[发明专利]一种闭环控制六轴机械臂及其控制方法

权利要求书

1.一种闭环控制的六轴机械臂，其特征在于：包括金属板底座（1）、编码器组件、各安装组件，各安装组件安装在金属板底座1上，编码器组件安装在各安装组件上；

各安装组件包括一轴及其组件（101）、二轴及其组件（102），三轴及其组件（103），四轴及其组件（104），五轴及其组件（105），六轴及其组件（106）；一轴及其组件（101）转动安装在金属板底座（1）上方，二轴及其组件（102）转动安装在一轴及其组件（101）上方，三轴及其组件（103）转动安装在二轴及其组件（102）上方，四轴及其组件（104）转动安装在三轴及其组件（103）上方，五轴及其组件（105）转动安装在四轴及其组件（104）上方，六轴及其组件（106）转动安装在五轴及其组件（105）端部；

编码器组件包括一轴编码器（2）、一轴磁轴、二轴编码器（15）、二轴磁轴、三轴编码器（18）、三轴磁轴、四轴编码器（21）、四轴磁轴、五轴编码器（29）、五轴磁轴、六轴编码器（33）、六轴磁轴；每一个轴及其组件内均安装有对应的编码器组件。

2.根据权利要求1所述的一种闭环控制的六轴机械臂，其特征在于：所述的一轴及其组件（101）包括：安装底座（7）、一轴齿轮（3）、一轴同步带（4）、一轴轴承（5）、J1电机（6）、J1-J2力臂（13），二轴及其组件（102）包括：J2电机（8）、二轴齿轮（9）、二轴外壳（14）、J2-J3力臂（11），三轴及其组件（103）包括：J3电机（10）、三轴轴承（16）、同步带拉紧装置Ⅰ（17）、J3-J4力臂（19），四轴及其组件（104）包括：J4电机（20）、行星减速器（22）、四根铜柱（24）、四轴轴承（25）、四轴外壳（23）、J4-J5力臂（28），五轴及其组件（105）包括J5电机（26）、五轴外壳（27）、五轴编码器外壳（30），六轴及其组件（106）包括：J6电机（31）、六轴外壳（32）、六轴编码器外壳（34）；

J1电机固定于金属板底座（1）上，J1电机（6）与J1电机同步轮固定连接，形成一轴的输出轴，金属板底座（1）上端为一轴齿轮（3），一轴轴承（5）内环固定于一轴齿轮上，安装底座（7）固定于一轴轴承（5）外环，安装底座便可以转动，形成一轴的转动轴，J1电机同步轮和一轴齿轮（3）通过一轴同步带（4）连接，形成一级减速，控制一轴的转动，安装底座（7）与一轴轴承（5）外环固定，同时在安装底座中，一轴磁轴的一端与安装底座（7）固定连接，另一端置于一轴编码器（2）凹槽内用于测量一轴转动轴旋转的角度，J2电机（8）与J2电机同步轮固定连接，形成二轴的输出轴，J2电机同步轮与J1-J2力臂（13）内部的二轴一号同步轮通过二轴一号同步带连接，二轴一号同步轮通过二轴同步轮连接杆连接一个同轴的二轴二号同步轮，J2-J3力臂（11）下端，与二轴二号同步轮相同的一侧，带有一号齿轮，二轴二号同步轮通过二轴二号同步带与一号齿轮连接，形成二轴的转动轴，同时在J2-J3力臂内部，二轴磁轴一端与二轴转动轴的J2-J3力臂固定连接，另一端置于二轴编码器（15）凹槽内用于测量二轴转动轴旋转的角度，外面用二轴外壳（14）保护，J2-J3力臂11的两侧装有二轴轴承（12），二轴轴承（12）外环与J1-J2力臂（13）上端的孔径适配安装，J1-J2力臂（13）的下端固定连接在安装底座（7）上，二轴一号同步带、二轴二号同步带形成二级减速，J2-J3力臂（11）下段内部，连接有J3电机卡槽，J3电机（16）安装于J3电机卡槽上，J3电机（16）与J3电机同步轮固定连接，形成三轴的输出轴，J3电机同步轮与J3-J4力臂（19）内部的三轴一号同步轮，通过三轴一号同步带连接，同时三轴一号同步轮（21）通过三轴同步轮连接杆装有一个同轴的三轴二号同步轮，J4-J5力臂（27）下端外部设计有二号齿轮，三轴二号同步轮通过三轴二号同步带与二号齿轮连接，形成三轴的转动轴，同时在J2-J3力臂（11）的外部，三轴磁轴一端与四轴外壳固定连接，另一端置于三轴编码器（18）凹槽内用于测量三轴转动轴旋转的角度，J2-J3力臂（11）的上端与J3-J4力臂（19）下端通过三轴轴承连接，三轴一号同步带、三轴二号同步带形成二级减速，在J2-J3力臂（11）的外部设有可以横向移动螺母的同步带拉紧装置Ⅰ（17），同步带拉紧装置Ⅰ（17）用于调节连接二轴齿轮（9）和二轴二号同步带的松紧，J4电机（20）装于四轴外壳（23）内部，J4电机（20）上装有行星减速器（22），形成二级减速，J4电机（20）配有行星减速器，行星减速器的轴为四轴的输出轴，行星减速器（22）上装有四轴法兰联轴器，法兰联轴器上装有四根铜柱（24），四根铜柱（24）与五轴外壳（27）的下端固定连接,五轴外壳（27）下端的卡槽与四轴轴承（25）内环固定连接，四轴轴承（25）外环与J4-J5力臂（27）下端固定连接，形成四轴的输出轴，同时在行星减速器（22）的平行方向，装有四轴的编码器组件，四轴磁轴一端与四轴转动轴上用于固定四根铜柱的3D打印件固定连接，另一端置于四轴编码器（21）凹槽内用于测量四轴转动轴旋转的角度，在五轴外壳（27）内部装有J5电机（26），J5电机（26）与J5电机同步轮固定连接，形成五轴的输出轴，J5电机同步轮与五轴一号同步轮，通过五轴一号同步带连接，同时五轴一号同步轮通过五轴同步轮连接杆连接一个同轴的五轴二号同步轮，五轴二号同步轮和五轴三号同步轮通过五轴二号同步带连接，五轴三号同步轮固定的在六轴外壳（32）上，控制五轴的转动，同时在五轴转动轴上，五轴磁轴一端与五轴三号同步轮固定连接，另一端置于五轴编码器（30）凹槽内用于测量五轴轴转动轴旋转的角度，外部有五轴编码器外壳（30）保护，J6电机（31）置于六轴外壳（32）内部，六轴外壳（32）上端留有安装孔，同时在六轴电机同步轮的平行方向，连接有一个六轴同步轮，六轴磁轴一端与六轴同步轮固定连接，另一端置于六轴编码器（33）凹槽内用于测量六轴轴转动轴旋转的角度，六轴编码器（31）外部设有六轴编码器外壳（34）。