CN108161927A - 一种机器人手臂 - Google Patents

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CN108161927A CN201810047589.9A CN201810047589A CN108161927A CN 108161927 A CN108161927 A CN 108161927A CN 201810047589 A CN201810047589 A CN 201810047589A CN 108161927 A CN108161927 A CN 108161927A
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陈雷
徐青卓
康尔翰
郑春晖
米晓晨
曹建伟
刘铁
袁滨
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Shenyang Radish Technology Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/109—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising mechanical programming means, e.g. cams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种机器人手臂，属于机器人技术领域。所述的手臂固定法兰固定在机器人本体上，且手臂固定法兰中部设有安装通孔，所述的肩部侧展支架的伸出轴贯穿安装通孔，且伸出轴的铣扁位置上安装有两组半挡圈，所述的前后转臂前端通过半挡圈与肩部侧展支架的伸出轴连接，它的结构简单，紧凑，重量小，体积小，可靠性高，零件加工成本低，采用了小功率大推力的推杆电机作为动力源，动力源直接作用与执行机构，一个30W的推杆电机，伸出轴可以达到超过1000N的推力，同时，推杆电机本身的功率很小，非常省电，同样容量的电池，工作时间更长。

Description

一种机器人手臂
技术领域
本发明涉及一种机器人手臂，属于机器人技术领域。
背景技术
目前，带有手臂的服务机器人越来越多的呈现在人类面前。服务机器人用的是直流电，电池的容量有限。但是，直流电机配合传动结构的关节，串联成一套手臂后，重量太大，这就要求连接机器人本体的关节要承受大负载，直流电机的功率就要很大。机器人挥舞手臂做动作的时候，耗电量就会很大，进而导致机器人的工作时间缩短。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种机器人手臂。
本发明的机器人手臂，它包含手臂固定法兰、肩部侧展支架、前后转臂、半挡圈、摆臂推杆电机、侧展推杆电机、手臂杆转轴座、滑块斜支撑、光轴滑块、侧展滑动光轴、侧展推杆底座和转轴，所述的手臂固定法兰固定在机器人本体上，且手臂固定法兰中部设有安装通孔，所述的肩部侧展支架的伸出轴贯穿安装通孔，且伸出轴的铣扁位置上安装有两组半挡圈，所述的前后转臂前端通过半挡圈与肩部侧展支架的伸出轴连接，所述的前后转臂后端通过转轴与摆臂推杆电机的伸缩杆连接，所述的摆臂推杆电机底部通过转轴与手臂固定法兰下部连接，所述的肩部侧展支架后端通过转轴与手臂杆转轴座连接，所述的手臂杆转轴座与侧展推杆底座之间通过侧展滑动光轴连接，且侧展滑动光轴上设置有光轴滑块，所述的光轴滑块与侧展推杆底座之间设置有侧展推杆电机，且侧展推杆电机通过转轴与光轴滑块、侧展推杆底座连接，所述的肩部侧展支架中部通过转轴与滑块斜支撑一端连接，且滑块斜支撑另一端通过转轴与光轴滑块连接。
本发明的有益效果：它的结构简单，紧凑，重量小，体积小，可靠性高，零件加工成本低，采用了小功率大推力的推杆电机作为动力源，动力源直接作用与执行机构，一个30W的推杆电机，伸出轴可以达到超过1000N的推力，同时，推杆电机本身的功率很小，非常省电，同样容量的电池，工作时间更长。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的摆臂部分安装结构示意图；
图2为本发明的手臂侧展部分结构示意图；
图3为本发明的手臂固定法兰和肩部侧展支架安装结构示意图；
图4为本发明的摆臂部分分解结构示意图；
图5为本发明的摆臂部分原始状态示意图；
图6为本发明的摆臂部分工作状态示意图；
图7为本发明的手臂侧展部分分解结构示意图；
图8为摆臂推杆电机的伸出轴收缩时状态结构示意图；
图9为图8的侧视图；
图10为摆臂推杆电机的伸出轴伸出时状态结构示意图；
图11为图10的侧视图；
图12为侧展推杆电机的伸出轴伸出时状态结构示意图；
图13为图12的侧视图；
图14为侧展推杆电机的伸出轴收缩时状态结构示意图；
图15为图14的侧视图。
附图标记：手臂固定法兰1、肩部侧展支架2、前后转臂3、半挡圈4、摆臂推杆电机5、侧展推杆电机5-1、手臂杆转轴座6、滑块斜支撑7、光轴滑块8、侧展滑动光轴9、侧展推杆底座10、转轴11。
具体实施方式
如图1-图15所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含手臂固定法兰1、肩部侧展支架2、前后转臂3、半挡圈4、摆臂推杆电机5、侧展推杆电机5-1、手臂杆转轴座6、滑块斜支撑7、光轴滑块8、侧展滑动光轴9、侧展推杆底座10和转轴11，所述的手臂固定法兰1固定在机器人本体上，且手臂固定法兰1中部设有安装通孔，所述的肩部侧展支架2的伸出轴贯穿安装通孔，且伸出轴的铣扁位置上安装有两组半挡圈4，所述的前后转臂3前端通过半挡圈4与肩部侧展支架2的伸出轴连接，所述的前后转臂3后端通过转轴11与摆臂推杆电机5的伸缩杆连接，所述的摆臂推杆电机5底部通过转轴11与手臂固定法兰1下部连接，所述的肩部侧展支架2后端通过转轴11与手臂杆转轴座6连接，所述的手臂杆转轴座6与侧展推杆底座10之间通过侧展滑动光轴9连接，且侧展滑动光轴9上设置有光轴滑块8，所述的光轴滑块8与侧展推杆底座10之间设置有侧展推杆电机5-1，且侧展推杆电机5-1通过转轴11与光轴滑块8、侧展推杆底座10连接，所述的肩部侧展支架2中部通过转轴11与滑块斜支撑7一端连接，且滑块斜支撑7另一端通过转轴11与光轴滑块8连接。
本具体实施方式工作原理为：
首先，将手臂固定法兰1固定在机器人本体上，将肩部侧展支架2按图3所示插入到手臂固定法兰1上，如图4所示。
将两个半挡圈4的扁平位置安装在肩部侧展支架2伸出轴的铣扁位置，如图4所示。再将前后转臂3装配到前端的半挡圈4上。然后用两个转轴11分别穿入摆臂推杆电机5的上下两个圆孔，并穿入前后转臂3和手臂固定法兰1的圆孔内，摆臂机构装配完成，装配完成后效果见图5。
因为肩部侧展支架2的伸出轴扁平处，被两个半挡圈4夹持，前后转臂3与这两个半挡圈4装配在一起，所以，当摆臂推杆电机5的伸出轴伸长时，推动前后转臂3旋转，因而带动肩部侧展支架2也一起旋转，见图6。
装配手臂侧展部分时，将手臂杆转轴座6用一个转轴11按图7位置安装到肩部侧展支架2上面圆孔内。再用一个转轴11将滑块斜支撑7的一个孔安装到肩部侧展支架2的中间圆孔上，滑块斜支撑7的另一个孔，用一个转轴11安装到光轴滑块8的侧面圆孔上。光轴滑块8的两个竖直圆孔穿入两根侧展滑动光轴9，光轴滑块8的下圆孔，侧展推杆底座10的上圆孔各用一个转轴11连接到侧展推杆电机5-1的上下两个圆孔上。最后，将两根侧展滑动光轴9的上下两端分别插入手臂杆转轴座6的竖直孔和侧展推杆底座10的竖直孔内，并且固定，这样，侧展手臂机构就安装完成，装配完成效果见图13。
工作时，摆臂推杆电机5和侧展推杆电机5-1，一个负责推动手臂前后摆动，一个负责推动手臂侧展。当摆臂推杆电机5的伸出轴收缩的时候，手臂竖直向下，如图8和图9所示。当摆臂推杆电机5-1的伸出轴伸长的时候，手臂向前旋转如图10和图11所示。
当侧展推杆电机5-1的伸出轴收缩的时候，手臂竖直向下，如图12和图13所示。当侧展推杆电机5-1的伸出轴伸长的时候，推动光轴滑块8向上运动，光轴滑块8推动滑块斜支撑7，但是滑块斜支撑7两个孔的距离是固定的，这就导致手臂侧向抬起，如图14和15所示。
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 (2)

1.一种机器人手臂，其特征在于：它包含手臂固定法兰(1)、肩部侧展支架(2)、前后转臂(3)、半挡圈(4)、摆臂推杆电机(5)、侧展推杆电机(5-1)、手臂杆转轴座(6)、滑块斜支撑(7)、光轴滑块(8)、侧展滑动光轴(9)、侧展推杆底座(10)和转轴(11)，所述的手臂固定法兰(1)固定在机器人本体上，且手臂固定法兰(1)中部设有安装通孔，所述的肩部侧展支架(2)的伸出轴贯穿安装通孔，且伸出轴的铣扁位置上安装有两组半挡圈(4)，所述的前后转臂(3)前端通过半挡圈(4)与肩部侧展支架(2)的伸出轴连接，所述的前后转臂(3)后端通过转轴(11)与摆臂推杆电机(5)的伸缩杆连接，所述的摆臂推杆电机(5)底部通过转轴(11)与手臂固定法兰(1)下部连接，所述的肩部侧展支架(2)后端通过转轴(11)与手臂杆转轴座(6)连接，所述的手臂杆转轴座(6)与侧展推杆底座(10)之间通过侧展滑动光轴(9)连接，且侧展滑动光轴(9)上设置有光轴滑块(8)，所述的光轴滑块(8)与侧展推杆底座(10)之间设置有侧展推杆电机(5-1)，且侧展推杆电机(5-1)通过转轴(11)与光轴滑块(8)、侧展推杆底座(10)连接，所述的肩部侧展支架(2)中部通过转轴(11)与滑块斜支撑(7)一端连接，且滑块斜支撑(7)另一端通过转轴(11)与光轴滑块(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种机器人手臂，其特征在于：它的工作原理为：首先，将手臂固定法兰(1)固定在机器人本体上，将肩部侧展支架(2)插入到手臂固定法兰(1)上；
将两个半挡圈(4)的扁平位置安装在肩部侧展支架(2)伸出轴的铣扁位置，再将前后转臂(3)装配到前端的半挡圈(4)上，然后用两个转轴(11)分别穿入摆臂推杆电机(5)的上下两个圆孔，并穿入前后转臂(3)和手臂固定法兰(1)的圆孔内，摆臂机构装配完成；
因为肩部侧展支架(2)的伸出轴扁平处，被两个半挡圈(4)夹持，前后转臂(3)与这两个半挡圈(4)装配在一起，所以，当摆臂推杆电机(5)的伸出轴伸长时，推动前后转臂(3)旋转，因而带动肩部侧展支架(2)也一起旋转；
装配手臂侧展部分时，将手臂杆转轴座(6)用一个转轴(11)安装到肩部侧展支架(2)上面圆孔内，再用一个转轴(11)将滑块斜支撑(7)的一个孔安装到肩部侧展支架(2)的中间圆孔上，滑块斜支撑(7)的另一个孔，用一个转轴(11)安装到光轴滑块(8)的侧面圆孔上，光轴滑块(8)的两个竖直圆孔穿入两根侧展滑动光轴(9)，光轴滑块(8)的下圆孔，侧展推杆底座(10)的上圆孔各用一个转轴(11)连接到侧展推杆电机(5-1)的上下两个圆孔上，最后，将两根侧展滑动光轴(9)的上下两端分别插入手臂杆转轴座(6)的竖直孔和侧展推杆底座(10)的竖直孔内，并且固定，这样，侧展手臂机构就安装完成；
工作时，摆臂推杆电机(5)和侧展推杆电机(5-1)，一个负责推动手臂前后摆动，一个负责推动手臂侧展，当摆臂推杆电机(5)的伸出轴收缩的时候，手臂竖直向下，当摆臂推杆电机(5-1)的伸出轴伸长的时候，手臂向前旋转；
当侧展推杆电机(5-1)的伸出轴收缩的时候，手臂竖直向下，当侧展推杆电机(5-1)的伸出轴伸长的时候，推动光轴滑块(8)向上运动，光轴滑块(8)推动滑块斜支撑(7)，但是滑块斜支撑(7)两个孔的距离是固定的，这就导致手臂侧向抬起。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110815186A (zh) * 2019-11-16 2020-02-21 西安交通大学 一种主动助力装甲车救援外骨骼机器人上肢结构

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