CN109849054B - 机械臂防抖装置及防抖方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机械臂防抖装置及防抖方法，该机械臂防抖装置包括：机械臂组件，机械臂组件包括驱动件、第一传动机构以及至少两个支臂，至少两个支臂包括驱动臂和承载臂，驱动臂与承载臂可转动连接，第一传动机构设置在驱动臂与承载臂之间，驱动件通过第一传动机构与承载臂驱动连接，承载臂用于放置设备；制动器，设置在承载臂上，制动器用于限制承载臂相对驱动臂活动；检测件，检测件用于检测机械臂组件整体移动状态，当机械臂组件处于移动状态时，制动器制动以限制承载臂活动；当机械臂组件处于静止状态时，制动器解除制动。通过本申请提供的技术方案，能够解决现有技术中的机械臂易抖动的问题。

Description

机械臂防抖装置及防抖方法

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，具体而言，涉及一种机械臂防抖装置及防抖方法。

背景技术

目前，机械臂常用于多种领域，机械臂可配合行走装置实现旋转、升降以及抓取等操作。但是，在现有技术中，搭载有机械臂的行走装置在移动过程中，因路面不平，机械臂会发生抖动现象，影响操作的顺利完成。

发明内容

本发明提供一种机械臂防抖装置及防抖方法，以解决现有技术中的机械臂易抖动的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种机械臂防抖装置，机械臂防抖装置包括：机械臂组件，机械臂组件包括驱动件、第一传动机构以及至少两个支臂，至少两个支臂包括驱动臂和承载臂，驱动臂与承载臂可转动连接，第一传动机构设置在驱动臂与承载臂之间，驱动件通过第一传动机构与承载臂驱动连接，承载臂用于放置设备；制动器，设置在承载臂上，制动器用于限制承载臂相对驱动臂活动；检测件，检测件用于检测机械臂组件整体移动状态，当机械臂组件处于移动状态时，制动器制动以限制承载臂活动；当机械臂组件处于静止状态时，制动器解除制动。

进一步地，机械臂防抖装置还包括：行走装置，驱动臂固定设置在行走装置上。

进一步地，行走装置包括电机和行走机构，电机与行走机构驱动连接，检测件用于检测电机的电流量，当检测的电流量大于预设值时，制动器制动以限制承载臂活动。

进一步地，第一传动机构包括同步带和带轮，驱动件的驱动端以及驱动臂与承载臂的之间的转轴上均设置有带轮，通过同步带与带轮配合以驱动承载臂活动，制动器与驱动臂与承载臂之间的转轴连接。

进一步地，机械臂防抖装置还包括：第二传动机构，设置在制动器与转轴之间，制动器通过第二传动机构控制转轴转动。

进一步地，第二传动机构包括减速齿轮组件，减速齿轮组件中的输入齿轮设置在制动器的输出端上，减速齿轮组件中的输出齿轮设置在转轴上。

进一步地，机械臂防抖装置还包括传动臂，传动臂的一端与驱动臂可转动连接，传动臂的另一端与承载臂可转动连接，驱动臂通过传动臂与承载臂连接，驱动臂、传动臂以及承载臂的两端均设置有带轮，位于同一支臂上的两个带轮通过一个同步带连接，机械臂防抖装置还包括承载平台，承载平台设置在承载臂的自由端上，且与位于自由端的带轮驱动连接，驱动件通过第一传动机构以使承载平台相对承载臂转动。

根据本发明的另一方面，提供了一种机械臂防抖方法，应用上述提供的机械臂防抖装置，机械臂防抖方法包括：检测机械臂组件的移动状态；根据移动状态控制制动器工作；其中，当机械臂组件处于移动状态时，制动器制动以限制承载臂活动；当机械臂组件处于静止状态时，制动器解除制动。

进一步地，机械臂防抖装置包括电机和行走机构，检测机械臂组件的移动状态具体包括：检测电机的电流量；当电流量大于预设值时，制动器制动以限制承载臂活动。

进一步地，预设值等于0，当电流量等于0时，制动器解除制动，并重新检测电机的电流量。

应用本发明的技术方案，该机械臂防抖装置包括机械臂组件、制动器以及检测件。其中，机械臂组件包括驱动件、第一传动机构以及至少两个支臂，具体的，至少两个支臂包括驱动臂和承载臂，且驱动臂与承载臂可转动连接，第一传动机构设置在驱动臂与承载臂之间，驱动件通过第一传动机构与承载臂驱动连接，承载臂用于放置设备。采用上述结构，驱动件通过第一传动机构将动力传递到与驱动臂连接的承载臂，使承载臂发生转动，进而使放置在承载臂上的设备发生转动。由于装置在移动状态时，机械臂组件易发生抖动，通过将制动器设置在承载臂上，可以使制动器限制承载臂相对驱动臂活动。具体的，利用检测组件检测机械臂组件整体的移动状态，当机械臂组件处于移动状态时，制动器制动以限制承载臂活动；当机械臂组件处于静止状态时，制动器解除制动，采用这种方式，能够消除装置在移动时机械臂组件产生的抖动，保证操作的顺利完成。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的机械臂防抖装置的结构示意图；

图2示出了图1中的制动器和减速齿轮组件的装配图；

图3示出了图2的剖视图；

图4示出了根据本发明实施例提供的机械臂防抖方法的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

11、驱动件；12、驱动臂；13、承载臂；14、同步带；15、带轮；16、转轴；

20、制动器；

30、减速齿轮组件；

40、传动臂；

50、承载平台。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1至图3所示，本发明实施例提供一种机械臂防抖装置，该机械臂防抖装置包括机械臂组件、制动器20以及检测件。其中，机械臂组件包括驱动件11、第一传动机构以及至少两个支臂。具体的，在本实施例中至少两个支臂包括驱动臂12和承载臂13，且驱动臂12与承载臂13可转动连接，将第一传动机构设置在驱动臂12与承载臂13之间，驱动件11通过第一传动机构与承载臂13驱动连接，承载臂13用于放置设备。采用上述结构，利用驱动件11将动力通过第一传动机构传递到承载臂13，从而使承载臂13发生转动，进而使放置在承载臂13上的设备发生转动。其中，制动器20设置在承载臂13上，且制动器20用于限制承载臂13相对驱动臂12活动。具体的，检测件用于检测机械臂组件整体移动状态，当机械臂组件处于移动状态时，制动器20制动以限制承载臂13活动；当机械臂组件处于静止状态时，制动器20解除制动。通过检测组件检测机械臂的移动状态，使装置只有在静止时承载臂13才能相对驱动臂12转动，进而消除了装置在移动时机械臂的抖动。

应用本申请提供的技术方案，该机械臂防抖装置包括机械臂组件、制动器20以及检测件。利用驱动件11将动力通过第一传动机构传递到与驱动臂12转动连接的承载臂13上，从而使承载臂13带动设备进行活动，进而实现升降、抓取等操作。通过检测组件检测检测机械臂组件的移动状态，当机械臂组件处于移动状态时，使制动器20制动以限制承载臂13相对驱动臂12发生转动，从而消除了装置在移动时机械臂的抖动，进而可以保证承载臂13上的设备始终处于稳定状态，提升了装置的稳定性。

为了实现装置的移动，在本实施例中，机械臂防抖装置还包括行走装置，且驱动臂12固定设置在行走装置上。

具体的，行走装置包括电机和行走机构，且电机与行走机构驱动连接，利用电机对行走机构提供动力，从而实现装置的移动。其中，检测件用于检测电机的电流量，当检测的电流量大于预设值时，制动器20制动以限制承载臂13活动，此时承载臂13相对驱动臂12固定，进而消除了承载臂13的抖动，提升了装置的稳定性。

具体的，第一传动机构包括同步带14和带轮15，且驱动件11的驱动端以及驱动臂12与承载臂13的之间的转轴上均设置有带轮15，通过同步带14与带轮15配合以驱动承载臂13活动，进而实现设备的移动。在本实施例中，制动器20与驱动臂12与承载臂13之间的转轴16连接，采用这种结构，便于制动器20制动，从而实现承载臂13的固定。

在本实施例中，机械臂防抖装置还包括第二传动机构，第二传动机构设置在制动器20与转轴16之间，制动器20通过第二传动机构控制转轴16转动。当检测装置检测到机械臂组件移动时，制动器20制动，制动力通过第二传动机构传递到转轴16使其停止转动，从而实现限制承载臂13相对驱动臂12移动的效果。

具体的，第二传动机构包括减速齿轮组件30，其中，减速齿轮组件30中的输入齿轮设置在制动器20的输出端上，减速齿轮组件30中的输出齿轮设置在转轴16上。并且，为了提升制动器20对承载臂13的制动效果，在本实施例中，减速齿轮组件30包括2组齿轮，且输入齿轮的外径小于输出齿轮的外径。通过设置多级齿轮的结构，可以利用减速齿轮组件30来增大制动时的扭力，进而提升了制动器20的制动效果。

具体的，机械臂防抖装置还包括传动臂40，其中，传动臂40的一端与驱动臂12可转动连接，传动臂40的另一端与承载臂13可转动连接，驱动臂12通过传动臂40与承载臂13连接。并且，驱动臂12、传动臂40以及承载臂13的两端均设置有带轮15，且位于同一支臂上的两个带轮15通过一个同步带14连接。其中，机械臂防抖装置还包括承载平台50，承载平台50设置在承载臂13的自由端上，且与位于自由端的带轮15驱动连接，驱动件11通过第一传动机构以使承载平台50相对承载臂13转动。采用上述结构，当驱动件11转动时，驱动件11会带动驱动件11与驱动臂12之间的转轴转动，由于传动臂40与驱动臂12之间设置有同步带14，当驱动件11与驱动臂12之间的转轴转动时传动臂40会发生转动。进而当传动臂40转动时，转轴16会发生转动，由于传动臂40与承载臂13之间设置有同步带14，在同步带14的带动下承载臂13会发生转动。由于承载臂13的两端转轴处均设置有带轮15，且通过同步带14连接，当承载臂13转动时，在同步带14的带动下，承载平台50可以始终保持水平，如此可提升装置的稳定性。

在本实施例中，制动器20为断电式电磁抱闸制动器，但不仅限于断电式电磁抱闸制动器，还可以为上电式电磁抱闸制动器等其他类型的制动器。

如图4所示，本发明又一实施例提供了一种机械臂防抖方法，该方法应用上述提供的机械臂防抖装置。具体的，机械臂防抖方法包括：检测机械臂组件的移动状态；根据移动状态控制制动器20工作；其中，当机械臂组件处于移动状态时，制动器20制动以限制承载臂13活动；当机械臂组件处于静止状态时，制动器20解除制动。通过这种机械臂防抖方法可以根据机械臂组件的移动状态，控制承载臂13只能在机械臂组件静止时可以相对驱动臂12转动，进而消除了装置在移动时机械臂易抖动的问题。

具体的，机械臂防抖装置包括电机和行走机构，检测机械臂组件的移动状态具体包括：检测电机的电流量，当电流量大于预设值时，制动器20制动以限制承载臂13活动，使承载臂13相对驱动臂12静止。

通过对24V、100W的电机进行测试，当装置处于静止状态时，电机的电流为0；当装置处于空载行走状态时，电机的电流为T1；当总重为80KG的小车在平地上行走时，电机的电流为T2；当装置处于过载的行走状态时，电机的电流为T3。通过以上数据，可以总结出只要装置在移动状态时，电机的电流T1、T2以及T3均大于0，因此，在本实施例中，将预设值设置为0，当电流量等于0时，制动器20解除制动，并重新检测电机的电流量，当检测到电机的电流量不为0时，则制动器20制动，以限制承载臂13的转动。

本申请提供的实施例与现有技术相比具有以下优点：

(1)通过实时检测电机的电流，当机械臂组件整体发生移动时电机的电流大于0，此时制动器制动，以限制承载臂相对驱动臂的移动，进而消除了机械臂的抖动，提升了装置的稳定性；

(2)通过设置多级齿轮的结构，可以利用齿轮组件来增大制动器制动时的扭力，进而提升了制动器的制动效果。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (9)

1.一种机械臂防抖装置，其特征在于，所述机械臂防抖装置包括：

机械臂组件，所述机械臂组件包括驱动件（11）、第一传动机构以及至少两个支臂，至少两个支臂包括驱动臂（12）和承载臂（13），所述驱动臂（12）与所述承载臂（13）可转动连接，所述第一传动机构设置在所述驱动臂（12）与所述承载臂（13）之间，所述驱动件（11）通过所述第一传动机构与所述承载臂（13）驱动连接，所述承载臂（13）用于放置设备；

制动器（20），设置在所述承载臂（13）上，所述制动器（20）用于限制所述承载臂（13）相对所述驱动臂（12）活动；

检测件，所述检测件用于检测所述机械臂组件整体移动状态，当所述机械臂组件处于移动状态时，所述制动器（20）制动以限制所述承载臂（13）活动；当所述机械臂组件处于静止状态时，所述制动器（20）解除制动；

所述制动器（20）与所述驱动臂（12）与所述承载臂（13）之间的转轴（16）连接；

所述机械臂防抖装置还包括：第二传动机构，设置在所述制动器（20）与所述转轴（16）之间，所述制动器（20）通过所述第二传动机构控制所述转轴（16）转动。

2.根据权利要求1所述的机械臂防抖装置，其特征在于，所述机械臂防抖装置还包括：

行走装置，所述驱动臂（12）固定设置在所述行走装置上。

3.根据权利要求2所述的机械臂防抖装置，其特征在于，所述行走装置包括电机和行走机构，所述电机与所述行走机构驱动连接，所述检测件用于检测所述电机的电流量，当检测的电流量大于预设值时，所述制动器（20）制动以限制所述承载臂（13）活动。

4.根据权利要求1所述的机械臂防抖装置，其特征在于，所述第一传动机构包括同步带（14）和带轮（15），所述驱动件（11）的驱动端以及所述驱动臂（12）与所述承载臂（13）的之间的转轴上均设置有带轮（15），通过所述同步带（14）与所述带轮（15）配合以驱动所述承载臂（13）活动。

5.根据权利要求1所述的机械臂防抖装置，其特征在于，所述第二传动机构包括减速齿轮组件（30），所述减速齿轮组件（30）中的输入齿轮设置在所述制动器（20）的输出端上，所述减速齿轮组件（30）中的输出齿轮设置在所述转轴（16）上。

6.根据权利要求4所述的机械臂防抖装置，其特征在于，所述机械臂防抖装置还包括传动臂（40），所述传动臂（40）的一端与所述驱动臂（12）可转动连接，所述传动臂（40）的另一端与所述承载臂（13）可转动连接，所述驱动臂（12）通过所述传动臂（40）与所述承载臂（13）连接，所述驱动臂（12）、所述传动臂（40）以及所述承载臂（13）的两端均设置有所述带轮（15），位于同一所述支臂上的两个所述带轮（15）通过一个所述同步带（14）连接，所述机械臂防抖装置还包括承载平台（50），所述承载平台（50）设置在所述承载臂（13）的自由端上，且与位于所述自由端的所述带轮（15）驱动连接，所述驱动件（11）通过所述第一传动机构以使所述承载平台（50）相对所述承载臂（13）转动。

7.一种机械臂防抖方法，其特征在于，应用权利要求1至6中任一项所述的机械臂防抖装置，所述机械臂防抖方法包括：

检测机械臂组件的移动状态；

根据所述移动状态控制制动器（20）工作；

其中，当所述机械臂组件处于移动状态时，所述制动器（20）制动以限制承载臂（13）活动；当所述机械臂组件处于静止状态时，所述制动器（20）解除制动。

8.根据权利要求7所述的机械臂防抖方法，其特征在于，所述机械臂防抖装置包括电机和行走机构，检测机械臂组件的移动状态具体包括：

检测所述电机的电流量；

当所述电流量大于预设值时，所述制动器（20）制动以限制所述承载臂（13）活动。

9.根据权利要求8所述的机械臂防抖方法，其特征在于，所述预设值等于0，当所述电流量等于0时，所述制动器（20）解除制动，并重新检测所述电机的电流量。

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