[发明专利]一种教学机械臂系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种教学机械臂系统及其控制方法，包括机械臂主体和控制终端，所述机械臂主体包括底座，所述底座的顶端的中部固定安装有支撑盘，所述支撑盘的顶部设置有转盘，所述转盘的底部设置有转轴，所述转盘通过转轴与支撑盘转动连接，所述转盘一端的顶部安装有机械臂架体，所述机械臂架体内部以及支撑盘的底部均设置有舵机，所述机械臂架体内部的运动单元以及转盘与支撑盘之间均通过舵机传动连接。本发明通过压力传感器记录所受到的相应的压力，通过处理、计算后，得出相应的配重架平衡所需的移动距离，并由虚拟控制器对电动推杆进行伸长控制，从而对转盘的转动进行平衡，提高了机械臂系统运行的稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及教学机械臂技术领域，具体涉及一种教学机械臂系统及其控制方法。

背景技术

机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配, 安全防爆等领域得到广泛应用，机械臂是一个复杂系统,存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性，因此对机械臂的深入研究，已经成为了许多学校的教学课题，现有技术的教学机械臂针对的职校、大学、就业者等，进行拆装、使用、编程等方面的学习，其教学内容偏向于操作使用；

现有技术存在以下不足：由于教学机械臂结构简单，多由架体和舵机组装而成，尤其是在其底部的周转部件中，通常设计转动盘进行支撑，而由于机械臂在执行移动物品的过程中，由于不同物品的自重不同，在机械臂实际运作时，尤其是臂体靠向水平时，均会在周转部件处形成较大的倾覆转矩，此时，很容易使装置整体倾倒，而造成损坏，即使装置可以稳定支撑，但较大的倾覆转矩对会周转部件造成较大的压力，使其损耗过大，提前报废，极大地影响了装置整体的实用寿命，降低了装置使用的安全性和实用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种教学机械臂系统及其控制方法，通过压力传感器记录所受到的相应的压力，并传输至数据处理器，通过处理、计算后，得出相应的配重架平衡所需的移动距离，并由虚拟控制器对电动推杆进行伸长控制，从而对转盘的转动进行平衡，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种教学机械臂系统及其控制方法，包括机械臂主体和控制终端，所述机械臂主体包括底座，所述底座的顶端的中部固定安装有支撑盘，所述支撑盘的顶部设置有转盘，所述转盘的底部设置有转轴，所述转盘通过转轴与支撑盘转动连接，所述转盘一端的顶部安装有机械臂架体，所述机械臂架体内部以及支撑盘的底部均设置有舵机，所述机械臂架体内部的运动单元以及转盘与支撑盘之间均通过舵机传动连接，所述机械臂架体的顶部安装有夹持手，所述夹持手的外部设置有位置采集模块，所述转盘顶部远离机械臂架体的一端固定安装有电动推杆，所述电动推杆远离机械臂架体的一端固定连接有配重架，所述配重架的底部安装有支撑柱，所述支撑柱的底部设置有万向轮，所述转盘底部远离配重架的一端嵌入设置有压力传感器。

优选的，所述配重架的内部开设有安装腔，且所述配重架内部安装腔的内部可拆卸连接有配重块。

优选的，所述舵机与连接部件均通过螺钉进行可拆卸连接。

优选的，所述电动推杆中部的外侧设置有固定安装套，所述电动推杆通过固定安装套安装于转盘的顶部。

优选的，所述压力传感器选用PT500-400微型压力传感器。

优选的，所述机械臂架体、转盘和支撑盘均为铝合金构件，且所述机械臂架体的外侧喷涂有保护漆。

优选的，所述夹持手的内侧固定安装有橡胶层。

优选的，所述配重架的底部固定安装有螺纹套，所述支撑柱的顶端螺纹连接于螺纹套的内部。

优选的，所述支撑柱底端的外部固定安装有防滑圈。