具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂的制作方法
本发明属于机械臂，具体地说，涉及具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂。
背景技术：
1、现有折叠式机械臂通常由前机械臂和后机械臂组成，前、后机械臂一般材料为钢材质，金属件通过焊接的方式连接在一起，这种结构的机械臂主体较大、力臂较重、连接件间隙大，精度不高，使用不灵活，在生产过程中效率不高，不够省力。
2、通过气弹簧或者弹簧平衡器平衡负载重力，在使用中，寿命短，不可调节负载，不灵活，上下动作时操作人员较费力，机械臂不具有传感器，不能实现位置检测，使用过程中会导致错拧、漏拧现象。
3、授权公告号为cn220593156u的中国专利公开了一种浮动式碳纤维抗扭助力臂，该浮动式碳纤维抗扭助力臂，整体采用碳纤维材质，通过螺钉固定，操作方便，使用方便可靠；可搭配专用的拧紧夹具，实现多个工作面的上螺栓、螺母拧紧；拧紧产生的反力通过主臂安装座、平键以及转轴传递到气动刹车气缸上，通过气缸进行反力相互抵消，从而实现抗反力的功能；通过设置锥滚动轴承，保证安装后轴承的间隙可以抵消重力产生的影响，保证主臂、上副臂、下副臂转动灵活。
4、但是该技术方案仍然存在至少以下缺陷：该技术方案在进行多个装配孔位的拧紧操作时，不能根据助力臂对各个孔位进行定位检测，其仍然存在使用过程中发生错拧或漏拧的现象。有鉴于此特提出本发明。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，通过主角度传感器与副角度传感器的监测角度数值以及主连接臂和副连接臂的长度构建拧紧工具与安装座之间距离的关系，并基于此使每个孔位都对应主角度传感器与副角度传感器监测的角度数值，确保每个装配孔位都能检测装配拧紧，有效防止错拧或漏拧的现象。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂,包括，
4、活动机构，所述活动机构包括主连接臂和副连接臂，所述主连接臂与副连接臂之间安装有连接件，所述主连接臂与副连接臂通过连接件相互转动；
5、安装机构，所述安装机构与副连接臂相互连接，所述安装机构上安装有拧紧工具，通过安装机构使拧紧工具与副连接臂相互转动。
6、作为本发明的一种优选实施方式，所述主连接臂一端设置有安装座，所述安装座与连接头转动连接，所述安装座上安装有调压阀，所述副连接臂上设置有推动装置，所述推动装置包括气缸，所述气缸的一端转动安装有固定环，所述固定环固定套接在副连接臂上，所述气缸的另一端与侧安装板转动连接，所述主连接臂的两端安装有气门嘴，两端所述气门嘴通过导管分别与气缸和调压阀密封连接。
7、作为本发明的一种优选实施方式，所述安装机构还包括夹持组件，所述夹持组件包括限位夹块，且限位夹块一侧安装有磁铁，所述拧紧工具上开设有夹持段，所述夹持段与限位夹块相对应，所述限位夹块上活动插接有滑杆，所述滑杆的两端固定安装有固定架，所述固定架与连接座固定连接。
8、作为本发明的一种优选实施方式，所述安装机构还包括锁定组件，所述锁定组件包括锁杆，并分布在连接座的两侧，所述锁杆与连接座侧面转动连接，所述连接座上安装有报警器，所述锁杆的一端与限位夹块侧面对齐，且另一端顶部转动安装有伸缩杆，所述伸缩杆的顶部与连接座转动连接，所述伸缩杆上活动套接有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与伸缩杆的两端固定连接。
9、作为本发明的一种优选实施方式，所述连接座的底部固定安装有连接块，所述连接块的底部设置有挡块，所述挡块的顶部固定安装有插杆，所述插杆滑动连接在连接块上，所述插杆上活动套接有第二弹簧，所述挡块一端设置有连接杆，所述连接杆的两端分别与两侧的锁杆底部固定连接，所述挡块上开设有凹槽，所述凹槽上滑动连接有挡杆，所述挡杆的中部安装有推杆，所述推杆的一端与副连接臂转动连接。
10、作为本发明的一种优选实施方式，还包括检测机构，所述检测机构包括主角度传感器和副角度传感器，所述主角度传感器与副角度传感器分别安装在主连接臂两端的连接头上，通过主角度传感器与副角度传感器监测的角度数值以及主连接臂与副连接臂的长度确定拧紧工具的位置。
11、作为本发明的一种优选实施方式，还包括处理器，所述处理器上配置有用于控制机械臂进行运动追踪的控制系统，所述控制系统包括监测单元，判断单元，执行单元；
12、所述监测单元用于获取主角度传感器监测的角度数值和副角度传感器监测的角度数值；
13、判断单元用于根据监测单元的监测结果判断拧紧工具处于装配孔位，并生成相应指令；
14、所述执行单元用于根据判断单元生成的指令控制拧紧工具和报警器的工作状态；
15、所述图像识别单元用于基于装配孔位获取安装位置图像，并基于安装位置图像确定拧紧工具的位置以及需要的扭力大小。
16、作为本发明的一种优选实施方式，所述监测单元包括角度监测策略，所述角度监测策略包括在主角度传感器内配置有主零度基准线，以及在副角度传感器内配置有副零度基准线，所述主零度基准线与安装座安装位置的切线方向相平行，并基于主零度基准线生成主角度传感器监测的角度数值α，所述副零度基准线与主连接臂的轴向方向相同，并基于副零度基准线生成副角度传感器监测的角度数值β。
17、作为本发明的一种优选实施方式，所述监测单元还包括距离定位策略，所述距离定位策略包括获取主连接臂的长度a，副连接臂的长度b以及机械臂与装配孔位之间的高度h，基于副连接臂的长度b以及机械臂与装配孔位之间的高度h计算出拧紧工具与副角度传感器之间的距离
18、所述监测单元还包括距离计算策略，所述距离计算策略包括基于主连接臂的长度a，拧紧工具与副角度传感器之间的距离c以及副角度传感器监测的角度数值β计算出拧紧工具与主角度传感器之间的距离
19、
20、作为本发明的一种优选实施方式，所述判断单元包括位置信息获取策略，所述位置信息获取策略包括检测各个装配孔位的位置信息，基于该位置信息包含的方位信息获取装配孔位对应的主角度传感器的设定数值αn，基于该位置信息包含的距离信息获取装配孔位对应于主角度传感器的之间的设定距离xn，并得出副角度传感器的设定数值βn；
21、所述位置信息获取策略还包括基于装配的方向对装配孔位进行编号处理，并基于编号顺序对每个装配孔位所对应的αn和βn进行顺序处理；
22、所述判断单元还包括逻辑顺序策略，所述逻辑顺序策略包括基于顺序处理后装配孔位所对应的αn和βn判断α和β，当α和β分别与当前装配孔位所对应的αn和βn相等时，表征拧紧工具处于正确的装配孔位，并生成启动指令，当α或β不与当前装配孔位所对应的αn或βn相等时，表征拧紧工具未处于正确的装配孔位，并生成待机指令；
23、所述判断单元还包括顺序防漏策略，所述顺序防漏策略包括当α和β分别与任意一组αn和βn对应时，执行判断逻辑，所述判断逻辑包括当α和β分别与错误位置的αn和βn对应时，表征拧紧工具错拧或漏拧，并生成报警指令，否则生成空指令。
24、作为本发明的一种优选实施方式，所述执行单元包括动力控制策略，所述动力控制策略包括获取逻辑顺序策略生成的指令，并基于该指令控制拧紧工具的工作或待机状态，当获取到启动指令时，表征可以执行拧紧操作，并控制拧紧工具处于工作状态，当获取到待机指令时，表征禁止执行拧紧操作，并控制拧紧工具处于待机状态；
25、所述执行单元还包括报警处理策略，所述报警处理策略包括获取顺序防漏策略生成的指令，并基于该指令控制报警器的工作或待机状态，当获取到报警指令时，控制报警器工作报警，当获取到空指令时，控制报警器处于待机状态。
26、所述图像识别单元包括坐标生成策略，所述坐标生成策略包括基于装配孔位获取安装位置区域图像，并基于安装位置区域图像生成平面直角坐标系，同时基于平面直角坐标系对每个装配孔位赋予位置坐标；
27、所述图像识别单元还包括信息附加策略，所述信息附加策略包括基于位置坐标识别每个装配孔位的尺寸，并计算每个装配孔位所需要的扭力大小，同时将尺寸和扭力大小的信息附加到位置坐标，并反馈给拧紧工具，所述拧紧工具基于附加的信息在对应位置坐标处时，释放对应大小的扭力。
28、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
29、本发明通过主角度传感器与副角度传感器的监测角度数值以及主连接臂和副连接臂的长度构建拧紧工具与安装座之间距离的关系，并基于此使每个孔位都对应主角度传感器与副角度传感器监测的角度数值，确保每个装配孔位都能检测装配拧紧，有效防止错拧或漏拧的现象；
30、本发明通过设置碳纤维材质的主连接臂和副连接臂，有效降低装置整体的质量，通过气缸与调压阀调节副连接臂的角度，使其与拧紧工具达到负载平衡，实现省力的效果；
31、本发明设置安装机构对拧紧工具进行安装，并在副连接臂处于水平状态时自动解锁，操作简单。
技术特征：
1.具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，所述连接件包括安装板(105)，所述主连接臂(101)两端安装有连接头(102)，其中一端的连接头(102)与安装板(105)转动连接，所述主连接臂(101)一端设置有安装座(100)，所述安装座(100)与连接头(102)转动连接，所述安装座(100)上安装有调压阀(111)，所述副连接臂(106)上设置有推动装置，所述推动装置包括气缸(108)，所述气缸(108)的一端转动安装有固定环(109)，所述固定环(109)固定套接在副连接臂(106)上，所述气缸(108)的另一端与侧安装板(105)转动连接，所述主连接臂(101)的两端安装有气门嘴(110)，两端所述气门嘴(110)通过导管分别与气缸(108)和调压阀(111)密封连接。
3.根据权利要求2所述的具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，所述安装机构包括连接座(107)，所述连接座(107)与副连接臂(106)转动连接，所述连接座(107)一侧设置有夹持组件，所述夹持组件包括限位夹块(200)，且限位夹块(200)一侧安装有磁铁(203)，所述拧紧工具(201)上开设有夹持段(202)，所述夹持段(202)与限位夹块(200)相对应，所述限位夹块(200)上活动插接有滑杆(204)，所述滑杆(204)的两端固定安装有固定架(205)，所述固定架(205)与连接座(107)固定连接，所述安装机构还包括锁定组件，所述锁定组件包括锁杆(206)，并分布在连接座(107)的两侧，所述锁杆(206)与连接座(107)侧面转动连接，所述连接座(107)上安装有报警器，所述锁杆(206)的一端与限位夹块(200)侧面对齐，且另一端顶部转动安装有伸缩杆(207)，所述伸缩杆(207)的顶部与连接座(107)转动连接，所述伸缩杆(207)上活动套接有第一弹簧(208)，所述第一弹簧(208)的两端分别与伸缩杆(207)的两端固定连接。
4.根据权利要求3所述的具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，所述连接座(107)的底部固定安装有连接块(216)，所述连接块(216)的底部设置有挡块(210)，所述挡块(210)的顶部固定安装有插杆(214)，所述插杆(214)滑动连接在连接块(216)上，所述插杆(214)上活动套接有第二弹簧(215)，所述挡块(210)一端设置有连接杆(209)，所述连接杆(209)的两端分别与两侧的锁杆(206)底部固定连接，所述挡块(210)上开设有凹槽(211)，所述凹槽(211)上滑动连接有挡杆(212)，所述挡杆(212)的中部安装有推杆(213)，所述推杆(213)的一端与副连接臂(106)转动连接。
5.根据权利要求4所述的具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，还包括检测机构，所述检测机构包括主角度传感器(103)和副角度传感器(104)，所述主角度传感器(103)与副角度传感器(104)分别安装在主连接臂(101)两端的连接头(102)上，通过主角度传感器(103)与副角度传感器(104)监测的角度数值以及主连接臂(101)与副连接臂(106)的长度确定拧紧工具(201)的位置。
6.根据权利要求5所述的具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，还包括处理器，所述处理器上配置有用于控制机械臂进行运动追踪的控制系统，所述控制系统包括监测单元，判断单元，执行单元以及图像识别单元；
7.根据权利要求6所述的具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，所述监测单元包括角度监测策略，所述角度监测策略包括在主角度传感器(103)内配置有主零度基准线，以及在副角度传感器(104)内配置有副零度基准线，所述主零度基准线与安装座(100)安装位置的切线方向相平行，并基于主零度基准线生成主角度传感器(103)监测的角度数值α，所述副零度基准线与主连接臂(101)的轴向方向相同，并基于副零度基准线生成副角度传感器(104)监测的角度数值β；
8.根据权利要求7所述的具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，所述判断单元包括位置信息获取策略，所述位置信息获取策略包括检测各个装配孔位的位置信息，基于该位置信息包含的方位信息获取装配孔位对应的主角度传感器(103)的设定数值αn，基于该位置信息包含的距离信息获取装配孔位对应于主角度传感器(103)的之间的设定距离xn，并得出副角度传感器(104)的设定数值βn；
9.根据权利要求8所述的具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，所述执行单元包括动力控制策略，所述动力控制策略包括获取逻辑顺序策略生成的指令，并基于该指令控制拧紧工具(201)的工作或待机状态，当获取到启动指令时，表征可以执行拧紧操作，并控制拧紧工具(201)处于工作状态，当获取到待机指令时，表征禁止执行拧紧操作，并控制拧紧工具(201)处于待机状态；
10.根据权利要求9所述的具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，其特征在于，所述图像识别单元包括坐标生成策略，所述坐标生成策略包括基于装配孔位获取安装位置区域图像，并基于安装位置区域图像生成平面直角坐标系，同时基于平面直角坐标系对每个装配孔位赋予位置坐标；
技术总结
本发明涉及机械臂技术领域，公开了具有运动追踪的折叠式碳纤维机械臂，包括活动机构，所述活动机构包括主连接臂和副连接臂，所述主连接臂两端均安装有连接头，靠近所述副连接臂一端的连接头转动安装有侧安装板；检测机构，所述检测机构包括主角度传感器和副角度传感器；安装机构，所述安装机构包括连接座，所述连接座上安装有拧紧工具。本发明通过主角度传感器与副角度传感器的监测角度数值以及主连接臂和副连接臂的长度构建拧紧工具与安装座之间距离的关系，并基于此使每个孔位都对应主角度传感器与副角度传感器监测的角度数值，确保每个装配孔位都能检测装配拧紧，有效防止错拧或漏拧的现象。
技术研发人员：温烨博
受保护的技术使用者：上海烨柏自动化设备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5