采用無線傳輸電能驅(qū)動的機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及采用無線傳輸電能驅(qū)動的機(jī)械手，其特征是所述機(jī)械手包括機(jī)械臂與關(guān)節(jié)，所述機(jī)械臂內(nèi)安裝有直流主電源、機(jī)械手主控制器、信號調(diào)制解調(diào)器、直-交流轉(zhuǎn)換器、互感諧振主線圈；所述機(jī)械手主控制器與信號調(diào)制解調(diào)器相連接，直流主電源與直-交流轉(zhuǎn)換器相連，直-交流轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)制解調(diào)器相連，信號調(diào)制解調(diào)器與互感諧振主線圈相連，并通過互感諧振主線圈發(fā)射的射頻信號與關(guān)節(jié)相連；直流主電源輸出的直流電經(jīng)直-交流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為交流電后輸入信號調(diào)制解調(diào)器中，所述信號調(diào)制解調(diào)器將機(jī)械手主控制器產(chǎn)生的控制信號與交流電進(jìn)行調(diào)諧后傳輸至互感諧振主線圈轉(zhuǎn)化為射頻信號，并通過射頻信號與關(guān)節(jié)中的輸入端互感諧振線圈相連。
【專利說明】采用無線傳輸電能驅(qū)動的機(jī)械手

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種機(jī)械手，尤其是采用無線輸電和無線信號控制技術(shù)的機(jī)械手。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有機(jī)械手運動部位基本上還需要連接各種引線，包括電能提供的電源線、控制運動的控制總線和各種傳感器的傳輸總線，所以造成了很多機(jī)械手運動范圍受限不能很靈活的配置，每款機(jī)械手都要提前預(yù)定好線路位置和移動范圍，并且很多機(jī)械手關(guān)節(jié)部位不能自由旋轉(zhuǎn)，降低了機(jī)械手的運動靈活性。因此提供一種消除引線配制限制，關(guān)節(jié)活動范圍更大的機(jī)械手成為現(xiàn)有技術(shù)中所要解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了提供一種消除引線配制限制，關(guān)節(jié)活動范圍更大的機(jī)械手，本實用新型提供了一種新的機(jī)械手，采用無線信號傳輸和無線電能輸送技術(shù)使控制信號和電能的傳輸均可以采用無線方式。避免了引線配置對機(jī)械手關(guān)節(jié)活動范圍的限制。
[0004]本實用新型提供了一種采用無線傳輸電能驅(qū)動的機(jī)械手，其特征是所述機(jī)械手包括機(jī)械臂與關(guān)節(jié)，所述機(jī)械臂內(nèi)安裝有直流主電源、機(jī)械手主控制器、信號調(diào)制解調(diào)器、直-交流轉(zhuǎn)換器、互感諧振主線圈；所述機(jī)械手主控制器與信號調(diào)制解調(diào)器相連接，直流主電源與直-交流轉(zhuǎn)換器相連，直-交流轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)制解調(diào)器相連，信號調(diào)制解調(diào)器與互感諧振主線圈相連，并通過互感諧振主線圈發(fā)射的射頻信號與關(guān)節(jié)相連；直流主電源輸出的直流電經(jīng)直-交流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為交流電后輸入信號調(diào)制解調(diào)器中，所述信號調(diào)制解調(diào)器將機(jī)械手主控制器產(chǎn)生的控制信號與交流電進(jìn)行調(diào)諧后傳輸至互感諧振主線圈轉(zhuǎn)化為射頻信號，并通過射頻信號與關(guān)節(jié)中的輸入端互感諧振線圈相連；
[0005]所述關(guān)節(jié)內(nèi)安裝有輸入端互感諧振線圈、輸出端互感諧振線圈、信號調(diào)制解調(diào)模塊、交-直流轉(zhuǎn)換器、控制模塊、角度傳感模塊、驅(qū)動輸出模塊和驅(qū)動電機(jī)；
[0006]所述輸入端互感諧振線圈與輸出端互感諧振線圈分別繞在關(guān)節(jié)鐵氧體磁芯的輸入端與輸出端，輸入端互感諧振線圈分別與信號調(diào)制解調(diào)模塊和交-直流轉(zhuǎn)換器相連接，信號調(diào)制解調(diào)模塊與控制模塊相連接、控制模塊還與驅(qū)動輸出模塊相連接，驅(qū)動輸出模塊還與驅(qū)動電機(jī)相連接，角度傳感模塊也與控制模塊相連；
[0007]交-直流轉(zhuǎn)換器將從輸出端互感諧振線圈輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電后再分別與信號調(diào)制解調(diào)模塊、控制模塊、角度傳感模塊、驅(qū)動輸出模塊相連。
[0008]所述輸入端互感諧振線圈用于接收機(jī)械臂互感諧振主線圈發(fā)射的射頻信號并轉(zhuǎn)換為交流電，
[0009]所述信號調(diào)制解調(diào)模塊用于將輸入端互感諧振線圈轉(zhuǎn)換得到的交流電中的控制信號解調(diào)并輸入控制模塊，還可以將控制模塊產(chǎn)生的反饋信號進(jìn)行調(diào)制并通過輸入端互感線圈轉(zhuǎn)化為射頻信號；
[0010]所述角度傳感模塊用于將關(guān)節(jié)開合的角度信息輸入控制模塊，
[0011]所述控制模塊通過對控制信號與角度信息進(jìn)行處理，得到驅(qū)動控制信號并輸入驅(qū)動輸出模塊，并產(chǎn)生反饋信號。所述反饋信號經(jīng)輸入端互感諧振線圈、互感諧振主線圈可輸入機(jī)械手主控制器。
[0012]所述驅(qū)動輸出模塊通過驅(qū)動控制模塊對驅(qū)動電機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)速、驅(qū)動方向行進(jìn)控制，實現(xiàn)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)。
[0013]優(yōu)選所述的互感諧振主線圈也纏繞在鐵氧體磁芯上。
[0014]本實用新型通過采用將互感諧振線圈繞制在鐵氧體磁芯上，使得用于驅(qū)動關(guān)節(jié)運動的電能能夠通過無線傳輸?shù)姆绞綇臋C(jī)械臂傳輸至關(guān)節(jié)的驅(qū)動電機(jī)上，同時以無線傳輸電能的電磁波為載波，將控制信號及控制模塊產(chǎn)生的反饋信號調(diào)制在載波形成調(diào)諧信號，也實現(xiàn)了對關(guān)節(jié)的無線控制和對控制信號的無線反饋。本實用新型提供的機(jī)械手，機(jī)械臂與關(guān)節(jié)間完全不使用引線，從而可以使關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)范圍更大。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例提供的機(jī)械手的整體連接結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例提供的機(jī)械手的關(guān)節(jié)部分連接結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是本實用新型實施例提供的機(jī)械手的關(guān)節(jié)與機(jī)械臂連接部分局部結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0018]實施例1
[0019]本實施例提供的機(jī)械手整體連接結(jié)構(gòu)圖和關(guān)節(jié)部分的連接結(jié)構(gòu)圖分別如圖1、圖2所示，關(guān)節(jié)與機(jī)械臂連接部分局部結(jié)構(gòu)如圖3所示
[0020]所述機(jī)械手包括機(jī)械臂I與關(guān)節(jié)2，所述機(jī)械臂內(nèi)安裝有直流主電源14、機(jī)械手主控制器11、信號調(diào)制解調(diào)器12、直-交流轉(zhuǎn)換器15、互感諧振主線圈13 ;所述機(jī)械手主控制器與信號調(diào)至解調(diào)器相連接，機(jī)械手直流主電源與直-交流轉(zhuǎn)換器相連，直-交流轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)制解調(diào)器相連，信號調(diào)制解調(diào)器與互感諧振主線圈相連，并通過互感諧振主線圈發(fā)射的射頻信號與關(guān)節(jié)相連；直流主電源輸出的直流電經(jīng)直-交流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為交流電后輸入信號調(diào)制解調(diào)器中，所述信號調(diào)制解調(diào)器將機(jī)械手主控制器產(chǎn)生的控制信號與交流電進(jìn)行調(diào)諧后傳輸至互感諧振主線圈轉(zhuǎn)化為射頻信號，并通過射頻信號與關(guān)節(jié)中的輸入端互感諧振線圈相連；
[0021]所述關(guān)節(jié)內(nèi)安裝有輸入端互感諧振線圈21、輸出端互感諧振線圈25、信號調(diào)制解調(diào)模塊22、交-直流轉(zhuǎn)換器26、控制模塊23、角度傳感模塊27、驅(qū)動輸出模塊24和驅(qū)動電機(jī)28 ；
[0022]所述輸入端互感諧振線圈與輸出端互感諧振線圈分別繞在關(guān)節(jié)鐵氧體磁芯的輸入端與輸出端，輸入端互感諧振線圈分別與信號調(diào)制解調(diào)模塊和交-直流轉(zhuǎn)換器相連接，信號調(diào)制解調(diào)模塊與控制模塊相連接、控制模塊還與驅(qū)動輸出模塊相連接，驅(qū)動輸出模塊還與驅(qū)動電機(jī)相連接，角度傳感模塊也與控制模塊相連；
[0023]交-直流轉(zhuǎn)換器將從輸出端互感諧振線圈輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電后再分別傳輸至信號調(diào)制解調(diào)模塊、控制模塊、角度傳感模塊、驅(qū)動輸出模塊；
[0024]所述輸入端互感諧振線圈用于接收機(jī)械臂互感諧振主線圈發(fā)射的射頻信號并轉(zhuǎn)換為交流電，
[0025]所述信號調(diào)制解調(diào)模塊用于將輸入端互感諧振線圈轉(zhuǎn)換得到的交流電中的控制信號解調(diào)并輸入控制模塊，還可以將控制模塊產(chǎn)生的反饋信號進(jìn)行調(diào)制并通過輸入端互感諧振線圈轉(zhuǎn)化為射頻信號；
[0026]所述角度傳感模塊用于將關(guān)節(jié)開合的角度信息輸入控制模塊，
[0027]所述控制模塊通過對控制信號與角度信息進(jìn)行處理，得到驅(qū)動控制信號并輸入驅(qū)動輸出模塊，并產(chǎn)生反饋信號。所述反饋信號經(jīng)輸入端互感諧振線圈、互感諧振主線圈可輸入機(jī)械手主控制器。
[0028]所述驅(qū)動輸出模塊通過驅(qū)動控制模塊對驅(qū)動電機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)速、驅(qū)動方向行進(jìn)控制，實現(xiàn)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)。
[0029]互感諧振主線圈也纏繞在鐵氧體磁芯上。
[0030]如圖3所示，互感諧振主線圈和輸入端互感諧振線圈分別纏繞在不同的鐵氧體磁芯上，其中互感諧振主線圈位于機(jī)械臂內(nèi)，輸入端互感諧振線圈和輸出端互感諧振線圈(圖3中未繪出)繞制在關(guān)節(jié)鐵氧體磁芯29上并位于關(guān)節(jié)軸連接軸(圖3中未繪出)中，關(guān)節(jié)連接軸與機(jī)械臂之間具有一定間隙并裝有防磨損的耐磨潤滑部件，以確?；ジ兄C振主線圈和輸入端互感諧振線圈之間的間隙不隨關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)而變化，從而使信號傳輸穩(wěn)定。經(jīng)直-交流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的交流電頻率準(zhǔn)確設(shè)定到互感諧振線圈的諧振頻率，可以大大提高傳輸效率。
【權(quán)利要求】
1.一種采用無線傳輸電能驅(qū)動的機(jī)械手，其特征是所述機(jī)械手包括機(jī)械臂與關(guān)節(jié)，所述機(jī)械臂內(nèi)安裝有直流主電源、機(jī)械手主控制器、信號調(diào)制解調(diào)器、直-交流轉(zhuǎn)換器、互感諧振主線圈；所述機(jī)械手主控制器與信號調(diào)制解調(diào)器相連接，直流主電源與直-交流轉(zhuǎn)換器相連，直-交流轉(zhuǎn)換器與信號調(diào)制解調(diào)器相連，信號調(diào)制解調(diào)器與互感諧振主線圈相連，并通過互感諧振主線圈發(fā)射的射頻信號與關(guān)節(jié)相連；直流主電源輸出的直流電經(jīng)直-交流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為交流電后輸入信號調(diào)制解調(diào)器中，所述信號調(diào)制解調(diào)器將機(jī)械手主控制器產(chǎn)生的控制信號與交流電進(jìn)行調(diào)諧后傳輸至互感諧振主線圈轉(zhuǎn)化為射頻信號，并通過射頻信號與關(guān)節(jié)中的輸入端互感諧振線圈相連； 所述關(guān)節(jié)內(nèi)安裝有輸入端互感諧振線圈、輸出端互感諧振線圈、信號調(diào)制解調(diào)模塊、交-直流轉(zhuǎn)換器、控制模塊、角度傳感模塊、驅(qū)動輸出模塊和驅(qū)動電機(jī)； 所述輸入端互感諧振線圈與輸出端互感諧振線圈分別繞在關(guān)節(jié)鐵氧體磁芯的輸入端與輸出端，輸入端互感諧振線圈分別與信號調(diào)制解調(diào)模塊和交-直流轉(zhuǎn)換器相連接，信號調(diào)制解調(diào)模塊與控制模塊相連接、控制模塊還與驅(qū)動輸出模塊相連接，驅(qū)動輸出模塊還與驅(qū)動電機(jī)相連接，角度傳感模塊也與控制模塊相連； 交-直流轉(zhuǎn)換器將從輸出端互感諧振線圈輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電后再分別與信號調(diào)制解調(diào)模塊、控制模塊、角度傳感模塊、驅(qū)動輸出模塊相連。
2.如權(quán)利要求1所述機(jī)械手，其特征是所述的互感諧振主線圈也纏繞在鐵氧體磁芯上。
【文檔編號】B25J17/00GK204183554SQ201420652027
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】趙振河, 許楠, 劉明鳳, 潘月 申請人:天津創(chuàng)杰星河科技發(fā)展有限公司