一種多自由度機械臂的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多自由度機械臂，包括具有驅(qū)動輪的基座，基座上方安裝有升降桿，升降桿的頂端具有拾取臂，所述拾取臂具有機械手和滑軌，機械手安裝于滑塊上，滑塊放置于滑軌中，所述滑塊由鋼絲繩牽引，鋼絲繩收卷于位于升降桿和拾取臂連接處的鋼絲繩收卷輪上，鋼絲繩收卷輪由位于升降桿上端的馬達(dá)驅(qū)動，所述滑塊的遠(yuǎn)離升降桿的一端具有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的另一端可拆卸地固定于拾取臂端部。該機械臂能夠滿足一般工業(yè)生產(chǎn)中取放零件的需要，且結(jié)構(gòu)簡單、易于維修保養(yǎng)，制造和維護成本低廉。
【專利說明】一種多自由度機械臂
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種機械臂，尤其是一種多自由度機械臂。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的提高，越來越多的機械臂被投入到實際生產(chǎn)中去。現(xiàn)有技術(shù)中對于如何設(shè)計、優(yōu)化機械臂也做出大量研究，提出了各種各樣的機械臂結(jié)構(gòu)。例如邵艷鳴等(機械設(shè)計與制造，2011年第10期)公開了一種七自由度機械臂；郭軍等(首屆全國航空航天領(lǐng)域中的力學(xué)問題學(xué)術(shù)研討會論文集，下冊，PP.51-54)對柔性雙連桿機械臂運動規(guī)劃及仿真做出研究。
[0003]但是，實際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要機械臂取用的零件、工具等，往往整齊地排放于儲藏中，機械臂僅需做出簡單的動作即可實現(xiàn)零件等的取放?，F(xiàn)有技術(shù)中多教導(dǎo)如何設(shè)計高自由度的機械臂，直接導(dǎo)致了其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和制造維護成本提高。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種多自由度機械臂，其是用市場上易于購得的通用型原件制造，可由操作人員現(xiàn)場地對機械故障進行檢查排除、甚至更換零件；盡可能簡化機械臂結(jié)構(gòu)，以提高其工作可靠性。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案如下。
[0006]一種多自由度機械臂，包括具有驅(qū)動輪的基座，基座上方安裝有升降桿，升降桿的頂端具有拾取臂，
[0007]所述拾取臂具有機械手和滑軌，機械手安裝于滑塊上，滑塊放置于滑軌中，
[0008]所述滑塊由鋼絲繩牽引，鋼絲繩收卷于位于升降桿和拾取臂連接處的鋼絲繩收卷輪上，鋼絲繩收卷輪由位于升降桿上端的馬達(dá)驅(qū)動，
[0009]所述滑塊的遠(yuǎn)離升降桿的一端具有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的另一端可拆卸地固定于拾取臂端部。
[0010]作為優(yōu)選，所述升降桿伸展后全高度為2-2.5m，所述拾取臂長度為1.5_2m。
[0011]作為優(yōu)選，所述鋼絲繩收卷輪可拆卸地安裝。
[0012]作為優(yōu)選，所述機械手按照垂直于地面、指向上的方式安裝，機械手具有對稱分布的2-4根機械指，機械指可實現(xiàn)張開和夾合的動作。
[0013]作為優(yōu)選，所述升降桿安裝于可360°旋轉(zhuǎn)的云臺上，升降桿和云臺之間還具有液壓千斤頂。
[0014]作為優(yōu)選，所述復(fù)位彈簧為兩根。
[0015]采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于:機械臂安裝于任何自驅(qū)動基座上，具有較高靈活性。機械臂按照儲藏高度可垂直調(diào)整自身高度、按照零件距離基座遠(yuǎn)近水平調(diào)整機械手位置，僅需要兩個自由度即可完成零件的拾取，極大地簡化了機械臂的結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本。同時，機械臂使用鋼絲繩牽引作為動力傳動部件，相比齒輪、皮帶或鏈條傳動而言生產(chǎn)成本降低，且鋼絲繩牽引的結(jié)構(gòu)簡單、零部件易于購買和更換，降低了機械臂的使用維修成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型機械臂的示意圖。
[0017]圖2是本實用新型機械臂的側(cè)視圖。
[0018]圖3是本實用新型機械臂的拾取臂的俯視圖。
[0019]圖中:
[0020]1、基座；2、驅(qū)動輪；3、云臺；4、液壓千斤頂；5、升降桿；6、零件拾取臂；7、鋼絲繩收卷輪；8、馬達(dá)；9、復(fù)位彈簧；10、鋼絲繩；11、滑塊；12、機械手。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本實用新型的一個【具體實施方式】中，機械臂具有3個自由度，即升降桿的垂直伸縮和旋轉(zhuǎn)、以及機械手的水平移動。出于進一步降低成本的目的，升降桿的旋轉(zhuǎn)自由度還可以被取消。
[0022]如圖2-3所示，具有驅(qū)動輪2的基座I上安裝有升降桿5，升降桿5與基座I之間依次具有液壓千斤頂4和可360°旋轉(zhuǎn)云臺3。
[0023]升降桿5的頂端具有拾取臂6，拾取臂6具有機械手12和滑軌，機械手12安裝于滑塊11上，滑塊放置于滑軌中。所述滑塊11由鋼絲繩10牽引，鋼絲繩10收卷于位于升降桿5和拾取臂6連接處的鋼絲繩收卷輪7上，鋼絲繩收卷輪7可拆卸地安裝、并由位于升降桿5上端的馬達(dá)8驅(qū)動。如此設(shè)計，極大地減輕了拾取臂的重量，避免了后一自由度的設(shè)備重量累加與前一自由度上。同時，機械手12運動距離可由鋼絲繩10收卷長度加以衡量，而后者又可以由鋼絲繩收卷輪7的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)測得，從而以最簡單的零件實現(xiàn)了足以滿足需要的功能。
[0024]所述滑塊11的遠(yuǎn)離升降桿5的一端具有兩根復(fù)位彈簧9，復(fù)位彈簧9的另一端可拆卸地固定于拾取臂6的端部。
[0025]升降桿全高度為2m，拾取臂長1.5m。
[0026]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種多自由度機械臂，其特征在于，其包括具有驅(qū)動輪(2)的基座(1)，基座(I)上方安裝有升降桿(5)，升降桿(5)的頂端具有拾取臂(6)，所述拾取臂(6)具有機械手(12)和滑軌，機械手(12)安裝于滑塊(11)上，滑塊(11)放置于滑軌中，所述滑塊(11)由鋼絲繩(10)牽引，鋼絲繩(10)收卷于位于升降桿(5)和拾取臂(6)連接處的鋼絲繩收卷輪(7)上，鋼絲繩收卷輪(7)由位于升降桿(5)上端的馬達(dá)(8)驅(qū)動，所述滑塊(11)的遠(yuǎn)離升降桿(5)的一端具有復(fù)位彈簧(9)，復(fù)位彈簧(9)的另一端可拆卸地固定于拾取臂(6)端部。
2.如權(quán)利要求1所述的多自由度機械臂，其特征在于，所述升降桿(5)伸展后全高度為2-2.5m，所述拾取臂(6)長度為1.5_2m。
3.如權(quán)利要求1所述的多自由度機械臂，其特征在于，所述鋼絲繩收卷輪(7)可拆卸地安裝。
4.如權(quán)利要求1所述的多自由度機械臂，其特征在于，所述升降桿(5)安裝于可360°旋轉(zhuǎn)的云臺(3)上。
5.如權(quán)利要求4所述的多自由度機械臂，其特征在于，所述升降桿(5)和可360°旋轉(zhuǎn)的云臺(3 )之間還具有液壓千斤頂(4 )。
【文檔編號】B25J5/06GK203752143SQ201420155668
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】宋明安, 王小龍, 孫潔, 同彥恒, 李志博, 麻輝, 劉學(xué)平 申請人:寧夏巨能機器人系統(tǒng)有限公司