(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211268988.0 (22)申请日 2022.10.17 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 (72)发明人 王卓琳　 (74)专利代理 机构 北京沃知思真知识产权代理 有限公司 1 1942 专利代理师 尹得银 (51)Int.Cl. B25J 9/08(2006.01) B25J 9/12(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 18/00(2006.01) B25J 17/02(2006.01) (54)发明名称 一种机械臂驱动系统 (57)摘要 本发明公开了一种机械臂驱动系统， 涉及机 械臂技术领域， 包括控制端和机械臂， 所述控制 端与机械臂电性连接， 且控制端与外部计算机数 据连接， 所述机械臂包括直角架一， 所述直角架 一前端固定有超声波传感器； 本发明提供， 本文 设计的基于STM的四 自由度机械臂控制系统能够 满足中小型机器人控制器的性能要求， 在操作灵 活度、 控制精度、 易操作性等方面都表现出良好 的性能； 舵机五转动带动一个夹爪机构， 从而驱 动另一夹爪机构将工件夹取， 两个海绵套中设置 有压力传感器， 将对夹取工件的压力实时输送至 控制端， 并通过控制端传输到计算机， 提供完整 的信息。 权利要求书2页 说明书6页 附图9页 CN 115533884 A 2022.12.30 CN 115533884 A 1.一种机械臂驱动系统， 包括控制端(1)和机械臂(3)， 其特征在于： 所述控制端(1)与 机械臂(3)电性连接， 且控制端(1)与外部计算机数据连接， 所述机械臂(3)包括直角架一， 所述直角架 一前端固定有超声波传感器(2)， 且直角架 一上端固定连接有舵机一(31)， 所述 舵机一(31)上端通过转轴活动连接有U形架一(32)， 且U形架一(32)内上方设置有舵机二 (33)， 所述舵机二(33)侧端转轴 与U形架一(32)侧壁活动连接， 且舵机二(33)另一侧端固定 有连接轴， 并与U形架一(32)另一侧壁活动连接， 所述舵机二(33)上端设置有舵机三(34)， 且舵机三(34)与舵机二(33)之间设置有连接板(39)， 并螺丝固定连接， 所述舵机三(34)上 部安装有U形架二(35)， 所述舵机三(34)侧端转轴与U形架二(35)侧壁活动连接， 且舵机三 (34)另一侧端固定有连接轴， 并与U形架二(35)另一侧壁活动连接， 所述U形架二(35)上端 固定连接有直角架二(38)， 且直角架二(38)上端固定安装有舵机四(36)， 所述舵机四(36) 上部安装有U形架三(37)， 所述舵机四(36)侧端转轴与U形架三(37)侧壁活动连接， 且舵机 四(36)另一侧端 固定有连接轴， 并与U形架三(37)另一侧壁活动连接， 所述U形架三(37)上 端固定安装有机 械爪(4)； 所述控制端(1)包括外 壳、 主控制模块和电源模块， 所述主控制模块和电源模块与机械 臂(3)电性连接 。 2.根据权利要求1所述的一种机械臂驱动系统， 其特征在于， 所述主控制模块包括微处 理器、 电源电路、 复位电路和系统时钟电路以及JTAG调试电路组成。 3.根据权利要求1所述的一种机械臂驱动系统， 其特征在于， 所述电源模块为双电源供 电模式， 其包括AMS1117 ‑3.3V芯片构成的3.3V稳压电路和LM2596开关电压调节器构成集成 电路。 4.根据权利要求1所述的一种机械臂驱动系统， 其特征在于， 所述控制端(1)内部控制 程序模块包括初始模块和运行模块， 所述初始模块由系统时钟与Syst ick定时器模块， 串口 通讯模块， PWM波输出模块， 超声 波感应模块和计数模块构成。 5.根据权利要求1所述的一种机械臂驱动系统， 其特征在于， 所述机械爪(4)包括安装 座(41)、 舵机五(42)和两个夹爪机构(43)， 所述安装座(41)固定安装在U形架三(37)顶部， 且两个夹爪机构(43)对称驱动安装在安装座(4 1)前端， 所述安装座(41)背面固定安装有舵 机五(42)， 且舵机五(42)转轴贯 穿安装座(41)， 并与其中一个夹爪机构(43)驱动连接 。 6.根据权利要求5所述的一种机械臂驱动系统， 其特征在于， 所述夹爪机构(43)包括驱 动轮(431)， 所述 驱动轮(431)转轴活动安装在安装座(41)上， 且驱动轮(431)一侧设置有齿 块结构(4311)， 所述驱动轮(431)外上侧固定连接与连接杆(432)的一端， 且 连接杆(432)另 一端转轴活动连接有夹爪(433)， 所述夹爪(433)中部转轴活动连接有 联动杆(435)的一端， 且联动杆(435)的另一端与安装座(41)上部转轴活动连接， 所述夹爪(433)上部套接有海绵 套(434)。 7.根据权利要求5所述的一种机械臂驱动系统， 其特征在于， 所述两个夹爪机构(43)的 驱动轮(431)齿块结构(431 1)相互啮合。 8.根据权利要求6所述的一种机械臂驱动系 统， 其特征在于， 所述海绵套(434)中设置 有压力传感器， 并与控制端(1)电性连接 。 9.根据权利要求1所述的一种机械臂驱动系 统， 其特征在于， 所述舵机一(31)、 舵机二 (33)、 舵机三(34)、 舵机四(3 6)和舵机五(42)组成 驱动模块， 并与控制端(1)电性控制连接 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115533884 A 210.根据权利要求1所述的一种机械臂驱动系统， 其特征在于， 所述舵机一(31)、 舵机二 (33)、 舵机三(34)、 舵机四(36)和舵机五(42)分别为腰运动关节， 肩运动关节、 肘运动关节、 腕运动关节和手爪运动关节。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115533884 A 3