本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種多臂機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)在工業(yè)的發(fā)展，機(jī)器人的使用越來(lái)越廣泛，機(jī)器人的機(jī)械手的使用也變得尤其重要，機(jī)械手的個(gè)數(shù)單一，操作有限空間，機(jī)械手的好壞決定了機(jī)器人的工作能力。但是，現(xiàn)有的機(jī)械手，主要是采用仿真技術(shù)，設(shè)置多個(gè)可彎曲的關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)內(nèi)部設(shè)置電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；或者，采用伸縮結(jié)構(gòu)，如氣缸、電缸和液壓缸等來(lái)實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動(dòng)。

眾所周知，電機(jī)和伸縮缸自身具有重量，而且驅(qū)動(dòng)力越大的電機(jī)或伸縮缸，其質(zhì)量越大，體積也越大。將這些驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)或伸縮機(jī)構(gòu)應(yīng)用到機(jī)械手臂中會(huì)大大增加其重量，自身體積，應(yīng)用空間，安裝維修難度，生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種由剪式機(jī)構(gòu)的組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定，可高精度，實(shí)現(xiàn)多空間定點(diǎn)操作的多臂機(jī)器人。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種多臂機(jī)器人，包括機(jī)架，安裝于機(jī)架側(cè)面的至少兩個(gè)所述伸縮臂，和安裝于所述伸縮臂一端部的終端工作機(jī)構(gòu)；

進(jìn)一步說(shuō)明，所述伸縮臂由多個(gè)剪叉式單元依次鉸接組成；所述剪叉式單元由兩根鉸接臂組成，兩根所述鉸接臂中部通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸鉸接，所述鉸接臂兩端設(shè)有鉸接端；相鄰的兩個(gè)所述剪叉式單元的鉸接臂的鉸接端依次鉸接；使所述伸縮臂呈兩端可伸縮的支架結(jié)構(gòu)；

更優(yōu)的，所述伸縮臂一端為驅(qū)動(dòng)端，一端為工作端，所述終端工作機(jī)構(gòu)設(shè) 于所述工作端；所述驅(qū)動(dòng)端處設(shè)有的所述剪叉式單元的鉸接臂，比所述工作端處設(shè)有的鉸接臂更長(zhǎng)，使得所述伸縮臂處于伸展或折疊狀態(tài)時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)端的寬度比所述工作端的寬度大。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述機(jī)架包括底座和安裝于底座上方的立柱；所述立柱側(cè)面設(shè)有驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述伸縮臂的驅(qū)動(dòng)端與所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)連接，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述伸縮臂的伸展或展開(kāi)。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)座、伸縮裝置和滑桿；所述轉(zhuǎn)動(dòng)座固定于立柱側(cè)面，所述滑桿固定于所述立柱側(cè)面；所述伸縮臂的驅(qū)動(dòng)端設(shè)有的兩個(gè)鉸接端，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)固定于所述轉(zhuǎn)動(dòng)座，一個(gè)滑動(dòng)套于所述滑桿外部，所述伸縮裝置安裝于所述立柱，并驅(qū)動(dòng)所述滑桿外部套設(shè)的鉸接端，使該鉸接端沿所述滑桿做上下往復(fù)滑動(dòng)。

更進(jìn)一步說(shuō)明，所述伸縮臂在所述立柱上的相對(duì)安裝位置很多，可根據(jù)需要所述伸縮臂具體在那些空間內(nèi)操作來(lái)設(shè)置；所述伸縮臂有兩個(gè)，如兩個(gè)所述伸縮臂對(duì)稱設(shè)于所述立柱的兩側(cè)；也可以將兩個(gè)所述伸縮臂的驅(qū)動(dòng)端分別設(shè)于所述立柱的兩個(gè)側(cè)面，且兩根所述伸縮臂的工作端運(yùn)動(dòng)軌跡共面，且兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡之間的夾角為90度。

更優(yōu)的，組成所述伸縮臂的所述剪叉式單元的鉸接臂長(zhǎng)度，從所述驅(qū)動(dòng)端到所述工作端方向梯度遞減。

更優(yōu)的，所述鉸接臂為兩端設(shè)有彎折的桿狀件；所述彎折背離所述剪叉式單元中部的鉸接位置；向所述伸縮臂外側(cè)彎折。

具體的，所述彎折的彎折角度范圍為0-70度。

更優(yōu)的，所述伸縮臂的工作端設(shè)有滑軌，所述滑軌設(shè)有一端開(kāi)口的滑槽，所述滑軌的不開(kāi)口端鉸接于所述工作端最末端的剪叉式單元，所述伸縮臂的其 他的剪叉式單元的中部轉(zhuǎn)動(dòng)軸突出向外，該中部轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑動(dòng)嵌套于所述滑槽內(nèi)，所述終端工作機(jī)構(gòu)固定于所述滑軌的不開(kāi)口端。

更優(yōu)的，所述伸縮臂中至少有一個(gè)所述剪叉式單元設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)限位部，所述轉(zhuǎn)動(dòng)限位部設(shè)于所述鉸接臂并凸出于所述鉸接臂的側(cè)面，用于設(shè)置所述剪叉式單元的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

本發(fā)明的有益效果：1、所述多臂機(jī)器人設(shè)有兩個(gè)錐形的所述伸縮臂，且兩個(gè)所述錐形的伸縮臂采用伸展方向單一，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的剪式機(jī)構(gòu)組成，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)方向唯一，可實(shí)現(xiàn)定向伸縮，剛性和強(qiáng)度增大，載荷能力提高；所述驅(qū)動(dòng)端寬度比所述工作端寬度大，使其伸縮比大；2、所述多臂機(jī)器人設(shè)有的所述伸縮臂，始終呈錐形狀的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使得所述錐形臂的伸縮運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定；3、所述多臂機(jī)器人設(shè)有的所述伸縮臂的工作端窄小，使得所述多臂機(jī)器人可應(yīng)用于狹小的空間內(nèi)工作，如利用工作端窄小的優(yōu)點(diǎn)，將所述伸縮臂伸進(jìn)爐口夾取鍛件，應(yīng)用范圍更廣泛；4、所述多臂機(jī)器人設(shè)有的所述伸縮臂均設(shè)于立柱上，且在所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的伸縮操作，從而使得所述多臂機(jī)器的適用范圍變大，工作穩(wěn)定性更高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例收縮時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中實(shí)施例的伸縮臂處于收縮狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中實(shí)施例的伸縮臂處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖2和圖3中實(shí)施例的伸縮臂的局部結(jié)構(gòu)的處于收縮狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖2和圖3中實(shí)施例的伸縮臂的局部結(jié)構(gòu)的處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中剪叉式單元的彎折角度的測(cè)量示意圖；

圖7是本發(fā)明中兩個(gè)伸縮臂對(duì)稱設(shè)置于立柱兩側(cè)時(shí)的一個(gè)實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明中兩個(gè)伸縮臂夾角90度設(shè)置于立柱兩側(cè)時(shí)的一個(gè)實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：伸縮臂100，驅(qū)動(dòng)端110，工作端120，終端工作機(jī)構(gòu)200，剪式單元10，鉸接臂11，鉸接端12，彎折13，滑軌15，滑槽16，機(jī)架300，底座310，立柱320，轉(zhuǎn)動(dòng)座330，伸縮裝置340，滑桿350。

具體實(shí)施方式

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

實(shí)施例1

如圖1-8所示，一種多臂機(jī)器人，包括機(jī)架300，安裝于機(jī)架300側(cè)面的兩個(gè)所述伸縮臂100，和安裝于所述伸縮臂100一端部的終端工作機(jī)構(gòu)200；

所述伸縮臂由多個(gè)剪叉式單元10依次鉸接組成；所述剪叉式單元10由兩根鉸接臂11組成，兩根所述鉸接臂11中部通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸鉸接，所述鉸接臂11兩端設(shè)有鉸接端12；相鄰的兩個(gè)所述剪叉式單元10的鉸接臂11的鉸接端12依次鉸接；使所述伸縮臂呈兩端可伸縮的支架結(jié)構(gòu)；

所述伸縮臂一端為驅(qū)動(dòng)端110，一端為工作端120，所述終端工作機(jī)構(gòu)200為自動(dòng)夾鉗，其設(shè)于所述工作端120；

所述驅(qū)動(dòng)端110處設(shè)有的所述剪叉式單元10的鉸接臂11，比所述工作端120處設(shè)有的鉸接臂11更長(zhǎng)，使得所述伸縮臂處于伸展或折疊狀態(tài)時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)端110的寬度比所述工作端120的寬度大。

所述多臂機(jī)器人設(shè)有兩個(gè)錐形的所述伸縮臂100。組成所述伸縮臂100的所述剪叉式單元10的鉸接臂11長(zhǎng)度，從所述驅(qū)動(dòng)端110到所述工作端120梯度遞減。使得所述伸縮臂無(wú)論處于伸展還是折疊時(shí)，都是呈錐形狀，寬度較大的所述驅(qū)動(dòng)端110用于固定和驅(qū)動(dòng)所述伸縮臂，寬度逐漸變小、質(zhì)量逐漸變輕的中間部分的所述剪叉式單元10起到主要伸縮作用，寬度最小的所述工作端120距離所述驅(qū)動(dòng)端110用于進(jìn)行相關(guān)工作；所述伸縮臂整體呈錐形狀，又由于所述剪叉式單元10的鉸接方式，使得所述伸縮臂只有一個(gè)自由度，所述驅(qū)動(dòng)端110的運(yùn)動(dòng)方向完全決定了所述工作端120的運(yùn)動(dòng)方向，所以錐形狀的伸縮臂具有等同于三角形的穩(wěn)定性，也就是說(shuō)，所述驅(qū)動(dòng)端110等同于三角形的底邊，所述工作端120等同于三角形中與底邊相對(duì)的頂點(diǎn)位置；使得所述伸縮臂的伸展或折疊運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，工作時(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)工作，工作精度大提高。所述多臂機(jī)器人的立柱320側(cè)面設(shè)有兩個(gè)所述伸縮臂100，使得所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)能驅(qū)動(dòng)兩個(gè)伸縮臂100，對(duì)立柱320周圍多個(gè)空間工作，使得所述多臂機(jī)器人的工作效率更高，使用范圍更廣。

所述機(jī)架300包括底座310和安裝于底座310上方的立柱320；所述立柱320側(cè)面設(shè)有驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述伸縮臂100的驅(qū)動(dòng)端110與所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)連接，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述伸縮臂100的伸展或展開(kāi)。所述底座地面較寬，所述立柱320和所述伸縮臂100固定在所述底座310上，使得所述多臂機(jī)器人的安裝或放置更加穩(wěn)定。所述伸縮臂100安裝在所述立柱320上，所述立柱320為所述伸縮臂100提供了足夠的安裝位置，和工作空間；根據(jù)工作需要，可以將所述立柱320轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述底座310上，使得所述立柱310能相對(duì)于底座320轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述伸縮臂100擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述多臂機(jī)器人的多角度操作。

所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)座330、伸縮裝置340和滑桿350；所述轉(zhuǎn)動(dòng)座330 固定于立柱320側(cè)面，所述滑桿350固定于所述立柱320側(cè)面；所述伸縮臂100的驅(qū)動(dòng)端110設(shè)有的兩個(gè)鉸接端12，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)固定于所述轉(zhuǎn)動(dòng)座330，一個(gè)滑動(dòng)套于所述滑桿350外部，所述伸縮裝置100安裝于所述立柱320，并驅(qū)動(dòng)所述滑桿350外部套設(shè)的鉸接端12，使該鉸接端12沿所述滑桿350做上下往復(fù)滑動(dòng)。所述伸縮臂100的驅(qū)動(dòng)端110的一個(gè)鉸接端12相對(duì)于所述立柱320定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，并在所述立柱320側(cè)面上下移動(dòng)，而另外一個(gè)鉸接端12在所述立柱的側(cè)面設(shè)有的滑桿350上滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了所述伸縮臂100的驅(qū)動(dòng)端110處的所述剪叉單元10的張開(kāi)和收縮；這樣既避免了兩個(gè)所述鉸接端12都相對(duì)于所述立柱320滑動(dòng)，導(dǎo)致所述伸縮臂100在所述立柱320側(cè)面上的安裝位置變動(dòng)，導(dǎo)致工作性能不穩(wěn)定，又可以保證所述伸縮臂100的伸展和收縮能保持在一條直線上，保持所述伸縮臂100的伸展方向不變，進(jìn)而保證了所述多臂機(jī)器人工作的穩(wěn)定。

如圖7所示，兩個(gè)所述伸縮臂100對(duì)稱設(shè)于所述立柱320的兩側(cè)。使得所述多臂機(jī)器人能同時(shí)在立柱320對(duì)稱兩側(cè)的空間內(nèi)完成工作。

當(dāng)然根據(jù)需要，如圖8所示，兩個(gè)所述伸縮臂100的驅(qū)動(dòng)端120分別設(shè)于所述立柱320的兩個(gè)側(cè)面，且兩根所述伸縮臂100的工作端120運(yùn)動(dòng)軌跡共面，且兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡之間的夾角為90度。使得所述多臂機(jī)器人能同時(shí)在立柱320垂直兩側(cè)的空間內(nèi)完成工作。

所述鉸接臂11為兩端設(shè)有彎折13的桿狀件；所述彎折13背離所述剪叉式單元10中部的鉸接位置；向所述伸縮臂100外側(cè)彎折13。所述彎折13設(shè)于所述鉸接臂11的兩端，并向所述伸縮臂100的外側(cè)彎折13，從而使得所述伸縮臂100在伸展過(guò)程中，伸展程度越大，所述驅(qū)動(dòng)端110的寬度與所述工作端120的寬度比更大，使得所述伸縮臂100的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，工作精度更高。

所述彎折13的彎折角度范圍為0-70度。具體的，所述彎折13的彎折角度 如圖5所示，為5度，具體測(cè)量方法為：將同一個(gè)所述鉸接臂11上的彎折13的端點(diǎn)連接，再過(guò)該鉸接臂11中部鉸接點(diǎn)作兩個(gè)彎折13端點(diǎn)連線的平行線，彎折13端點(diǎn)和中部鉸接點(diǎn)的連線與上述水平線的夾角即為所述彎折13的彎折角度范圍。因?yàn)楫?dāng)所述伸縮臂100伸展時(shí)，兩跟鉸接臂11同一端的兩個(gè)所述彎折13是繞著中部鉸接位置轉(zhuǎn)動(dòng)的，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，如果彎折13的彎折角度較小(0-70度)時(shí)，兩個(gè)所述彎折13是背向遠(yuǎn)離的，才能起到增大所述驅(qū)動(dòng)端110和所述工作端120寬度比的作用；如果彎折13的彎折角度偏大(大于70度)時(shí)，所述伸縮臂100伸展很小的程度，兩個(gè)彎折13就開(kāi)始相向靠攏，從而逐漸減小了所述驅(qū)動(dòng)端110和所述工作端120寬度比；因此將所述彎折角度的彎折角度設(shè)在0-70度范圍內(nèi)，既能保證所述伸縮臂100有足夠大的伸縮空間，又能使得彎折13在所述伸縮臂100伸縮過(guò)程中，始終起到增大所述驅(qū)動(dòng)端110和所述工作端120寬度比的作用，進(jìn)而使得所述伸縮臂100的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

所述伸縮臂100設(shè)有的工作端120設(shè)有滑軌15，所述滑軌15設(shè)有一端開(kāi)口的滑槽16，所述滑軌15的不開(kāi)口端鉸接于所述工作端120最末端的剪叉式單元10，所述伸縮臂100的其他的剪叉式單元10的中部轉(zhuǎn)動(dòng)軸突出向外，該中部轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑動(dòng)嵌套于所述滑槽16內(nèi)，所述終端工作機(jī)構(gòu)200固定于所述滑軌15的不開(kāi)口端。所述滑軌15一方面將所述工作端120的端部夾住，使得其運(yùn)動(dòng)時(shí)可沿著所述滑軌15滑動(dòng)，滑動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定；另一方面，所述滑軌15將所述終端工作機(jī)構(gòu)200與所述工作端120連接，并使得所述終端工作機(jī)構(gòu)200不能相對(duì)于所述工作端120伸縮方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)；使得所述終端工作機(jī)構(gòu)200與所述伸縮臂100的連接固定更加方便、簡(jiǎn)化，進(jìn)而使得所述伸縮臂100的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、工作精度更好。

所述伸縮臂100中至少有一個(gè)所述剪叉式單元10設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)限位部，所述轉(zhuǎn) 動(dòng)限位部設(shè)于所述鉸接臂11并凸出于所述鉸接臂11的側(cè)面，用于設(shè)置所述剪叉式單元10的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度。所述剪叉式單元10設(shè)有的兩個(gè)所述鉸接臂11，繞著中部的鉸接位置轉(zhuǎn)動(dòng)，所述限位部凸起的設(shè)于所述鉸接臂11的側(cè)面，當(dāng)所述鉸接臂11轉(zhuǎn)動(dòng)到所述限位部處，會(huì)被所述限位部擋住，使其不能進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而限制所述伸縮臂100的伸展長(zhǎng)度和狀態(tài)。

實(shí)施例2

如圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1相比，區(qū)別在于所述多臂機(jī)器人設(shè)有六個(gè)所述伸縮臂100，所述立柱320為六棱柱，六個(gè)所述伸縮臂100分別設(shè)于六棱柱的六個(gè)側(cè)面。六個(gè)所述伸縮臂100即可以所述六棱柱的幾何中心為圓心，沿著徑向運(yùn)動(dòng)，使得所述多臂機(jī)器人能在所述立柱320四周的多個(gè)空間內(nèi)進(jìn)行操作。

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?，本領(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)。