本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種平衡式示教機(jī)械臂。

背景技術(shù)：

目前大多使用的機(jī)器人示教存在一定的局限，主要是對(duì)編程人員技術(shù)水平要求較高，在應(yīng)用于種類繁多、表面復(fù)雜的產(chǎn)品時(shí)，效率低、工作量大。在專利ZL 2014 2 0847601.1所描述的拖動(dòng)式示教機(jī)械臂被發(fā)明出來以后，機(jī)器人示教的工作量被大大降低。

但是，由于示教機(jī)械臂具有一定的重量，在操作人員使用時(shí)容易引起疲勞，對(duì)操作人員的體能要求高；而且由于機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過程中重力引起的力矩不斷發(fā)生變化，對(duì)提高示教軌跡的穩(wěn)定性造成不利影響。因此為了降低操作者的工作強(qiáng)度，從而使運(yùn)動(dòng)軌跡更加平滑可控，操作輕便，特發(fā)明一種平衡式示教關(guān)節(jié)臂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提出一種平衡式示教機(jī)械臂，為了解決示教關(guān)節(jié)體重量大、操作不便等問題。

為達(dá)到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種平衡式示教機(jī)械臂，包括底座、機(jī)身、下臂、上臂安裝座、上臂和示教手腕，所述底座通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接有所述機(jī)身的一端，所述機(jī)身的另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接有所述下臂的一端，所述下臂的另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接有所述上臂安裝座的一端，所述上臂安裝座的另一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接有所述上臂的一端，所述上臂的另一端設(shè)置有用于拖動(dòng)示教的示教手腕，所述機(jī)身、所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸及所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間還設(shè)置有平衡縮放裝置。

所述平衡縮放裝置包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接結(jié)構(gòu)、縮放部和固定支架，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接結(jié)構(gòu)連接于所述縮放部的一端，所述縮放部的另一端連接所述固定支架，所述固定支架安裝于所述機(jī)身。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接結(jié)構(gòu)包括聯(lián)動(dòng)搖桿、從動(dòng)搖桿和平衡連桿，所述聯(lián)動(dòng)搖桿的一端鉸接于所述平衡連桿的上端，所述聯(lián)動(dòng)搖桿的中部鉸接于所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述聯(lián)動(dòng)搖桿的另一端與所述上臂安裝座固連；所述從動(dòng)搖桿的一端鉸接于靠近所述平衡連桿下端的部位，所述從動(dòng)搖桿的另一端鉸接于所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。

所述平衡連桿與所述下臂相互平行設(shè)置，且所述平衡連桿的長(zhǎng)度大于所述下臂的長(zhǎng)度，所述聯(lián)動(dòng)搖桿上與所述從動(dòng)搖桿相對(duì)的部分與所述從動(dòng)搖桿互相平行且長(zhǎng)度相等。

所述縮放部為可拉伸的彈簧。

所述固定支架為“<”形支架。

所述固定支架的一端固定設(shè)置于所述機(jī)身，所述固定支架的另一端的端部設(shè)有用于固定所述縮放部的一端的第一掛軸。

所述平衡連桿的延伸端設(shè)有第二掛軸，所述第二掛軸用于固定所述縮放部的一端，所述縮放部固定于所述第一掛軸和所述第二掛軸上。

所述平衡連桿的鉸接處設(shè)置有自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承。

所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸上分別設(shè)有轉(zhuǎn)角限位構(gòu)件裝置。

本發(fā)明通過加裝平衡裝置，可以將示教機(jī)械臂的下臂、上臂和示教手腕的重量基本抵消，使操作者獲得更加輕便靈活的操作經(jīng)驗(yàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

其中：1為底座；2為機(jī)身；3為下臂；4為上臂；5為第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸；6為第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸；7為第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸；8為示教手腕；9為縮放部；10為固定支架；11為聯(lián)動(dòng)搖桿；12為從動(dòng)搖桿；13為平衡連桿；14為上臂安裝座；15為第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸；101為第一掛軸；131為第二掛軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1或圖2所示，一種平衡式示教機(jī)械臂，包括底座1、機(jī)身2、下臂3、上臂安裝座14、上臂4和示教手腕8，所述底座1通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5連接有所述機(jī)身2的一端，所述機(jī)身2的另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸6連接有所述下臂3的一端，所述下臂3的另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸7連接有所述上臂安裝座14的一端，所述上臂安裝座14的另一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸15連接有所述上臂4的一端，所述上臂4的另一端設(shè)置有用于拖動(dòng)示教的示教手腕8，其特征在于：所述機(jī)身2、所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸6及所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸7之間還設(shè)置有平衡縮放裝置。

本方案基于示教機(jī)械臂作為機(jī)器人工作軌跡的采集裝置上，加裝了一種平衡縮放裝置，機(jī)械臂是由一系列連桿通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接在一起的開式運(yùn)動(dòng)鏈，其關(guān)節(jié)只由軸承來傳遞示教時(shí)所傳遞給各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)信息，由于機(jī)械臂本身重量很大，工作人員在操作過久時(shí)很容易產(chǎn)生疲勞，從而影響到運(yùn)動(dòng)信息的穩(wěn)定性，通過加裝平衡縮放裝置，使得各個(gè)關(guān)節(jié)上的受力達(dá)到平衡，穩(wěn)定了運(yùn)動(dòng)軌跡，降低了操作人員的工作難度。

更進(jìn)一步的說明，所述平衡縮放裝置包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接結(jié)構(gòu)、縮放部9和固定支架10，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸7和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸6通過所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接結(jié)構(gòu)連接于所述縮放部9的一端，所述縮放部9的另一端連接所述固定支架10，所述固定支架安裝于所述機(jī)身2。

由于示教機(jī)械手臂重量大，操作人員在使用時(shí)容易引起疲勞，機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)中重力引起力矩不斷變化，降低示教軌跡的穩(wěn)定性，添加平衡縮放裝置，降低操作人員工作強(qiáng)度，示教軌跡平滑可控。

更進(jìn)一步的說明，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接結(jié)構(gòu)包括聯(lián)動(dòng)搖桿11、從動(dòng)搖桿12和平衡連桿13，所述聯(lián)動(dòng)搖桿11的一端鉸接于所述平衡連桿13的上端，所述聯(lián)動(dòng)搖桿11的中部鉸接于所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸7上，所述聯(lián)動(dòng)搖桿11的另一端與所述上臂安裝座14固連，；所述從動(dòng)搖桿12的一端鉸接于靠近所述平衡連桿13下端的部位，所述從動(dòng)搖桿12的另一端鉸接于所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸6上。

示教過程中，操作人員通過示教機(jī)械臂末端的手柄進(jìn)行操作，按照特定軌跡進(jìn)行移動(dòng)的過程中，下臂與上臂的運(yùn)動(dòng)便通過聯(lián)動(dòng)搖桿、從動(dòng)搖桿和平衡連桿使得拉伸彈簧發(fā)生相應(yīng)的變形，利用彈簧力來平衡機(jī)械臂重力引起的力矩的變化。

更進(jìn)一步的說明，所述平衡連桿13與所述下臂3相互平行設(shè)置，且所述平衡連桿13的長(zhǎng)度大于所述下臂3的長(zhǎng)度。所述平衡連桿的長(zhǎng)度根據(jù)力學(xué)平衡原理確定，有效的確保運(yùn)動(dòng)軌跡的穩(wěn)定同時(shí)使操作人員的操作難度系數(shù)降到最低。所述聯(lián)動(dòng)搖桿11上與所述從動(dòng)搖桿12相對(duì)的部分與所述從動(dòng)搖桿12互相平行且長(zhǎng)度相等

更進(jìn)一步的說明，所述兩根平行的平衡連桿13之間設(shè)置有加強(qiáng)桿，目的是使平衡連桿之間的連接更為牢固，避免因機(jī)械臂重力過大造成的設(shè)備損傷。

更進(jìn)一步的說明，所述平衡連桿13的鉸接處設(shè)置有自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承。自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承的球形滑動(dòng)接觸面大，允許的傾斜角大，具有承受較大載荷與抗沖擊的能力，并且有抗腐蝕、耐磨損、自調(diào)心和潤(rùn)滑好等特點(diǎn)。

更進(jìn)一步的說明，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸6和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸7上分別設(shè)有轉(zhuǎn)角限位構(gòu)件裝置。

轉(zhuǎn)角限位構(gòu)件裝置用于記憶機(jī)械臂在運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，更精確的將運(yùn)動(dòng)軌跡儲(chǔ)存起來，便于以后機(jī)械臂自動(dòng)工作使用。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。