CN104972479B - 一种多自由度机械臂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多自由度机械臂,包括具有驱动轮的基座,基座上方安装有升降杆,升降杆的顶端具有拾取臂,所述拾取臂具有机械手和滑轨,机械手安装于滑块上,滑块放置于滑轨中,所述滑块由钢丝绳牵引,钢丝绳收卷于位于升降杆和拾取臂连接处的钢丝绳收卷轮上,钢丝绳收卷轮由位于升降杆上端的马达驱动,所述滑块的远离升降杆的一端具有复位弹簧,复位弹簧的另一端可拆卸地固定于拾取臂端部。该机械臂能够满足一般工业生产中取放零件的需要,且结构简单、易于维修保养,制造和维护成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械臂,尤其是一种多自由度机械臂。
背景技术
随着工业生产自动化程度的提高,越来越多的机械臂被投入到实际生产中去。现有技术中对于如何设计、优化机械臂也做出大量研究,提出了各种各样的机械臂结构。例如邵艳鸣等(机械设计与制造,2011年第10期)公开了一种七自由度机械臂;郭军等(首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集,下册,pp.51-54)对柔性双连杆机械臂运动规划及仿真做出研究。
但是,实际的工业生产中,需要机械臂取用的零件、工具等,往往整齐地排放于储藏中,机械臂仅需做出简单的动作即可实现零件等的取放。现有技术中多教导如何设计高自由度的机械臂,直接导致了其结构的复杂化和制造维护成本提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多自由度机械臂,其是用市场上易于购得的通用型原件制造,可由操作人员现场地对机械故障进行检查排除、甚至更换零件;尽可能简化机械臂结构,以提高其工作可靠性。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案如下。
一种多自由度机械臂,包括具有驱动轮的基座,基座上方安装有升降杆,升降杆的顶端具有拾取臂,
所述拾取臂具有机械手和滑轨,机械手安装于滑块上,滑块放置于滑轨中,
所述滑块由钢丝绳牵引,钢丝绳收卷于位于升降杆和拾取臂连接处的钢丝绳收卷轮上,钢丝绳收卷轮由位于升降杆上端的马达驱动,
所述滑块的远离升降杆的一端具有复位弹簧,复位弹簧的另一端可拆卸地固定于拾取臂端部。
作为优选,所述升降杆伸展后全高度为2-2.5m,所述拾取臂长度为1.5-2m。
作为优选,所述钢丝绳收卷轮可拆卸地安装。
作为优选,所述机械手按照垂直于地面、指向上的方式安装,机械手具有对称分布的2-4根机械指,机械指可实现张开和夹合的动作。
作为优选,所述升降杆安装于可360°旋转的云台上,升降杆和云台之间还具有液压千斤顶。
作为优选,所述复位弹簧为两根。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于:机械臂安装于任何自驱动基座上,具有较高灵活性。机械臂按照储藏高度可垂直调整自身高度、按照零件距离基座远近水平调整机械手位置,仅需要两个自由度即可完成零件的拾取,极大地简化了机械臂的结构,降低了生产成本。同时,机械臂使用钢丝绳牵引作为动力传动部件,相比齿轮、皮带或链条传动而言生产成本降低,且钢丝绳牵引的结构简单、零部件易于购买和更换,降低了机械臂的使用维修成本。
附图说明
图1是本发明机械臂的示意图。
图2是本发明机械臂的侧视图。
图3是本发明机械臂的拾取臂的俯视图。
图中:
1、基座;2、驱动轮;3、云台;4、液压千斤顶;5、升降杆;6、零件拾取臂;7、钢丝绳收卷轮;8、马达;9、复位弹簧;10、钢丝绳;11、滑块;12、机械手。
具体实施方式
如图1所示,本发明的一个具体实施方式中,机械臂具有3个自由度,即升降杆的垂直伸缩和旋转、以及机械手的水平移动。出于进一步降低成本的目的,升降杆的旋转自由度还可以被取消。
如图2-3所示,具有驱动轮2的基座1上安装有升降杆5,升降杆5与基座1之间依次具有液压千斤顶4和可360°旋转云台3。
升降杆5的顶端具有拾取臂6,拾取臂6具有机械手12和滑轨,机械手12安装于滑块11上,滑块放置于滑轨中。所述滑块11由钢丝绳10牵引,钢丝绳10收卷于位于升降杆5和拾取臂6连接处的钢丝绳收卷轮7上,钢丝绳收卷轮7可拆卸地安装、并由位于升降杆5上端的马达8驱动。如此设计,极大地减轻了拾取臂的重量,避免了后一自由度的设备重量累加与前一自由度上。同时,机械手12运动距离可由钢丝绳10收卷长度加以衡量,而后者又可以由钢丝绳收卷轮7的旋转圈数测得,从而以最简单的零件实现了足以满足需要的功能。
所述滑块11的远离升降杆5的一端具有两根复位弹簧9,复位弹簧9的另一端可拆卸地固定于拾取臂6的端部。
升降杆全高度为2m,拾取臂长1.5m。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种多自由度机械臂,其特征在于,其包括具有驱动轮(2)的基座(1),基座(1)上方安装有升降杆(5),升降杆(5)的顶端具有拾取臂(6),所述拾取臂(6)具有机械手(12)和滑轨,机械手(12)安装于滑块上(11),滑块(11)放置于滑轨中,所述滑块(11)由钢丝绳(10)牵引,钢丝绳(10)收卷于位于升降杆(5)和拾取臂(6)连接处的钢丝绳收卷轮(7)上,钢丝绳收卷轮(7)由位于升降杆(5)上端的马达(8)驱动,所述滑块(11)的远离升降杆(5)的一端具有两根复位弹簧(9),复位弹簧(9)的另一端可拆卸地固定于拾取臂(6)端部;所述升降杆(5)安装于可360°旋转的云台(3)上;升降杆(5)和可360°旋转的云台(3)之间还具有液压千斤顶(4)。
2.如权利要求1所述的多自由度机械臂,其特征在于,所述升降杆(5)伸展后全高度为2-2.5m,所述拾取臂(6)长度为1.5-2m。
3.如权利要求1所述的多自由度机械臂,其特征在于,所述钢丝绳收卷轮(7)可拆卸地安装。
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