CN103009386A - 一种兼多自由度耦合与运动自锁功能的机器人肩部机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有多自由度耦合与运动自锁双重功能的棚室机器人肩部机构，该机构中的U型架在提升舵机经提升蜗轮和提升蜗杆驱动后，可绕着提升蜗轮轴线旋转，旋转任意角度后自锁；旋转舵机经直齿轮、旋转涡轮、旋转蜗杆传动后，可使旋转平台绕着旋转蜗轮轴线旋转，旋转任意角度后自锁；同时推进舵机经通过对直齿轮组、T型伞齿轮组、梯形丝杠进行驱动，实现螺母沿丝杠往复移动，并移动到任意位置后自锁；铰接于两侧螺母上的交叉式折叠推进装置在螺母的带动下沿滑道移动，实现了机械手固定架的移动及自锁；通过以上三种不同方向运动的空间叠加，能使机械手固定架灵巧准确地到达以该机构为球心的球体内的任意一点，并实现自锁。

Description

一种兼多自由度耦合与运动自锁功能的机器人肩部机构
技术领域
本发明涉及一种兼多自由度精确控制与运动自锁功能的机器人肩部机构，属于农业机器人的运动自锁机构。
背景技术
随着机械装备的日益增多，人们对机械装备运动自由度和运动精准度的要求也越来越高，以往的机器人肩部机构体积庞大，精确可控性差，无自锁功能，难以应用于小型棚室机器人肩部的运动上。本发明针对存在的问题，研制了此种集成多自由度耦合与运动自锁功能的机器人肩部机构，可解决上述问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有多自由度精确控制与运动自锁双重功能的机器人肩部机构，该机构是由旋转平台，交叉式折叠推进装置，U型架，梯形丝杠，底部止推轴承，推进舵机，提升涡轮，提升蜗杆，提升舵机，旋转蜗杆，旋转舵机，直齿轮，旋转涡轮，顶部止推轴承，直齿轮组，T型伞齿轮组，螺母，机械手固定架，滑块，滑道组成；在使用时，该机构中的U型架，在提升舵机经提升蜗轮和提升蜗杆驱动后，可绕着提升蜗轮轴线旋转，旋转任意角度后自锁；旋转平台置于顶部止推轴承和底部止推轴承中间，在U型架顶部，旋转舵机经直齿轮、旋转涡轮、旋转蜗杆传动后，可使旋转平台绕着旋转蜗轮轴线旋转，旋转任意角度后自锁；同时寄托在旋转平台上T型伞齿轮组，由推进舵机经直齿轮组增速后，带动固定在T型伞齿轮组两端的两个梯形丝杠等速反向旋转，从而驱动丝杠上的螺母沿丝杠来回移动，移动到任意位置后自锁，铰接于两侧螺母上的交叉式折叠推进装置的末端，在螺母的带动下沿滑道移动，实现了机械手固定架的移动及自锁。通过以上三种不同方向运动的空间叠加，能使机械手固定架灵巧准确地到达以该机构为球心的球体内的任意一点，并实现自锁。
本发明所述的一种兼多自由度精确控制与运动自锁功能的机器人肩部机构，该机构是由旋转平台，交叉式折叠推进装置，U型架，梯形丝杠，底部止推轴承，推进舵机，提升涡轮，提升蜗杆，提升舵机，旋转蜗杆，旋转舵机，直齿轮，旋转涡轮，顶部止推轴承，直齿轮组，T型伞齿轮组，螺母，机械手固定架，滑块，滑道组成；在U型架（3）的一侧固定提升涡轮（7）、提升蜗杆（8）、提升舵机（9），在U型架（3）的顶部固定旋转涡轮（13）、旋转蜗杆（10）、旋转舵机（11）和直齿轮（12），旋转平台（1）置于U型架（3）腔内底部止推轴承（5）和顶部止推轴承（14）之间，T型伞齿轮组（16）固定在旋转平台（1）上，T型伞齿轮组（16）的后部经直齿轮组（15）与推进舵机（6）相连，T型伞齿轮组（16）的两侧固定两个梯形丝杠（4），在两侧的两个梯形丝杠（4）上对称固定有两个螺母（17），交叉式折叠推进装置（2）的一端铰接在螺母（17）上，一端铰接在机械手安装架（18）上，机械手安装架（18）固定在两个滑道（20）上的两个滑块（19）上。
附图说明：
参见附图
图1为本发明结构示意图
图1中，1、固定在旋转平台；2、交叉式折叠推进装置；3、U型架；4、梯形丝杠；5、底部止推轴承；6、推进舵机；7、提升涡轮；8、提升蜗杆；9、提升舵机；10、旋转蜗杆；11、旋转舵机；12、直齿轮；13、顶部固定旋转涡轮；14、顶部止推轴承；15、直齿轮组；16、T型伞齿轮组；17、螺母；18、机械手安装架；19、滑块；20、滑道。
具体实施方式：
  本发明所述的一种兼多自由度精确控制与运动自锁功能的机器人肩部机构，该机构是由旋转平台，交叉式折叠推进装置，U型架，梯形丝杠，底部止推轴承，推进舵机，提升涡轮，提升蜗杆，提升舵机，旋转蜗杆，旋转舵机，直齿轮，旋转涡轮，顶部止推轴承，直齿轮组，T型伞齿轮组，螺母，机械手固定架，滑块，滑道组成；在U型架（3）的一侧固定提升涡轮（7）、提升蜗杆（8）、提升舵机（9），在U型架（3）的顶部固定旋转涡轮（13）、旋转蜗杆（10）、旋转舵机（11）和直齿轮（12），旋转平台（1）置于U型架（3）腔内底部止推轴承（5）和顶部止推轴承（14）之间，T型伞齿轮组（16）固定在旋转平台（1）上，T型伞齿轮组（16）的后部经直齿轮组（15）与推进舵机（6）相连，T型伞齿轮组（16）的两侧固定两个梯形丝杠（4），在两侧的两个梯形丝杠（4）上对称固定有两个螺母（17），交叉式折叠推进装置（2）的一端铰接在螺母（17）上，一端铰接在机械手安装架（18）上，机械手安装架（18）固定在两个滑道（20）上的两个滑块（19）上。
在使用时，该机构中的U型架（3），在提升舵机（9）经提升蜗轮（7）和提升蜗杆（8）驱动后，可绕着提升蜗轮（7）轴线旋转，旋转任意角度后自锁；旋转平台置于顶部止推轴承（14）和底部止推轴承（5）中间，在U型架（3）顶部，旋转舵机经直齿轮（12）、旋转涡轮（13）、旋转蜗杆（10）传动后，可使旋转平台绕着旋转蜗轮（13）轴线旋转，旋转任意角度后自锁；同时寄托在旋转平台上T型伞齿轮组（16），由推进舵机（6）经直齿轮组（15）增速后，带动固定在T型伞齿轮组（16）两端的两个梯形丝杠（4）等速反向旋转，从而驱动丝杠上的螺母（17）沿丝杠来回移动，移动到任意位置后自锁，铰接于两侧螺母（17）上的交叉式折叠推进装置（2）的末端，在螺母（17）的带动下滑块（19）沿滑道（20）移动，丛而实现了机械手固定架（18）的移动及自锁。通过以上三种不同方向运动的空间叠加，能使机械手固定架灵巧准确地到达以该机构为球心的球体内的任意一点，并实现自锁。 

Claims (4)

1.多自由度精确控制与运动自锁功能的机器人肩部机构，其特征在于，该机构是由旋转平台，交叉式折叠推进装置，U型架，梯形丝杠，底部止推轴承，推进舵机，提升涡轮，提升蜗杆，提升舵机，旋转蜗杆，旋转舵机，直齿轮，旋转涡轮，顶部止推轴承，直齿轮组，T型伞齿轮组，螺母，机械手固定架，滑块，滑道组成；在U型架（3）的一侧固定提升涡轮（7）、提升蜗杆（8）、提升舵机（9），在U型架（3）的顶部固定旋转涡轮（13）、旋转蜗杆（10）、旋转舵机（11）和直齿轮（12），旋转平台（1）置于U型架（3）腔内底部止推轴承（5）和顶部止推轴承（14）之间，T型伞齿轮组（16）固定在旋转平台（1）上，T型伞齿轮组（16）的后部经直齿轮组（15）与推进舵机（6）相连，T型伞齿轮组（16）的两侧固定两个梯形丝杠（4），在两侧的两个梯形丝杠（4）上对称固定有两个螺母（17），交叉式折叠推进装置（2）的一端铰接在螺母（17）上，一端铰接在机械手安装架（18）上，机械手安装架（18）固定在两个滑道（20）上的两个滑块（19）上。
2.根据权利要求书1所述的多自由度精确控制与运动自锁功能的机器人肩部机构，其特征在于提升舵机（9）与提升蜗杆（8）和提升涡轮（7）连接，U型架（3）与提升涡轮（7）连接。
3.根据权利要求书1所述的多自由度精确控制与运动自锁功能的机器人肩部机构，其特征在于旋转舵机（11）经直齿轮（12）与旋转蜗杆（10）和旋转涡轮（13）连接，旋转平台（1）与旋转涡轮（13）连接。
4.根据权利要求书1所述的多自由度精确控制与运动自锁功能的机器人肩部机构，其特征在于T型伞齿轮组（16）固定在旋转平台（1）上，T型伞齿轮组（16）的后部经直齿轮组（15）与推进舵机（6）相连，T型伞齿轮组（16）的两侧固定两个梯形丝杠（4），在两侧的两个梯形丝杠（4）上对称固定有两个螺母（17），交叉式折叠推进装置（2）的一端铰接在螺母（17）上，一端铰接在机械手安装架（18）上，机械手安装架（18）固定在两个滑道（20）上的两个滑块（19）上。
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