一種多自由度機(jī)器人手臂的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多自由度機(jī)器人手臂，包括手爪機(jī)構(gòu)、手腕機(jī)構(gòu)及小臂機(jī)構(gòu)，所述小臂機(jī)構(gòu)設(shè)有關(guān)節(jié)電機(jī)及兩個(gè)相互嚙合的第一圓錐齒輪與第二圓錐齒輪，所述關(guān)節(jié)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與第一圓錐齒輪的中心軸固定連接；所述第二圓錐齒輪的一端延伸至手腕機(jī)構(gòu)內(nèi)并與手腕機(jī)構(gòu)固定，所述手腕機(jī)構(gòu)包括手腕箱體及設(shè)置在手腕箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與手爪機(jī)構(gòu)連接。本實(shí)用新型的小臂機(jī)構(gòu)通過電機(jī)與2個(gè)圓錐齒輪配合，有利于簡(jiǎn)化系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式的結(jié)構(gòu)形式；關(guān)節(jié)電機(jī)用于實(shí)現(xiàn)手腕的擺動(dòng)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于實(shí)現(xiàn)手腕的旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)精度高、精度控制簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)小臂、手腕多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。
【專利說明】一種多自由度機(jī)器人手臂
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種具有多自由度的機(jī)器人手臂。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，機(jī)器人的研究應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)展，其中仿人機(jī)器人的研究和應(yīng)用尤其受到普遍關(guān)注，并成為智能機(jī)器人領(lǐng)域中最活躍的研究熱點(diǎn)之一。仿人機(jī)器人在助老、助殘領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可完成取藥、倒水、冰箱取物、開門和攙扶老人等行為。機(jī)器人機(jī)械手臂是仿人機(jī)器人系統(tǒng)中最具代表性的復(fù)雜部件，是仿人機(jī)器人完成抓取作業(yè)和與人機(jī)交互的基礎(chǔ)，仿人機(jī)器人配備雙臂，因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的緊湊和通用性和靈活性是實(shí)現(xiàn)手臂智能控的首要因素，同時(shí)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)靈活性、安全性、平穩(wěn)性和多自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)是一個(gè)急需解決的問題。
[0003]使用傳統(tǒng)方式驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)器人，因鉸鏈間隙誤差、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)誤差等影響，造成并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度差、精度控制復(fù)雜等難點(diǎn)。而且，其剛度弱，不能承受高速帶來的沖擊，機(jī)構(gòu)部件容易損傷；現(xiàn)有的機(jī)器人常常采用蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，則必然以空間交叉方式變向，不利于簡(jiǎn)化系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式的結(jié)構(gòu)形式。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種且可以實(shí)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動(dòng)，剛性好，使機(jī)器人的動(dòng)作更敏捷、更流暢的多自由度機(jī)器人手臂。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種多自由度機(jī)器人手臂，包括手爪機(jī)構(gòu)、手腕機(jī)構(gòu)及小臂機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述小臂機(jī)構(gòu)設(shè)有關(guān)節(jié)電機(jī)及兩個(gè)相互嚙合的第一圓錐齒輪與第二圓錐齒輪，所述關(guān)節(jié)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與第一圓錐齒輪的中心軸固定連接；所述第二圓錐齒輪的一端延伸至手腕機(jī)構(gòu)內(nèi)并與手腕機(jī)構(gòu)固定，所述手腕機(jī)構(gòu)包括手腕箱體及設(shè)置在手腕箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與手爪機(jī)構(gòu)連接。
[0007]具體的，所述手爪機(jī)構(gòu)包括固定支架及固定在固定架內(nèi)上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述固定支架上鉸接有若干個(gè)手爪，所述手爪的一端通過連桿與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出主軸連接。
[0008]具體的，所述的手腕箱體內(nèi)開有內(nèi)凹容納空間，所述手爪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述內(nèi)凹容納空間內(nèi)。
[0009]優(yōu)選的，所述手爪設(shè)有三個(gè)，所述的三個(gè)手爪呈腳爪形板，周向均布于所述固定支架上。
[0010]本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0011]1、本實(shí)用新型的小臂機(jī)構(gòu)通過電機(jī)與2個(gè)圓錐齒輪配合，有利于簡(jiǎn)化系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式的結(jié)構(gòu)形式；關(guān)節(jié)電機(jī)用于實(shí)現(xiàn)手腕的擺動(dòng)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于實(shí)現(xiàn)手腕的旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)精度高、精度控制簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)小臂、手腕多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。
[0012]2、手爪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在手腕結(jié)構(gòu)內(nèi)部，以此來減輕手部的重量，讓手爪能夠作靈活的運(yùn)動(dòng)，工作空間范圍大，動(dòng)作靈活，通用性強(qiáng)、能抓取近距離的物體，工藝操作精度高。
[0013]3、手爪鉸接在固定支架上，手爪機(jī)構(gòu)采用連桿來帶動(dòng)手爪以抓取與放松工件運(yùn)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)手爪閉合時(shí)，本手爪機(jī)構(gòu)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)抓取不同直徑圓柱體工件的功能，相比于現(xiàn)有的只有兩個(gè)相向閉合的手爪，本實(shí)用新型手爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性好，輸出力矩大和重載能力強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0016]實(shí)施例
[0017]如圖1所示，本實(shí)施例提供一種多自由度機(jī)器人手臂，包括手爪機(jī)構(gòu)、手腕機(jī)構(gòu)及小臂機(jī)構(gòu)，所述小臂機(jī)構(gòu)設(shè)有關(guān)節(jié)電機(jī)I及兩個(gè)相互嚙合的第一圓錐齒輪2與第二圓錐齒輪3，所述關(guān)節(jié)電機(jī)3輸出軸通過聯(lián)軸器4與第一圓錐齒輪2的中心軸固定連接；所述第二圓錐齒輪3的一端延伸至手腕機(jī)構(gòu)內(nèi)并與手腕機(jī)構(gòu)固定，所述手腕機(jī)構(gòu)包括手腕箱體5及設(shè)置在手腕箱體5內(nèi)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)6,所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)6的輸出軸與手爪機(jī)構(gòu)連接。
[0018]具體的，所述手爪機(jī)構(gòu)包括固定支架7及固定在固定架7內(nèi)上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8，所述固定支架7上通過若干個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷鉸接有若干個(gè)手爪9，所述手爪的一端通過連桿10與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8的輸出主軸連接。手爪鉸接在固定支架上，手爪機(jī)構(gòu)采用連桿來帶動(dòng)手爪以抓取與放松工件運(yùn)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)手爪閉合時(shí)，本手爪機(jī)構(gòu)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)抓取不同直徑圓柱體工件的功能。
[0019]所述的手腕箱體5內(nèi)開有內(nèi)凹容納空間11，所述手爪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8安裝在所述內(nèi)凹容納空間11內(nèi)。手爪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在手腕結(jié)構(gòu)內(nèi)部，以此來減輕手部的重量，讓手爪能夠作靈活的運(yùn)動(dòng)，工作空間范圍大，動(dòng)作靈活，通用性強(qiáng)、能抓取近距離的物體，工藝操作精度高。
[0020]所述手爪9設(shè)有三個(gè)，所述的三個(gè)手爪9呈腳爪形板，周向均布于所述固定支架7上。相比于現(xiàn)有的只有兩個(gè)相向閉合的手爪，本實(shí)用新型手爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性好，輸出力矩大和重載能力強(qiáng)。
[0021]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多自由度機(jī)器人手臂，包括手爪機(jī)構(gòu)、手腕機(jī)構(gòu)及小臂機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述小臂機(jī)構(gòu)設(shè)有關(guān)節(jié)電機(jī)及兩個(gè)相互嚙合的第一圓錐齒輪與第二圓錐齒輪，所述關(guān)節(jié)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與第一圓錐齒輪的中心軸固定連接；所述第二圓錐齒輪的一端延伸至手腕機(jī)構(gòu)內(nèi)并與手腕機(jī)構(gòu)固定，所述手腕機(jī)構(gòu)包括手腕箱體及設(shè)置在手腕箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與手爪機(jī)構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多自由度機(jī)器人手臂，其特征在于:所述手爪機(jī)構(gòu)包括固定支架及固定在固定架內(nèi)上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述固定支架上鉸接有若干個(gè)手爪，所述手爪的一端通過連桿與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出主軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述多自由度機(jī)器人手臂，其特征在于:所述的手腕箱體內(nèi)開有內(nèi)凹容納空間，所述手爪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述內(nèi)凹容納空間內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述多自由度機(jī)器人手臂，其特征在于:所述手爪設(shè)有三個(gè)，所述的三個(gè)手爪呈腳爪形板，周向均布于所述固定支架上。
【文檔編號(hào)】B25J18/00GK203680320SQ201420063775
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】童揚(yáng)威 申請(qǐng)人:惠州特科光電科技有限公司