[实用新型]一种基于液压机械臂和力反馈遥操作主手的系统

说明书

本实用新型公开了一种基于液压机械臂和力反馈遥操作主手的系统，包括力反馈操作主手、UR3e机械臂、蓄电池、POM绝缘外壳；其中，反馈操作主手外接电源，蓄电池用于给UR3e机械臂的控制器供电，力反馈操作主手与UR3e机械臂通过无线通信模块连接，UR3e机械臂通过POM绝缘外壳封装。本实用新型通过合理的构建及连接构建由液压系统提供动力驱动多自由度机械臂运动的装置，该装置基于液压驱动，而液压驱动机械臂本体中仅有电磁阀和关节编码器，可以在与作业对象等电势情况下工作，无须再次进行绝缘设计，且与电机驱动机械臂相比较具有更大的功率密度，与电机驱动机械臂相比较，本实用新型具有较大的实际工程应用意义。

技术领域

本实用新型涉及一种基于液压机械臂和力反馈遥操作主手的系统，属于机器人运动控制领域。

背景技术

机械臂用于根据作业任务夹持作业工具进行带电作业。带电作业区域存在强电磁干扰，且作业时机械臂本体与作业线路等电势，电机驱动机械臂本体存在较多电气元件，必须在机械臂末端与作业对象之间再次进行10kV等级的绝缘。故需要考虑性能更为优良的控制系统，以便于投入实际工程应用。

发明内容

本实用新型提供了一种基于液压机械臂和力反馈遥操作主手的系统，以用于通过合理的构建及连接构建由液压系统提供动力驱动多自由度机械臂运动的装置。

本实用新型的技术方案是：一种基于液压机械臂和力反馈遥操作主手的系统，包括力反馈操作主手1、UR3e机械臂2、蓄电池、POM绝缘外壳；其中，反馈操作主手1外接电源，蓄电池用于给UR3e机械臂2的控制器供电，力反馈操作主手1与UR3e机械臂2通过无线通信模块连接，UR3e机械臂2通过POM绝缘外壳封装。

还包括BMC-PT100云台摄像机，BMC-PT100云台摄像机用于实时监控工作现场，通过摄像机将采集的工作画面经过高清图传显示在标准的HMI显示屏上。

所述力反馈操作主手1的控制器将采集的角度传感器信息通过无线模块传送给UR3e机械臂2的控制器；UR3e机械臂2的控制器采集力传感器信息发送给力反馈操作主手1的控制器，完成双向通信控制。

所述力反馈操作主手1具有串联的结构形式，自由度数为6，且每个旋转关节上均安装有角度传感器，其中前三个关节上安装有电机和减速机，力反馈值为10N；力反馈操作主手1的关节腰部回转角度G1为170°，其关节肩部俯仰角度G2为90°，关节肘部俯仰角度G3为90°，关节小臂扭转角度G4为170°，关节腕部俯仰角度G5为80°，关节腕部回转角度G6为160°。

所述UR3e机械臂2采用全串联结构形式，通过液压系统驱动，液压系统主要包括过滤器、伺服阀、液压油缸，其液压油缸包括腰部旋转油缸b1、肩部俯仰油缸b2、肘部俯仰油缸b3、小臂扭转油缸b4、腕部俯仰油缸b5、腕部旋转油缸b6、夹持器油缸b7，其伺服阀包括伺服阀c1、伺服阀c2、伺服阀c3、伺服阀c4、伺服阀c5、伺服阀c6、伺服阀c7；液压系统主要通过液压油来驱动液压油缸动作而改变UR3e机械臂2的运动状态，液压油通过过滤器进行杂质过滤，然后逐次流过伺服阀c1～c7，液压伺服阀的通断和开度来决定液压油的流向和流量，从而决定UR3e机械臂2运动的方向和速度，接下来，液压油来驱动液压油缸动作而改变UR3e机械臂2的运动状态；UR3e机械臂2具有6个自由度，分别为腰部回转a1、肩部俯仰a2、肘部俯仰a3、小臂扭转a4、腕部俯仰a5、腕部回转a6，与此同时，a1为180°、a2为100°、a3为95°、a4为180°、a5为85°、a6为360°；UR3e机械臂2上安装力传感器进行力信息采集。

所述UR3e机械臂2的工作压力为16MPa。

所述POM绝缘外壳仿照UR3e机械臂2结构设计的外壳完全与UR3e机械臂2进行重合。