自適應(yīng)機(jī)械手臂的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自適應(yīng)機(jī)械手臂，包括回轉(zhuǎn)基座和手臂總成，手臂總成包括下臂總成、上臂總成和機(jī)械爪安裝總成，上臂總成包括上臂體和上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的下連桿通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ驅(qū)動(dòng)沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，上連桿中部鉸接設(shè)置于所述下臂體上端形成杠桿結(jié)構(gòu)，上臂體固定設(shè)置于所述上連桿并可隨所述上連桿沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，具有相當(dāng)高的運(yùn)動(dòng)靈活性，較好的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性，而且杠桿結(jié)構(gòu)可在較小驅(qū)動(dòng)力的情況下就使上臂體具有較高的承載力，達(dá)到省力的目的，還使得上臂體和下臂體在展開后活動(dòng)半徑大，可覆蓋較廣的操作空間，而且還較大程度的簡(jiǎn)化了機(jī)械手臂的整體重量和減小體積，降低制造、安裝和維護(hù)的復(fù)雜程度。
【專利說明】自適應(yīng)機(jī)械手臂
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)化機(jī)械部件，特別涉及一種自適應(yīng)機(jī)械手臂。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械手臂作為重要制造裝備中較為主要的關(guān)鍵裝備，在大型機(jī)床、大型生產(chǎn)線與設(shè)備組中得到廣泛應(yīng)用。機(jī)械手臂主要包括座體、臂體總成和機(jī)械手腕，臂體總成一般包括兩節(jié)或多節(jié)通過類似人肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)連接的機(jī)械臂體。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，為提高機(jī)械手臂的定位精度和載荷能力，多在機(jī)械臂體之間設(shè)置較多的傳動(dòng)和配合連接部件，造成傳動(dòng)鏈較長(zhǎng)，機(jī)械臂體負(fù)重較高，從而使得各個(gè)機(jī)械臂體的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性較低，臂體與臂體之間、臂體與機(jī)械手腕之間的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性較低，而且需要提供較高的驅(qū)動(dòng)力和較多的動(dòng)力源才能滿足工作要求，增加了制造成本和維護(hù)成本。
[0004]因此，需要對(duì)現(xiàn)有機(jī)械手臂進(jìn)行改進(jìn)，減小機(jī)械臂體的整體重量和體積，提高機(jī)械臂體的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性和彼此間的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性，并降低制造和維護(hù)成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種自適應(yīng)機(jī)械手臂，機(jī)械臂體的整體重量較輕、體積較小，機(jī)械臂體的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性和彼此間的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性大大提高，制造和維護(hù)成本得到降低。
[0006]本實(shí)用新型的自適應(yīng)機(jī)械手臂，包括回轉(zhuǎn)基座和手臂總成，手臂總成包括下臂總成、上臂總成和機(jī)械爪安裝總成；
[0007]所述下臂總成包括下臂體和臂體安裝座，臂體安裝座固定設(shè)置于回轉(zhuǎn)基座，所述下臂體以沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式單自由度配合設(shè)置于所述臂體安裝座；
[0008]所述上臂總成包括上臂體和上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括依次鉸接的下連桿、中間連桿I和上連桿，所述下連桿通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，所述上連桿中部鉸接設(shè)置于所述下臂體上端形成杠桿結(jié)構(gòu)，所述上臂體固定設(shè)置于所述上連桿并可隨所述上連桿沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0009]所述機(jī)械爪安裝總成包括連接架和機(jī)械爪安裝盤，所述機(jī)械爪安裝盤以可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝設(shè)置于連接架，所述連接架以沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接于所述上臂體前端。
[0010]進(jìn)一步，所述機(jī)械爪安裝總成還包括連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)依次鉸接的前連桿、中間連桿II和后連桿，所述后連桿下端鉸接于臂體安裝座，所述前連桿前端鉸接于連接架。
[0011]進(jìn)一步,所述機(jī)械手臂的工作半徑為1350mm-3150mm。
[0012]進(jìn)一步，所述中間連桿II為倒三角結(jié)構(gòu)，其前后端分別與前連接桿和后連桿鉸接，下端鉸接設(shè)置于下臂體上端外側(cè)。
[0013]進(jìn)一步，所述中間連桿II和所述上連桿通過同一鉸接軸實(shí)現(xiàn)與下臂體上端的鉸接。[0014]進(jìn)一步，所述臂體安裝座為U形結(jié)構(gòu)，其一端側(cè)壁設(shè)置所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I，驅(qū)動(dòng)電機(jī)I通過一減速齒輪副I驅(qū)動(dòng)下臂體轉(zhuǎn)動(dòng)，下臂體固定連接于減速齒輪副I的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副I的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述臂體安裝座另一端側(cè)壁設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)II，驅(qū)動(dòng)電機(jī)II通過一減速齒輪副II驅(qū)動(dòng)下連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，下連桿固定連接于減速齒輪副II的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副II的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)II帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]進(jìn)一步，所述回轉(zhuǎn)基座包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)II1、驅(qū)動(dòng)箱和回轉(zhuǎn)盤，所述驅(qū)動(dòng)箱包括箱體和設(shè)置于箱體內(nèi)的減速齒輪副III，所述回轉(zhuǎn)盤設(shè)置于驅(qū)動(dòng)箱上方固定連接于減速齒輪副III的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副III的主動(dòng)齒由驅(qū)動(dòng)電機(jī)II帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的自適應(yīng)機(jī)械手臂，上臂體通過上連桿與下臂體形成杠桿結(jié)構(gòu)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)下連桿帶動(dòng)上連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)上臂體繞上連桿與下臂體鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，不僅具有相當(dāng)高的運(yùn)動(dòng)靈活性，較好的轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)性，而且杠桿結(jié)構(gòu)可在較小驅(qū)動(dòng)力的情況下就使上臂體具有較高的承載力，達(dá)到省力的目的，另外，通過回轉(zhuǎn)基座和設(shè)置成連桿結(jié)構(gòu)的上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，不但使得上臂體和下臂體在展開后活動(dòng)半徑大，可覆蓋較廣的操作空間，而且還較大程度的簡(jiǎn)化了機(jī)械手臂的整體重量和減小體積，降低制造、安裝和維護(hù)的復(fù)雜程度，并且通過驅(qū)動(dòng)上臂體的單一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，就可使得機(jī)械爪安裝總成產(chǎn)生隨上臂體轉(zhuǎn)動(dòng)和繞與上臂體前端鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的雙重運(yùn)動(dòng)，與上臂體產(chǎn)生協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)效果，無(wú)需單設(shè)機(jī)械爪俯仰控制動(dòng)力源，大大提高了控制精度，降低了制造和維護(hù)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0018]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1后視圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)立體視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1后視圖，圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)立體視圖，如圖所示:本實(shí)施例的自適應(yīng)機(jī)械手臂，包括回轉(zhuǎn)基座和手臂總成，手臂總成包括下臂總成、上臂總成和機(jī)械爪安裝總成；
[0022]所述下臂總成包括下臂體I和臂體安裝座2，臂體安裝座2固定設(shè)置于回轉(zhuǎn)基座，所述下臂體I以沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式單自由度配合設(shè)置于所述臂體安裝座2 ；
[0023]所述上臂總成包括上臂體3和上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括依次鉸接的下連桿4、中間連桿I 5和上連桿6，所述下連桿4通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)I 17驅(qū)動(dòng)沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，所述上連桿6中部鉸接設(shè)置于所述下臂體I上端形成杠桿結(jié)構(gòu)，所述上臂體3固定設(shè)置于所述上連桿6并可隨所述上連桿6沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0024]所述機(jī)械爪安裝總成包括連接架7和機(jī)械爪安裝盤8，所述機(jī)械爪安裝盤8以可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝設(shè)置于連接架7，所述連接架7以沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接于所述上臂體3前端；機(jī)械爪安裝盤通過一驅(qū)動(dòng)電機(jī)16驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述機(jī)械爪安裝總成還包括連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)依次鉸接的前連桿9、中間連桿II 10和后連桿11，所述后連桿11下端鉸接于臂體安裝座2，所述前連桿9前端鉸接于連接架7 ;本機(jī)械手臂的工作半徑為1350mm-3150mm,即本機(jī)械臂前端可在半徑為1350mm的圓和半徑為3150mm的圓間形成的環(huán)形區(qū)域內(nèi)工作，活動(dòng)半徑較大，工作范圍更廣。
[0025]本實(shí)施例中，所述中間連桿II 10為倒三角結(jié)構(gòu)，其前后端分別與前連接桿9和后連桿11鉸接，下端鉸接設(shè)置于下臂體I上端外側(cè)；所述中間連桿II 10和所述上連桿6通過同一鉸接軸實(shí)現(xiàn)與下臂體I上端的鉸接；鉸接方式采用現(xiàn)有鉸接軸結(jié)構(gòu)，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；可對(duì)連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)，提供力度支撐，達(dá)到穩(wěn)定平順的運(yùn)行，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝拆卸及維護(hù)簡(jiǎn)單方便。
[0026]本實(shí)施例中，所述臂體安裝座2為U形結(jié)構(gòu)，其一端側(cè)壁設(shè)置所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I 17，驅(qū)動(dòng)電機(jī)I 17通過一減速齒輪副I驅(qū)動(dòng)下連桿4轉(zhuǎn)動(dòng)，下連桿4固定連接于減速齒輪副
I的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副I的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I 17帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述臂體安裝座2另一端側(cè)壁設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)II 12，驅(qū)動(dòng)電機(jī)II 12通過一減速齒輪副II驅(qū)動(dòng)下臂體I轉(zhuǎn)動(dòng)，下臂體I固定連接于減速齒輪副II的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副II的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)II 12帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述回轉(zhuǎn)基座包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)III 13、驅(qū)動(dòng)箱和回轉(zhuǎn)盤14，所述驅(qū)動(dòng)箱包括箱體15和設(shè)置于箱體內(nèi)的減速齒輪副III，所述回轉(zhuǎn)盤設(shè)置于驅(qū)動(dòng)箱上方固定連接于減速齒輪副III的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副III的主動(dòng)齒由驅(qū)動(dòng)電機(jī)II帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；在臂體安裝座上的有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)下臂體和下連桿兩個(gè)部件及其驅(qū)動(dòng)部件的安裝，較好的控制了尺寸和整體重量，使得結(jié)構(gòu)緊湊，達(dá)到了運(yùn)轉(zhuǎn)平衡；另外，減速齒輪副1、減速齒輪副II和減速齒輪副III的齒輪結(jié)構(gòu)也可通過現(xiàn)有的RV減速機(jī)或諧波減速器的的齒輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)16、驅(qū)動(dòng)電機(jī)I 17、驅(qū)動(dòng)電機(jī)II 12和驅(qū)動(dòng)電機(jī)III13與對(duì)應(yīng)的減速齒輪副裝配后，在保證裝配精度要求下，機(jī)械手臂的重復(fù)定位精度能達(dá)到0.05mm,重復(fù)循環(huán)精度能達(dá)到0.25mm,另外，回轉(zhuǎn)盤和機(jī)械爪安裝盤可以達(dá)到±400°的旋轉(zhuǎn)。
[0027]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)機(jī)械手臂，其特征在于:包括回轉(zhuǎn)基座和手臂總成，手臂總成包括下臂總成、上臂總成和機(jī)械爪安裝總成； 所述下臂總成包括下臂體和臂體安裝座，臂體安裝座固定設(shè)置于回轉(zhuǎn)基座，所述下臂體以沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式單自由度配合設(shè)置于所述臂體安裝座； 所述上臂總成包括上臂體和上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括依次鉸接的下連桿、中間連桿I和上連桿，所述下連桿通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，所述上連桿中部鉸接設(shè)置于所述下臂體上端形成杠桿結(jié)構(gòu)，所述上臂體固定設(shè)置于所述上連桿并可隨所述上連桿沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述機(jī)械爪安裝總成包括連接架和機(jī)械爪安裝盤，所述機(jī)械爪安裝盤以可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝設(shè)置于連接架，所述連接架以沿豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接于所述上臂體前端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂，其特征在于:所述機(jī)械爪安裝總成還包括連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述連接架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)依次鉸接的前連桿、中間連桿II和后連桿，所述后連桿下端鉸接于臂體安裝座，所述前連桿前端鉸接于連接架。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂，其特征在于:所述機(jī)械手臂的工作半徑為1350mm-3150mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂，其特征在于:所述中間連桿II為倒三角結(jié)構(gòu)，其前后端分別與前連接桿和后連桿鉸接，下端鉸接設(shè)置于下臂體上端外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂，其特征在于:所述中間連桿II和所述上連桿通過同一鉸接軸實(shí)現(xiàn)與下臂體上端的鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂，其特征在于:所述臂體安裝座為U形結(jié)構(gòu)，其一端側(cè)壁設(shè)置所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I，驅(qū)動(dòng)電機(jī)I通過一減速齒輪副I驅(qū)動(dòng)下臂體轉(zhuǎn)動(dòng)，下臂體固定連接于減速齒輪副I的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副I的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述臂體安裝座另一端側(cè)壁設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)II，驅(qū)動(dòng)電機(jī)II通過一減速齒輪副II驅(qū)動(dòng)下連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，下連桿固定連接于減速齒輪副II的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副II的主動(dòng)齒由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)II帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂，其特征在于:所述回轉(zhuǎn)基座包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)II1、驅(qū)動(dòng)箱和回轉(zhuǎn)盤，所述驅(qū)動(dòng)箱包括箱體和設(shè)置于箱體內(nèi)的減速齒輪副III，所述回轉(zhuǎn)盤設(shè)置于驅(qū)動(dòng)箱上方固定連接于減速齒輪副III的從動(dòng)齒輪軸，減速齒輪副III的主動(dòng)齒由驅(qū)動(dòng)電機(jī)II帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B25J9/06GK203792330SQ201420200776
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
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