專利名稱：高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種機器人控制技術(shù)，尤其是一種高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了提高帶電作業(yè)的自動化水平和安全性，減輕操作人員的勞動強度和強電磁場對操作人員的人身威脅，從80年代起許多國家都先后開展了帶電作業(yè)機器人的研究，如日本、西班牙、美國、加拿大、法國等國家先后開展了對帶電作業(yè)機器人的研究。2002年我國也進行了高壓帶電作業(yè)機器人產(chǎn)品化樣機的研制。目前機械臂的驅(qū)動方式主要有三種氣壓驅(qū)動、液壓驅(qū)動和電機驅(qū)動。氣壓驅(qū)動機械臂的缺點氣體壓縮性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，難以實現(xiàn)伺服控制，并且排氣時有噪聲，效率低，適用于中小負載，精度要求較低有限點位程序控制機械臂。電機驅(qū)動機械臂的缺點直流有刷電動機換向時有火花，對環(huán)境的防爆性能較差，成本高，結(jié)構(gòu)設計復雜，適用于中小負載，要求具有較高的位置控制精度，速度較高的機械臂。液壓驅(qū)動機械臂的缺點存在漏油、液壓傳動對油溫的變化比較敏感、發(fā)生故障不易檢查和排除，適用于大負載，要求控制精度不太高的機械臂。目前機械臂的控制方式主要有兩種示教再現(xiàn)方式和主從式方式。其中示教再現(xiàn)方式操作靈活性較差、運動速度較低，機器人運動軌跡算法編程復雜，開發(fā)難度。主從控制方式應用在控制靈活，但是控制精度低的場合。目前機械臂主從控制系統(tǒng)一般分為兩類一類采用工控機和控制卡，從設備及控制技術(shù)來講，專用性很強且價格較為昂貴，限制了主從技術(shù)的進一步發(fā)展；另一類采用PLC，體積大、功耗大、控制速度慢、改變控制程序困難、控制復雜時可靠性差。如何更方便、快捷、廉價地控制主從機械臂，已經(jīng)成為主從機械臂技術(shù)的一個突出問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決下述問題，提供一種高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，此高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)采用位置伺服閉環(huán)控制方式，并通過光纖將高壓電場與人隔離，控制精度高、實時性好、性能穩(wěn)定可靠、操作更加方便，滿足高壓帶電機器人作業(yè)任務的要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，它包括液壓油源、機械臂、液壓伺服驅(qū)動器、光纖、主手控制器、主手、手持終端以及電源；所述機械臂通過控制總線、電源總線以及位置信號總線與液壓伺服驅(qū)動器連接，通過回油管和進油管與液壓油源連接；液壓伺服驅(qū)動器通過光纖與主手控制器通信；主手控制器通過控制總線、電源總線、狀態(tài)信號總線與主手連接；主手通過狀態(tài)信號總線、指令信號總線與手持終端相連；液壓伺服驅(qū)動器和主手控制器還分別與電源相連，所述主手控制器包括微處理器II，微處理器II的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線與A/D轉(zhuǎn)換器I的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線相連;A/D轉(zhuǎn)換器I與主手每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處的電位器相連；微處理器II與串口接收發(fā)送器II連接，串口接收發(fā)送器II通過與液壓伺服驅(qū)動器通信所述液壓伺服驅(qū)動器包括微處理器III，微處理器III的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線與A/D轉(zhuǎn)換器II的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線相連，微處理器III的數(shù)據(jù)總線、時鐘總線與D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)總線、時鐘總線相連；A/D轉(zhuǎn)換器II與機械臂每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處的電位器連接；D/A轉(zhuǎn)換器與液壓放大器連接；所述手持終端的微處理器I通過邏輯電平轉(zhuǎn)換器與液晶模塊和鍵盤管理模塊連接，鍵盤管路模塊與鍵盤連接；微處理器I還分別與穩(wěn)壓芯片I、穩(wěn)壓芯片II以及串口接收發(fā)送器I連接，串口接收發(fā)送器I與串口接收發(fā)送器II間通過串口連接，實現(xiàn)微處理器I和微處理器II間的通信。所述微處理器I、微處理器II和微處理器III均采用TMS320F2812芯片；所述A/D轉(zhuǎn)換器I、A/D轉(zhuǎn)換器II均采用MAX1312芯片；所述D/A轉(zhuǎn)換器采用DAC7678芯片。所述伺服閥為射流管式電液流量伺服閥；所述各電位器采用5KQ的360度旋轉(zhuǎn)電位器，傳感器精度1%。。所述微處理器II作為主機，它擔當系統(tǒng)管理、機械臂語言編譯和人機接口功能，并定時地把運算結(jié)果作為關(guān)節(jié)運動的增量送到公共內(nèi)存，供微處理器III讀取它。所述微處理器III完成全部關(guān)節(jié)位置數(shù)字控制。它從公共內(nèi)存讀給定值，也把各關(guān)節(jié)實際位置送回公共內(nèi)存中，微處理器II使用。所述機械臂是7自由度機械臂，分為上臂和前臂兩個基本部分；上臂部分包括下端的大臂俯仰軸、上端的小臂俯仰軸，大臂俯仰軸設置在閥板上，大臂俯仰軸處還設有液壓缸；閥板設置在腰部回轉(zhuǎn)軸上，提供腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰和小臂俯仰的運動；前臂部分包括依次設置的腕部俯仰軸、腕部搖擺軸、腕部旋轉(zhuǎn)軸，提供腕部俯仰、腕部搖擺和腕部旋轉(zhuǎn)的運動；機械臂各關(guān)節(jié)的運動通過相應的液壓執(zhí)行器來執(zhí)行；每個執(zhí)行器由一個相應的液壓伺服閥來控制；除了液壓伺服閥，還增加了減壓閥和電磁閥；電磁閥用來開關(guān)液壓源；外部油液壓力不能超過3000PSI ;閥板上設有控制單元通過控制總線與液壓伺服驅(qū)動器連接，上臂和前臂上的電位器通過位置信號總線與液壓伺服驅(qū)動器連接，液壓伺服驅(qū)動器通過電源總線供電。所述腰部回轉(zhuǎn)軸活動范圍為180度,最大運動速度80度/秒；大臂俯仰軸的活動范圍120度，最大運動速度65度/秒；小臂俯仰軸的活動范圍110度，最大運動速度50度/秒；腕部俯仰軸的活動范圍100度，最大運動速度100度/秒；腕部搖擺軸的活動范圍105度，最大運動速度115度/秒。所述主手為6自由度主手，其上的每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處均帶有電位器，主手上帶有手爪鎖定按鈕、腕部旋轉(zhuǎn)搖桿、腕部模式選擇按鈕、停止/復位按鈕、手爪開合按鈕、液壓開關(guān)按鈕；在主手的底座面板上帶若干LED指示燈；主手包括大臂、小臂，大臂下端設有大臂俯仰軸，上端設有小臂俯仰軸，在大臂俯仰軸設置在閥板上，大臂俯仰軸處還設有液壓缸；閥板設置在腰部回轉(zhuǎn) 軸上，提供腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰和小臂俯仰的運動；小臂部分包括依次設置的腕部俯仰軸、腕部搖擺軸、腕部旋轉(zhuǎn)軸，提供腕部俯仰、腕部搖擺和腕部旋轉(zhuǎn)的運動；主手帶有還帶有自平衡模塊，并且各關(guān)節(jié)安裝可調(diào)阻尼；主手上的各按鈕、傳感器通過控制總線、狀態(tài)信號總線與主手控制器通信，將主手運動傳遞給機械臂，機械臂跟隨主手運動。所述腰部回轉(zhuǎn)軸的活動范圍180度，大臂俯仰的活動范圍120度，小臂俯仰的活動范圍120度，腕部俯仰的活動范圍120度，腕部搖擺的活動范圍120度，腕部旋轉(zhuǎn)的活動范圍120度。采用上述方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點一是主從式液壓機械臂系統(tǒng)經(jīng)實驗驗證，可以滿足高壓帶電作業(yè)機器人要求，控制精度高、實時性好、持重大、自重小、性能穩(wěn)定可靠操作更加方便運行可靠；二是該系統(tǒng)控制部分采用嵌入式控制方式，自重輕、尺寸小、控制系統(tǒng)功耗低，適合高壓帶電作業(yè)機器人的應用需要。三是采用主從式控制方式機械臂系統(tǒng)操作靈活方便，不需要復雜的直線插補、圓弧插補等復雜運動學算法；四是系統(tǒng)采用模塊化設計，具有開放性、可讀性、可擴展性、可維護性，以便持續(xù)開發(fā)。五是主從控制系統(tǒng)通訊方式采用光纖通信，通訊速率快，可實現(xiàn)高電壓絕緣。六是控制系統(tǒng)帶有各種標準接口、機械限位、軟件限位，功能齊全，位置精度高。


圖I是本發(fā)明總框圖；圖2是本發(fā)明機械臂本體的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明主手的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明主手控制器電路圖；圖5是本發(fā)明液壓伺服驅(qū)動器電路圖；圖6是本發(fā)明手持終端電路圖；圖7是本發(fā)明手持終端示意圖；圖8是本發(fā)明的軟件流程圖。其中，I.液壓油源，2.機械臂，3.液壓伺服驅(qū)動器，301.微處理器III，302.光纖轉(zhuǎn)串口模塊，303.電磁閥，304. A/D轉(zhuǎn)換器II，305. D/A轉(zhuǎn)換器，306.機械臂每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處的電位器，307.機械臂,308.液壓缸,309.伺服閥,310.液壓放大器,4.主手控制器,401.微處理器II，402.串口轉(zhuǎn)光纖模塊，403. A/D轉(zhuǎn)換器I，404.主手每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處的電位器，405.串口接收發(fā)送器II，5.主手，6.手持終端，601.微處理器I，602.液晶模塊，603.鍵盤，604.邏輯電平轉(zhuǎn)換器，605.鍵盤管理模塊，606.穩(wěn)壓芯片I，607.穩(wěn)壓芯片II，608.串口接收發(fā)送器I，609.串口，7.電源，8.腰部回轉(zhuǎn)軸，9.閥板，10.液壓缸，11.大臂俯仰軸，12.上臂，13.四連桿，14.小臂俯仰軸，15.前臂，16.腕部俯仰軸，17.腕部搖擺軸，18.腕部旋轉(zhuǎn)軸，19.平行手爪，20.阻尼環(huán)，21.手爪鎖定按鈕，22.腕部旋轉(zhuǎn)搖桿，23.腕部模式選擇按鈕，24.停止和復位按鈕，25.手爪開合按鈕，26.液壓開關(guān)狀態(tài)指示燈，27.液壓開關(guān)按鈕,28.停止模式狀態(tài)指示燈,29.連續(xù)旋轉(zhuǎn)模式狀態(tài)指示燈,30.鎖定狀態(tài)指示燈。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明。圖I中，一種高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，它包括液壓油源I、機械臂2、液壓伺服驅(qū)動器3、光纖、主手控制器4、主手5、手持終端6以及電源7 ;所述機械臂2通過控制總線、電源總線以及位置信號總線與液壓伺服驅(qū)動器3連接，通過回油管和進油管與液壓油源I連接；液 壓伺服驅(qū)動器3通過光纖與主手控制器4通信；主手控制器4通過控制總線、電源總線、狀態(tài)信號總線與主手5連接；主手5通過狀態(tài)信號總線、指令信號總線與手持終端6相連；液壓伺服驅(qū)動器3和主手控制器4還分別與電源7相連。圖2中，機械臂2是7自由度機械臂，分為上臂12和前臂15兩個基本部分；上臂12部分包括下端的大臂俯仰軸11、上端的小臂俯仰軸14，大臂俯仰軸11設置在閥板9上，大臂俯仰軸處11還設有液壓缸308 ;閥板9設置在腰部回轉(zhuǎn)軸8上，提供腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰和小臂俯仰的運動；前臂15部分包括依次設置的腕部俯仰軸16、腕部搖擺軸17、腕部旋轉(zhuǎn)軸18，提供腕部俯仰、腕部搖擺和腕部旋轉(zhuǎn)的運動；機械臂各關(guān)節(jié)的運動通過相應的液壓執(zhí)行器來執(zhí)行；每個執(zhí)行器由一個相應的液壓伺服閥309來控制；除了液壓伺服閥309，還增加了減壓閥和電磁閥；電磁閥用來開關(guān)液壓源；外部油液壓力不能超過3000PSI ;閥板9上設有控制單元通過控制總線與液壓伺服驅(qū)動器3連接，上臂12和前臂15上的機械臂每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處的電位器306通過位置信號總線與液壓伺服驅(qū)動器3連接，液壓伺服驅(qū)動器3通過電源總線供電。其中，腰部回轉(zhuǎn)軸8活動范圍為180度，最大運動速度80度/秒；大臂俯仰軸11的活動范圍120度，最大運動速度65度/秒；小臂俯仰軸14的活動范圍110度，最大運動速度50度/秒；腕部俯仰軸16的活動范圍100度，最大運動速度100度/秒；腕部搖擺軸17的活動范圍105度，最大運動速度115度/秒。圖3中，主手5為6自由度主手,與機械臂的機械結(jié)構(gòu)完全相同；在其每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處均帶有電位器，主手5的小臂部分上帶有手爪鎖定按鈕21、腕部旋轉(zhuǎn)搖桿22、腕部模式選擇按鈕23、停止和復位按鈕24、手爪開合按鈕25 ;在主手5大臂下端的底座面板上設有液壓開關(guān)狀態(tài)指示燈26、液壓開關(guān)按鈕27、停止模式狀態(tài)指示燈28、連續(xù)旋轉(zhuǎn)模式狀態(tài)指示燈29、鎖定狀態(tài)指示燈30。主手5的上臂下端設有大臂俯仰軸，上端設有小臂俯仰軸，在大臂俯仰軸設置在閥板上，大臂俯仰軸處還設有液壓缸；閥板設置在腰部回轉(zhuǎn)軸上，提供腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰和小臂俯仰的運動；小臂部分包括依次設置的腕部俯仰軸、腕部搖擺軸、腕部旋轉(zhuǎn)軸，提供腕部俯仰、腕部搖擺和腕部旋轉(zhuǎn)的運動；主手5帶有還帶有自平衡模塊，并且各關(guān)節(jié)安裝阻尼環(huán)20 ；主手5上的各按鈕、電位器通過控制總線、狀態(tài)信號總線與主手控制器4通信，將主手5運動傳遞給機械臂2，機械臂2跟隨主手5運動。
其中，主手5的腰部回轉(zhuǎn)軸的活動范圍180度，大臂俯仰的活動范圍120度，小臂俯仰的活動范圍120度，腕部俯仰的活動范圍120度，腕部搖擺的活動范圍120度，腕部旋轉(zhuǎn)的活動范圍120度。 圖4中，主手控制器包括微處理器11401，微處理器II401的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線與A/D轉(zhuǎn)換器1403的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線相連；A/D轉(zhuǎn)換器1403與主手每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處的電位器404相連；微處理器II401與串口接收發(fā)送器II405連接，串口接收發(fā)送器II405通過光纖與液壓伺服驅(qū)動器3通信；A/D 轉(zhuǎn)換器 I403MAX1312 的 D0-11、/OEL, /WR、/RD, /CS 接 /RD、/XffE 接微處理器II401 的 XD0-11、/XINT2、/XWE、/XRD、/XZCS2。各電位器接微處理器 II401 的 CH0-7 腳。微處理器II401的SCITXDA接串口接收發(fā)送器II405 MAX3232的11腳，SCIRXDA接12腳，串口接收發(fā)送器II405的13、14腳接到串口轉(zhuǎn)光纖模塊402。圖5中，液壓伺服驅(qū)動器3包括微處理器111301，微處理器III301的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線與A/D轉(zhuǎn)換器II304的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線相連，微處理器III301的數(shù)據(jù)總線、時鐘總線與D/A轉(zhuǎn)換器305的數(shù)據(jù)總線、時鐘總線相連；A/D轉(zhuǎn)換器II304與機械臂每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處的電位器306連接；D/A轉(zhuǎn)換器305與液壓放大器310連接；A/D 轉(zhuǎn)換器 II304 的 D0-11、/OEL、/WR、/RD, /CS 接微處理器 III301 的 XD0-1U/XINT2、/XWE、/XRD、/XZCS2腳。各電位器接A/D轉(zhuǎn)換器II304的CH0-7腳。微處理器II1301的GPIOAO接D/A轉(zhuǎn)換器305的SDA、GPIOAl接SCL。D/A轉(zhuǎn)換器305的VoutO-7接液壓放大器310。圖6、圖7中，手持終端6的微處理器1601通過邏輯電平轉(zhuǎn)換器604與液晶模塊602和鍵盤管理模塊605連接，鍵盤管路模塊605與鍵盤603連接；微處理器1601還分別與穩(wěn)壓芯片1606、穩(wěn)壓芯片II607以及串口接收發(fā)送器1608連接，串口接收發(fā)送器1608與串口接收發(fā)送器II405間通過串口 609連接，實現(xiàn)微處理器1601和微處理器II401間的通f目。微處理器1601的GIPI0B1與ADG3308的2腳連接，GPI0B5與5腳連接，XINT2與6腳連接。GPI0A0-7與液晶模塊602的DB0-7連接，GPIOBO與REQ連接，GPI0B2與CS連接，液晶模塊12得到5V供電。ADG3308的16腳與HD7279的DATA腳連接，15與KEY腳連接。微處理器1601的GPI0B3與HD7279的CS腳連接，GPI0B4與CLK腳連接。鍵盤603的輸出接HD7279的DIG0-7、DP-SG。微處理器1601的SCITXDA接串口接收發(fā)送器I608MAX3232的11 腳，SCIRXDA 接 12 腳，MAX3232 的 13,14 腳接到串口 609。微處理器1601、微處理器II401和微處理器III301均采用TMS320F2812芯片；A/D轉(zhuǎn)換器I403、A/D轉(zhuǎn)換器II304均采用MAX1312芯片；D/A轉(zhuǎn)換器305采用DAC7678芯片。伺服閥309為射流管式電液流量伺服閥；各電位器采用5K Q的360度旋轉(zhuǎn)電位器，傳感器精度1%。。參見圖7，手持終端6是一個低功耗的，帶液晶顯示的模塊。液晶模塊602可以顯示4行、每行20個字符。液晶模塊602自帶白色的背景光，可以應用在混暗或沒有光的環(huán)境。背景光的強度可以有7種選擇。通過設置參數(shù)來選擇光的強度。
手持終端6有16個按鍵，呈4X4矩陣式排列。自帶蜂鳴器提供按鍵報警聲?？梢灾朗欠裾_地按下某個按鍵。
參見圖8，主從式液壓機械臂控制系統(tǒng)軟件分為主端和從端兩部分。操作者操作主手運動，主手控制器采集主手電位器的位置信息并實時地將位置信息發(fā)送給機械臂控制器，機械臂控制器通過對主手的位置跟蹤來完成機械臂的運動；另一方面機械臂在運動過程中由電位器檢測到的位置信息也通過光纖通信反饋給主手控制器，主手控制器再將該位置信息發(fā)送給手持終端，供顯示。
權(quán)利要求
1.一種高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，它包括液壓油源、機械臂、液壓伺服驅(qū)動器、光纖、主手控制器、主手、手持終端以及電源；所述機械臂通過控制總線、電源總線以及位置信號總線與液壓伺服驅(qū)動器連接，通過回油管和進油管與液壓油源連接；液壓伺服驅(qū)動器通過光纖與主手控制器通信；主手控制器通過控制總線、電源總線、狀態(tài)信號總線與主手連接；主手通過狀態(tài)信號總線、指令信號總線與手持終端相連；液壓伺服驅(qū)動器和主手控制器還分別與電源相連，其特征是， 所述主手控制器包括微處理器II，微處理器II的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線與A/D轉(zhuǎn)換器I的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線相連;A/D轉(zhuǎn)換器I與主手每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處的電位器相連；微處理器II與串口接收發(fā)送器II連接，串口接收發(fā)送器II通過光纖與液壓伺服驅(qū)動器通信； 所述液壓伺服驅(qū)動器包括微處理器III，微處理器III的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線與A/D轉(zhuǎn)換器II的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線相連，微處理器III的數(shù)據(jù)總線、時鐘總線與D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)總線、時鐘總線相連;A/D轉(zhuǎn)換器II與機械臂每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處的電位器連接；D/A轉(zhuǎn)換器與液壓放大器連接； 液壓放大器與若干相應的伺服閥連接，每個伺服閥與相應的一個液壓缸連接，各液壓缸輸出軸與機械臂連接。
2.如權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，其特征是，所述手持終端的微處理器I通過邏輯電平轉(zhuǎn)換器與液晶模塊和鍵盤管理模塊連接，鍵盤管路模塊與鍵盤連接；微處理器I還分別與穩(wěn)壓芯片I、穩(wěn)壓芯片II以及串口接收發(fā)送器I連接，接收發(fā)送器I與串口接收發(fā)送器II間通過串口連接，實現(xiàn)微處理器I和微處理器II間的通信。
3.如權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，其特征是，所述微處理器I、微處理器II和微處理器III均采用TMS320F2812芯片；所述A/D轉(zhuǎn)換器I、A/D轉(zhuǎn)換器II均采用MAX1312芯片；所述D/A轉(zhuǎn)換器采用DAC7678芯片。
4.如權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，其特征是，所述伺服閥為射流管式電液流量伺服閥；所述各電位器采用5KQ的360度旋轉(zhuǎn)電位器，傳感器精度1%。。
5.如權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，其特征是，所述機械臂是7自由度機械臂，分為上臂和前臂兩個基本部分；上臂部分包括下端的大臂俯仰軸、上端的小臂俯仰軸，大臂俯仰軸設置在閥板上，大臂俯仰軸處還設有液壓缸；閥板設置在腰部回轉(zhuǎn)軸上，提供腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰和小臂俯仰的運動； 前臂部分包括依次設置的腕部俯仰軸、腕部搖擺軸、腕部旋轉(zhuǎn)軸，提供腕部俯仰、腕部搖擺和腕部旋轉(zhuǎn)的運動； 機械臂各關(guān)節(jié)的運動通過相應的液壓執(zhí)行器來執(zhí)行；每個執(zhí)行器由一個相應的液壓伺服閥來控制；除了液壓伺服閥，還增加了減壓閥和電磁閥；電磁閥用來開關(guān)液壓源；外部油液壓力不能超過3000PSI ;閥板上設有控制單元通過控制總線與液壓伺服驅(qū)動器連接，上臂和前臂上的電位器通過位置信號總線與液壓伺服驅(qū)動器連接，液壓伺服驅(qū)動器通過電源總線供電。
6.如權(quán)利要求5所述的高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，其特征是，所述腰部回轉(zhuǎn)軸活動范圍為180度，最大運動速度80度/秒；大臂俯仰軸的活動范圍120度，最大運動速度65度/秒；小臂俯仰軸的活動范圍110度，最大運動速度50度/秒；腕部俯仰軸的活動范圍100度，最大運動速度100度/秒；腕部搖擺軸的活動范圍105度，最大運動速度115度/秒。
7.如權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，其特征是，所述主手為6自由度主手，其上的每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸處均帶有電位器，主手上帶有手爪鎖定按鈕、腕部旋轉(zhuǎn)搖桿、腕部模式選擇按鈕、停止/復位按鈕、手爪開合按鈕、液壓開關(guān)按鈕；在主手的底座面板上帶若干LED指示燈；主手包括大臂、小臂，大臂下端設有大臂俯仰軸，上端設有小臂俯仰軸，在大臂俯仰軸設置在閥板上，大臂俯仰軸處還設有液壓缸；閥板設置在腰部回轉(zhuǎn)軸上，提供腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰和小臂俯仰運動； 小臂部分包括依次設置的腕部俯仰軸、腕部搖擺軸、腕部旋轉(zhuǎn)軸，提供腕部俯仰、腕部搖擺和腕部旋轉(zhuǎn)的運動； 主手帶有還帶有自平衡模塊，并且各關(guān)節(jié)安裝可調(diào)阻尼； 主手上的各按鈕、傳感器通過控制總線、狀態(tài)信號總線與主手控制器通信，將主手運動傳遞給機械臂，機械臂跟隨主手的運動。
8.如權(quán)利要求7所述的高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，其特征是，所述腰部回轉(zhuǎn)軸的活動范圍180度，大臂俯仰的活動范圍120度，小臂俯仰的活動范圍120度，腕部俯仰的活動范圍120度，腕部搖擺的活動范圍120度，腕部旋轉(zhuǎn)的活動范圍120度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓帶電作業(yè)機器人主從式液壓機械臂系統(tǒng)，它包括液壓油源、機械臂本體、液壓伺服驅(qū)動器、光纖、主手控制器、主手、手持終端等。所述機械臂本體分別與液壓伺服驅(qū)動器和液壓油源相連，液壓伺服驅(qū)動器與主手控制器相連，主手控制器與主手相連，主手與手持終端相連，液壓伺服驅(qū)動器和主手控制器分別與電源相連。本發(fā)明處理速度快、成本低、性能穩(wěn)定可靠。
文檔編號B25J9/16GK102615638SQ201210096179
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者尚文政, 戚暉, 李健, 李運廠, 趙玉良 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司