1)设置有第一角度传感器和第一进步电机，第一角度传感器安装在主机械手的下方，对手柄的转动角度进行监测，并将转动角度信号实时的发送给控制器，控制器将处理该信号并控制第一进步电机实现相应的转动，实现夹取头的水平转动；

(2)设置有夹取开关和电动缸，启动夹取开关后，控制器控制电动缸将输出轴伸出，输出轴带动直齿条和第一夹头移动，直齿条带动左侧的齿轮顺时针转动，左侧的齿轮带动左侧的锥齿以及第二夹头逆时针转动，同时右侧的齿轮、锥齿和第二夹头与左侧的齿轮、锥齿和第二夹头做反向的运动，通过第一夹头和两个第二夹头的相互配合，实现对物品的夹持；

(3)设置有位移传感器和第二电控液压杆，位移传感器实时监测细杆的长度变化，并将信号实时的传递给控制器，控制器根据位移传感器发送的信号控制第二电控液压杆伸缩，实现从机械手的上下伸缩；

(4)设置有第二角度传感器和第二进步电机，第二角度传感器安装在第一转动轴的背部，检测第一转动轴的转动角度，并将信号实时的传递给控制器，控制器根据信号控制第二进步电机实现对应的转动，实现从机械手以第二转动轴为轴在竖平面内转动；

(5)设置有第一电控液压杆，第一电控液压杆安装在直通管的穿墙管右侧，通过控制器对其进行伸缩的控制，实现对从机械手的左右伸缩操作。

附图说明

图1为本发明正视剖视结构示意图；

图2为本发明第一转动轴背部结构示意图；

图3为本发明第二转动轴背部结构示意图；

图4为本发明夹取架和保护盒俯视结构示意图；

图5为本发明穿墙管立体结构示意图；

图6为本发明工作流程图。

图中：1、主机械手，101、手柄，102、夹取开关，103、第一角度传感器，104、细杆，105、粗杆，106、位移传感器，107、第一保护罩，108、第一转动轴，109、第二角度传感器，2、直通管，201、控制器，202、穿墙管，2021、法兰盘，2022、固定螺钉，203、第一电控液压杆，3、从机械手，301、夹取架，3011、主杆，3012、锥齿，3013、第二夹头，3014、副杆，3015、齿轮，302、保护盒，3021、电动缸，3022、输出轴，3023、直齿条，3024、第一夹头，303、第一进步电机，304、第二保护罩，305、第二电控液压杆，306、第二转动轴，307、第二进步电机，4、墙体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种电控主从式机械手，如图1、图2、图5和图6所示，主机械手1包括手柄101、夹取开关102、第一角度传感器103、细杆104、粗杆105、位移传感器106、第一保护罩107、第一转动轴108和第二角度传感器109，主机械手1上端设有粗杆105，粗杆105内部及下方安装有细杆104，粗杆105与细杆104构成伸缩杆结构，粗杆105底部左侧安装有位移传感器106，细杆104下方安装有第一角度传感器103，第一角度传感器103右下方设有手柄101，手柄101下方设有夹取开关102，夹取开关102通过控制器201与电动缸3021相关联，第一角度传感器103通过控制器201与第一进步电机303相关联，位移传感器106通过控制器201与第二电控液压杆305相关联，有利于实现夹取架301的对物品的夹持和水平转动，以及从机械手3的上下伸缩运动，细杆104和粗杆105外部包裹安装有第一保护罩107，粗杆105顶部设有第一转动轴108，第一转动轴108背部安装有第二角度传感器109，第二转动轴306背部设有第二进步电机307，第二角度传感器109通过控制器201与第二进步电机307相关联，有利于实现从机械手3在竖平面内的旋转，直通管2包括控制器201、穿墙管202和第一电控液压杆203，直通管2通过第一转动轴108与主机械手1转动连接，直通管2左侧顶部安装有控制器201，直通管2贯穿墙体4部分表面安装有穿墙管202，穿墙管202包括法兰盘2021和固定螺钉2022，穿墙管202左侧设有法兰盘2021，且法兰盘2021上设有固定螺钉2022，便于通过法兰盘2021和固定螺钉2022对穿墙管202进行固定，穿墙管202右侧安装有第一电控液压杆203。

图1、图3、图4和图6所示，从机械手3包括夹取架301、保护盒302、第一进步电机303、第二保护罩304、第二电控液压杆305、第二转动轴306和第二进步电机307，从机械手3通过第二转动轴306与直通管2转动连接，第二转动轴306设置在第二电控液压杆305上方，第二电控液压杆305外部安装有第二保护罩304，第二电控液压杆305下方设有第一进步电机303，第一进步电机303右下方连接有保护盒302，保护盒302包括电动缸3021、输出轴3022、直齿条3023和第一夹头3024，保护盒302内安装有电动缸3021，电动缸3021的输出轴3022与直齿条3023连接，直齿条3023另一端连接有第一夹头3024，便于对物品的夹持，保护盒302右侧安装有夹取架301，夹取架301包括主杆3011、锥齿3012、第二夹头3013、副杆3014和齿轮3015，夹取架301上下两侧安装有主杆3011，锥齿3012和第二夹头3013构成夹持头并安装在主杆3011末端，主杆3011内部安装有两根副杆3014，副杆3014末端安装有齿轮3015，，便于通过各个结构之间的传动带动第二夹头3013夹持物品，输出轴3022上安装的直齿条3023与副杆3014末端的齿轮3015啮合连接，齿轮3015与主杆3011上安装的锥齿3012啮合，有利于通过输出轴3022的运动带动第一夹头3024和第二夹头3013的运动，实现通过电动缸3021的伸缩实现对物品的夹取和放下，输出轴3022向前移动时，输出轴3022带动直齿条3023和第一夹头3024向前移动，直齿条3023带动左侧的齿轮3015顺时针转动，左侧的齿轮3015带动左侧的锥齿3012以及第二夹头3013逆时针转动，同时右侧的齿轮3015、锥齿3012和第二夹头3013与左侧的齿轮3015、锥齿3012和第二夹头3013做反向的运动，便于对物品的夹取和放下，控制模块201与夹取开关102、第一角度传感器103、位移传感器106、第二角度传感器109、第一电控液压杆203、电动缸3021、第一进步电机303、第二电控液压杆305、第二转动轴306和第二进步电机307电性连接便于通过控制模块201实现对各个电性元件的启停进行控制。

工作原理：第一角度传感器103和第二角度传感器109的型号是wdj22a，位移传感器106的型号是lp801-600，在使用该电控主从式机械手时，操作员将装置启动，手握住主机械手1下方的手柄101，在操作员控制手柄101在水平平面内的转动的时候，手柄101上方的第一角度传感器103接受到信号并传递给控制器201，控制器201将处理该信号并控制第一进步电机303实现相应的转动，实现夹取头301的水平转动，操作员在对主机械手1进行竖平面内的转动时，第一转动轴108的背部的第二角度传感器109接受到信号，并将信号的传递给控制器201，控制器201根据信号控制第二进步电机307实现对应的转动，实现从机械手3以第二转动轴306为轴在竖平面内转动，操作员在握住手柄101时将主机械手1进行上下的拉伸时，粗杆105上的位移传感器106实时监测细杆104的长度变化，并将信号实时的传递给控制器201，控制器201根据位移传感器106发送的信号控制第二电控液压杆305伸缩，实现从机械手3的上下伸缩，操作员通过控制器201可以实现对第一电控液压杆203的伸缩进控制，实现对从机械手3的左右伸缩操作，在操作员将从机械手3调整到合适的位置时，启动夹取开关102对物品进行夹持时，控制器201控制电动缸3021将输出轴3022伸出，输出轴3022带动直齿条3023和第一夹头3024移动，直齿条3023带动左侧的齿轮3015顺时针转动，左侧的齿轮3015带动左侧的锥齿3012以及第二夹头3013逆时针转动，同时右侧的齿轮3015、锥齿3012和第二夹头3013与左侧的齿轮3015、锥齿3012和第二夹头3013做反向的运动，通过第一夹头3024和两个第二夹头3013的相互配合，实现对物品的夹持，在整个操作过程中，第一保护罩107和第二保护罩304分别对主机械手1和从机械手3进行保护，穿墙管202通过法兰盘2021和固定螺钉2022实现将直通管2贯穿墙体4的部分固定住，防止装置在使用过程中产生晃动对实验结果产生影响，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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