CN106426270A - 一种机械臂关节结构 - Google Patents

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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints

Abstract

本发明公开了一种机械臂关节结构，设置在两个通过关节轴相连接的臂I和臂II之间，在关节轴外的臂I或臂II上安装一个连杆，连杆的一个端点通过驱动机构沿着臂I或臂II做直线运动，该端点的运动方向和强度靠直线导轨来保证。本发明采用直线导轨和滚珠丝杠共同驱动一个连接两个机械臂的连杆，从而使机械臂的夹角发生变化，能有效的保证机械臂关节运动在大负载时的精度和刚性，实现了定位精度高，机械臂末端承载力大的特点。

Description

一种机械臂关节结构
技术领域
本发明涉及一种机械臂，尤其涉及一种机械臂关节结构。
背景技术
机械臂的使用范围越来越广，机械臂关节是机械臂组成的核心部件，关节的整体结构、负载能力及感知能力直接影响着机械臂整体的作业水平。目前常见的机械臂关节普遍采用电机、谐波减速器、关节输出轴直接串联的传动机构。这种数控机械臂一般都是采用在关节处安装减速器的驱动方式，对减速器的承载力和精度要求非常高，在面对较大的负载时，就会产生定位不准的缺点，限制了机械臂性能的进一步提升。
如一种具有失电制动与多种感知功能的机械臂模块化关节，该机械臂模块化关节包括机械系统、关节电气系统、传感器系统及失电制动系统，机械及关节电气系统、传感器系统和失电制动器集成一体，该机械臂模块化关节利用内置的增量式磁编码器检测电机转子相对电机定子的相对转动位置，并利用绝对式编码器检测关节输出端相对关节固定端的绝对位置，通过增量式磁编码器与绝对式编码器的融合，从而实现关节位置的检测。
可见，现有技术过度重视电子控制的能力，而没有使机械臂自身的负载能力跟上，造成短板，需要一种新的结构来弥补。
发明内容
本发明的目的在于解决当前技术中存在的问题，提供一种能保证机械臂运行在大负载时的精度和刚度的机械臂关节结构。
为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种机械臂关节结构，设置在两个通过关节轴相连接的臂I和臂II之间，在关节轴外的臂I或臂II上安装一个连杆，连杆的一个端点通过驱动机构沿着臂I或臂II做直线运动，该端点的运动方向和强度靠直线导轨来保证。
进一步的，所述臂I沿着一端向另一端方向设置一个具有一定长度的通槽，臂II的一端安装在通槽端部并通过关节轴连接，连杆的一端设置在通槽内，通过连杆旋转轴连接，连杆的另一端通过连杆运动轴与直线导轨和驱动轴相连。
更进一步的，所述驱动机构包括伺服电机、联轴器、轴承座、驱动轴，其中伺服电机通过联轴器连接安装在两个轴承座之间的驱动轴。
更进一步的，所述直线导轨设置在两个轴承座之间，并安装在臂II上。
更进一步的，所述驱动轴为滚珠丝杠，在滚珠丝杠上设置丝杠螺母，丝杠螺母连接连杆运动轴，在直线导轨上设置导轨滑块，导轨滑块连接丝杠螺母。
本发明的有益效果在于：采用直线导轨和滚珠丝杠共同驱动一个连接两个机械臂的连杆，从而使机械臂的夹角发生变化，能有效的保证机械臂关节运动在大负载时的精度和刚性，实现了定位精度高，机械臂末端承载力大的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
图1 本发明的结构示意图。
图中：1、臂II，2、伺服电机，3、联轴器，4、轴承座，5、驱动轴，6、直线导轨，7、导轨滑块，8、丝杠螺母，9、连杆，10、臂I，11、连杆运动轴，12、关节轴，13、连杆旋转轴。
具体实施方式
实施例1
一种机械臂关节结构，设置在两个通过关节轴相连接的臂I和臂II之间，在关节轴外的臂I或臂II上安装一个连杆，连杆的一个端点通过驱动机构沿着臂I或臂II做直线运动，该端点的运动方向和强度靠直线导轨来保证。
实施例2
如图1所示的一种机械臂关节结构，所述臂I10沿着一端向另一端方向设置一个具有一定长度的通槽，臂II1的一端安装在通槽端部并通过关节轴12连接，连杆9的一端设置在通槽内，通过连杆旋转轴13连接，连杆9的另一端通过连杆运动轴11与直线导轨6和驱动轴5相连。
所述驱动机构包括伺服电机2、联轴器3、轴承座4、驱动轴5，其中伺服电机2通过联轴器3连接安装在两个轴承座4之间的驱动轴5。
所述直线导轨6设置在两个轴承座4之间，并安装在臂II1上。
所述驱动轴5为滚珠丝杠，在滚珠丝杠上设置丝杠螺母8，丝杠螺母8连接连杆运动轴11，在直线导轨6上设置导轨滑块7，导轨滑块7连接丝杠螺母8。
本实施例给出一个实际使用例，其中臂I和臂II通过关节轴12构成运动关节；连杆9通过连杆旋转轴13与臂I10连接；直线导轨6平行固定在臂II1上；丝杠螺母8与导轨滑块7连接在一起且能沿直线导轨6做直线往复运动；连杆9通过连杆运动轴11与丝杠螺母8连接；伺服电机2通过联轴器3驱动滚珠丝杠转动，从而带动丝杠螺母8和连杆运动轴11沿直线导轨6做直线运动，从而驱动臂II1和臂I10的夹角产生变化。
本发明采用直线导轨和滚珠丝杠共同驱动一个连接两个机械臂的连杆，从而使机械臂的夹角发生变化，能有效的保证机械臂关节运动在大负载时的精度和刚性，实现了定位精度高，机械臂末端承载力大的特点。
申请实施例只是用于说明本申请所公开的技术特征，本领域技术人员通过简单的替换所进行的改变，仍然属于本申请所保护的范围。

Claims (5)

1.一种机械臂关节结构，设置在两个通过关节轴相连接的臂I和臂II之间，在关节轴外的臂I或臂II上安装一个连杆，连杆的一个端点通过驱动机构沿着臂I或臂II做直线运动，该端点的运动方向和强度靠直线导轨来保证。
2.根据权利要求1所述的机械臂关节结构，其特征在于：所述臂I沿着一端向另一端方向设置一个具有一定长度的通槽，臂II的一端安装在通槽端部并通过关节轴连接，连杆的一端设置在通槽内，通过连杆旋转轴连接，连杆的另一端通过连杆运动轴与直线导轨和驱动轴相连。
3.根据权利要求2所述的机械臂关节结构，其特征在于：所述驱动机构包括伺服电机、联轴器、轴承座、驱动轴，其中伺服电机通过联轴器连接安装在两个轴承座之间的驱动轴。
4.根据权利要求2所述的机械臂关节结构，其特征在于：所述直线导轨设置在两个轴承座之间，并安装在臂II上。
5.根据权利要求3所述的机械臂关节结构，其特征在于：所述驱动轴为滚珠丝杠，在滚珠丝杠上设置丝杠螺母，丝杠螺母连接连杆运动轴，在直线导轨上设置导轨滑块，导轨滑块连接丝杠螺母。
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