CN110757500B - 一种采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，包括底座、大臂、伸缩机构、链轮盘、驱动机构、手腕连杆、手腕和手爪，所述大臂的一端通过第一转动副连接在底座上，伸缩机构的一端通过第三转动副连接在底座上，伸缩机构的另一端通过第二转动副连接在大臂上，大臂的另一端通过第四转动副连接在手腕连杆的一侧中部，大臂上转动安装有转轴，转轴的一端连接有驱动机构，转轴的另一端安装有链轮盘，链轮盘上绕设有链条，链条的一端连接于手腕连杆的上部，链条的另一端连接于手腕连杆的下部。本发明提高了手臂运行的平稳性和可靠性，手臂运动轨迹灵活多样化。

Description

一种采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体是一种采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂。
背景技术
目前，制造业通用装配机械臂大多数为开链形式的串联结构关节型电机驱动机械手，其主要特点为驱动电机全部都安装在机械手的各个关节上，通过电机带动机械手各个关节的转动，实现机械手的各种动作。由于开链形式的串联结构关节型机械手的驱动电机都安装在关节的位置，这种结构方式存在以下问题：驱动电机都安装在关节位置造成机械手的累积误差大，结构复杂，影响手臂运行的平稳性和可靠性，手臂运动轨迹单一。因此，针对这一现状，迫切需要开发一种采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，包括底座、大臂、伸缩机构、链轮盘、驱动机构、手腕连杆、手腕和手爪，所述大臂的一端通过第一转动副连接在底座上，伸缩机构的一端通过第三转动副连接在底座上，伸缩机构的另一端通过第二转动副连接在大臂上，所述大臂的另一端通过第四转动副连接在手腕连杆的一侧中部，第四转动副上还安装有锁紧装置，所述大臂上转动安装有转轴，转轴的一端连接有驱动机构，所述转轴的另一端安装有链轮盘，所述链轮盘的外侧还安装有U形支架，U形支架的两端与大臂连接固定，转轴与U形支架的中部转动连接，所述链轮盘上绕设有链条，链条的一端连接于手腕连杆的上部，链条的另一端连接于手腕连杆的下部；所述链轮盘上开设有环形槽，环形槽内还设有与链条相配合的凸齿；所述链条和手腕连杆的连接处与大臂和手腕连杆的连接处位于手腕连杆的同一侧；所述链条的两端连接有弹簧，弹簧的另一端安装于手腕连杆上开设的凹槽内，且凹槽的直径大于弹簧的外径，凹槽的深度为弹簧自由长度的1/2。
作为本发明进一步的方案：所述伸缩机构为液压伸缩缸。
作为本发明进一步的方案：所述锁紧装置为电磁锁紧装置。
作为本发明进一步的方案：所述手腕连杆的另一侧安装有手腕，手腕上安装有手爪。
作为本发明进一步的方案：所述驱动机构和大臂之间还设置有多个固定板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，在各工况作业中，通过伸缩机构伸缩动作，进而大臂的倾斜度改变，可对手腕连杆的位置进行调节，当锁紧装置松开，通过驱动机构工作带动链轮盘转动，进而对链条进行拉伸，可对手腕连杆进行角度调节，通过锁紧装置可进行手腕连杆角度调节后的锁定，通过链条两端凹槽的设置，可使得链条处于弹性紧绷状态，且通过凹槽的设置，可适应链条的角度变化，通过U形支架还可对转轴进行辅助支撑，进而提升链轮盘的稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中链轮盘部分的侧视结构示意图。
图3为本发明中链条和手腕连杆连接处的结构示意图。
图中：1-底座，2-第一转动副，3-大臂，4-第二转动副，5-第三转动副，6-伸缩机构，7-链轮盘，8-驱动机构，9-链条，10-第四转动副，11-锁紧装置，12-手腕连杆，13-手腕，14-手爪，15-固定板，16-U形支架，17-转轴，18-环形槽，19-凸齿，20-弹簧，21-凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，包括底座1、大臂3、伸缩机构6、链轮盘7、驱动机构8、手腕连杆12、手腕13和手爪14，所述大臂3的一端通过第一转动副2连接在底座1上，伸缩机构6的一端通过第三转动副5连接在底座1上，伸缩机构6的另一端通过第二转动副4连接在大臂3上，伸缩机构6为液压伸缩缸，所述大臂3的另一端通过第四转动副10连接在手腕连杆12的一侧中部，第四转动副10上还安装有锁紧装置11，锁紧装置11为电磁锁紧装置，所述手腕连杆12的另一侧安装有手腕13，手腕13上安装有手爪14。
所述大臂3上转动安装有转轴17，转轴17的一端连接有驱动机构8，通过驱动机构8可驱动转轴17转动，所述驱动机构8和大臂3之间还设置有多个固定板15，通过固定板15用于使得驱动机构8和大臂3连接固定，所述转轴17的另一端安装有链轮盘7，所述链轮盘7上开设有环形槽18，环形槽18内还设有与链条9相配合的凸齿19，所述链轮盘7的外侧还安装有U形支架16，U形支架16的两端与大臂3连接固定，转轴17与U形支架16的中部转动连接，通过U形支架16可对转轴17进行辅助支撑，进而提升链轮盘7的稳定性，所述链轮盘7上绕设有链条9，链条9的一端连接于手腕连杆12的上部，链条9的另一端连接于手腕连杆12的下部，具体的，所述链条9和手腕连杆12的连接处与大臂3和手腕连杆12的连接处位于手腕连杆12的同一侧，如图3所示，所述链条9的两端连接有弹簧20，弹簧20的另一端安装于手腕连杆12上开设的凹槽21内，且凹槽21的直径大于弹簧20的外径，凹槽21的深度为弹簧20自由长度的1/2，通过弹簧20的设置，可使得链条9处于弹性紧绷状态。
该采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，在各工况作业中，通过伸缩机构6伸缩动作，进而大臂3的倾斜度改变，可对手腕连杆12的位置进行调节，当锁紧装置11松开，通过驱动机构8工作带动链轮盘7转动，进而对链条9进行拉伸，可对手腕连杆12进行角度调节，通过锁紧装置11可进行手腕连杆12角度调节后的锁定，通过链条9两端凹槽21的设置，可使得链条9处于弹性紧绷状态，且通过凹槽21的设置，可适应链条9的角度变化，通过U形支架16还可对转轴17进行辅助支撑，进而提升链轮盘7的稳定性。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，包括底座(1)、大臂(3)、伸缩机构(6)、链轮盘(7)、驱动机构(8)、手腕连杆(12)、手腕(13)和手爪(14)，其特征在于，所述大臂(3)的一端通过第一转动副(2)连接在底座(1)上，伸缩机构(6)的一端通过第三转动副(5)连接在底座(1)上，伸缩机构(6)的另一端通过第二转动副(4)连接在大臂(3)上，所述大臂(3)的另一端通过第四转动副(10)连接在手腕连杆(12)的一侧中部，第四转动副(10)上还安装有锁紧装置(11)，所述大臂(3)上转动安装有转轴(17)，转轴(17)的一端连接有驱动机构(8)，所述转轴(17)的另一端安装有链轮盘(7)，所述链轮盘(7)的外侧还安装有U形支架(16)，U形支架(16)的两端与大臂(3)连接固定，转轴(17)与U形支架(16)的中部转动连接，所述链轮盘(7)上绕设有链条(9)，链条(9)的一端连接于手腕连杆(12)的上部，链条(9)的另一端连接于手腕连杆(12)的下部；所述链轮盘(7)上开设有环形槽(18)，环形槽(18)内还设有与链条(9)相配合的凸齿(19)；所述链条(9)和手腕连杆(12)的连接处与大臂(3)和手腕连杆(12)的连接处位于手腕连杆(12)的同一侧；所述链条(9)的两端连接有弹簧(20)，弹簧(20)的另一端安装于手腕连杆(12)上开设的凹槽(21)内，且凹槽(21)的直径大于弹簧(20)的外径，凹槽(21)的深度为弹簧(20)自由长度的1/2。
2.根据权利要求1所述的采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，其特征在于，所述伸缩机构(6)为液压伸缩缸。
3.根据权利要求1或2所述的采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，其特征在于，所述锁紧装置(11)为电磁锁紧装置。
4.根据权利要求1所述的采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，其特征在于，所述手腕连杆(12)的另一侧安装有手腕(13)，手腕(13)上安装有手爪(14)。
5.根据权利要求1所述的采用自由度可变连杆机构简易装配机械臂，其特征在于，所述驱动机构(8)和大臂(3)之间还设置有多个固定板(15)。
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Assignor: QUZHOU College OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2022330000439

Denomination of invention: A simple assembly manipulator using a variable degree of freedom linkage mechanism

Granted publication date: 20210219

License type: Common License

Record date: 20220822

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