CN112847417B - 一种机械臂末端执行装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械臂末端执行装置，包括虎克铰关节、球铰关节和连接套筒；所述虎克铰关节和球铰关节分别安装于连接套筒的左右两端；所述连接套筒包括虎克铰侧连杆、球铰侧连杆、紧固法兰一、支撑套筒和中间连杆；所述虎克铰侧连杆和球铰侧连杆分别安装于支撑套筒的左右两端，所述支撑套筒的中部呈中空状，所述支撑套筒上设置若干个通孔，所述中间连杆安装与支撑套筒内，所述紧固法兰一固定于球铰侧连接杆的右壁，所述支撑套筒顶端的中部设置连接管；本发明机械臂末端执行装置结构紧凑，占用空间小，运动范围广，运动灵活，能达到执行装置末端六自由度的活动功能。

Description

一种机械臂末端执行装置
技术领域
本发明涉及到自动化技术领域，尤其涉及到一种机械臂末端执行装置。
背景技术
机械臂末端执行装置一般指任何一个连接在机械臂边缘(关节)具有一定功能的工具。包含机械臂抓手，机械臂工具快换装置，机械臂碰撞传感器，机械臂旋转连接器等。机械臂属于一种自动化机械装置，其在工业制造、医疗等技术领域得到了广泛地应用。机械臂的形态多种多样，但机械臂大都具有一个共同的特点，即能够接受控制指令，并根据控制指令在维或三维空间中的某处执行相应的作业动作。现有的机械臂末端体型较大，占用的空间较大，只能实现简单的角度运动，不够灵活。
发明内容
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
一种机械臂末端执行装置，包括虎克铰关节、球铰关节和连接套筒；所述虎克铰关节和球铰关节分别安装于连接套筒的左右两端；所述连接套筒包括虎克铰侧连杆、球铰侧连杆、紧固法兰一、支撑套筒和中间连杆；所述虎克铰侧连杆和球铰侧连杆分别安装于支撑套筒的左右两端，所述支撑套筒的中部呈中空状，所述支撑套筒上设置若干个螺旋通孔，所述虎克铰侧连杆和球铰侧连杆的尾端均设置转动销，所述转动销卡接在螺旋通孔内，所述中间连杆安装与支撑套筒内，所述紧固法兰一固定于球铰侧连接杆的右壁，所述支撑套筒顶端的中部设置连接管；虎克铰关节包括虎克转动杆、虎克铰转动套、虎克铰转轴和虎克转轴座；所述虎克转动杆安装于虎克铰转动套的左端，所述虎克转轴座安装于虎克铰转动套的右端，所述虎克铰转轴安装于虎克铰转轴座上。
优选的，所述虎克转轴杆与虎克铰转动套和虎克铰转轴与虎克铰转轴座均为轴承连接。
优选的，所述球铰关节包括球头转动杆一、球铰转轴座、球铰中间转轴、球头转动杆二、球铰转动套和紧固法兰二；所述紧固法兰二固定套接与球铰转动套上，所述球铰转动套套接于球头转动杆二，所述球铰转轴座通过球铰中间转轴与球头转动杆二转动连接，所述球铰转轴座的右侧设有转轴轴承，所述球头转动杆一固定于转轴轴承上。
优选的，所述球头转动杆二和球铰转轴座上均设有通孔，所述球铰中间转轴和球铰转轴座上的通孔相对应，所述球铰转轴座的通孔内安装轴承座，所述球铰中间转轴插入球铰转轴座和球头转动杆二内的通孔。
优选的，所述虎克铰转轴呈中空状，所述虎克铰转轴中部的上下两端均设置定位通孔，所述虎克铰转轴中部的左右两端均设置侧开口。
优选的，所述箱体支撑架的前壁转动连接双开门板，所述紧固法兰一和紧固法兰二上均设置若干个螺孔，所述紧固法兰一螺孔和紧固法兰二上的螺孔相对应。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明通过在机械臂末端分别设置球铰关节和虎克铰关节，使得机械臂末端运动范围更广，更灵活，利用圆柱凸轮原理，实现了两只机械臂末端双向相对滑动，转化为末端转动的功能，进而达到执行装置末端的六自由度的活动能力，且球铰关节和虎克铰关节能够在连接套筒内滑动，使得执行装置结构紧凑，占用空间小，承力效果好。
附图说明
为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的虎克铰关节结构示意图；
图3为本发明的球铰关节结构示意图；
图4为本发明的连接套筒结构示意图
以上图例所示：虎克铰关节1；连接套筒2；球铰关节3；虎克转动杆11；虎克铰转动套12；虎克铰转轴13；虎克转轴座14；虎克铰侧连杆21；球铰侧连杆22；紧固法兰一23；支撑套筒24；中间连杆25；螺旋通孔26；转动销27；球头转动杆一31；球铰转轴座32；球铰中间转轴33；球头转动杆二34；球铰转动套35；紧固法兰二36。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
实施例1
如图1－4所示，一种机械臂末端执行装置，包括虎克铰关节1、球铰关节3和连接套筒2；所述虎克铰关节1和球铰关节3分别安装于连接套筒2的两端；所述连接套筒2包括虎克铰侧连杆21、球铰侧连杆22、紧固法兰一23、支撑套筒24和中间连杆25；所述虎克铰侧连杆21和球铰侧连杆22分别安装于支撑套筒24的左右两端，所述支撑套筒24的中部呈中空状，所述支撑套筒24上设置若干个螺旋通孔26，所述虎克铰侧连杆21和球铰侧连杆22的尾端均设置转动销27，所述转动销27卡接在螺旋通孔26内，所述中间连杆25安装于支撑套筒24内，所述紧固法兰一23设置于球铰侧连接杆的右壁，所述支撑套筒24顶端的中部设置连接管；虎克铰关节1包括虎克转动杆11、虎克铰转动套12、虎克铰转轴13和虎克转轴座14；所述虎克转动杆11安装于虎克铰转动套12的一端，所述虎克转轴座14安装于虎克铰转动套12的右端，所述虎克铰转轴13安装于虎克铰转轴座14上。
所述虎克转轴杆与虎克铰转动套和虎克铰转轴与虎克铰转轴座均为轴承连接，所述中间连杆25为伸缩杆。
所述虎克转动杆11相对于虎克铰转动套12转动，所述虎克铰转轴13相对于虎克铰转动套12转动，实现二自由度运动。
实施例2
所述虎克铰关节1和球铰关节3滑动连接在连接套筒2的左右两端，所述中间连杆25滑动安装与支撑套筒24的内部，且所述中间连杆25的一端连接虎克铰关节1，另一端连接球铰关节3。
实施例3
在实施例1的基础上，所述球铰关节3包括球头转动杆一31、球铰转轴座32、球铰中间转轴33、球头转动杆二34、球铰转动套35和紧固法兰二36；所述紧固法兰二36固定套接与球铰转动套35上，所述球铰转动套35套接于球头转动杆二34，所述球铰转轴座32通过球铰中间转轴33与球头转动杆二34转动连接，所述球铰转轴座32的一侧设有转轴轴承，所述球头转动杆一31转动连接于转轴轴承上，实现三自由度运动。
所述紧固法兰二36与紧固法兰一23通过螺钉固定连接。
实施例4
在实施例1的基础上，所述球头转动杆二和球铰转轴座32上均设有通孔，所述球铰中间转轴33和球铰转轴座32上的通孔相对应，所述球铰转轴座32的通孔内安装轴承座，所述球铰中间转轴33插入球铰转轴座32和球头转动杆二内的通孔。
实施例5
在实施例1的基础上，所述虎克铰转轴13呈中空状，所述虎克铰转轴13中部的上下两端均设置定位通孔，所述虎克铰转轴13中部的左右两端均设置侧开口。
实施例6
在实施例1的基础上，所述紧固法兰一23和紧固法兰二36上均设置若干个螺孔，所述紧固法兰一23螺孔和紧固法兰二36上的螺孔相对应。
实施例7
虎克铰侧连杆21与虎克铰关节1通过圆柱销连接，所述球铰侧连杆22与球铰关节3连接，所述虎克铰侧连杆21与球铰侧连杆22在支撑套筒24中滑动，所述中间连杆25在虎克铰侧连杆21和球铰侧连杆22内滑动，虎克铰侧连杆21与球铰侧连杆22相对滑动，带动柱销在支撑套筒24内滑动，中间连杆25使虎克铰侧连杆21和球铰侧连杆22不发生相对转动，进而带动支撑套筒24末端运动，实现六自由度运动。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种机械臂末端执行装置，其特征在于，包括虎克铰关节、球铰关节和连接套筒；所述虎克铰关节和球铰关节分别安装于连接套筒的左右两端；所述连接套筒包括虎克铰侧连杆、球铰侧连杆、紧固法兰一、支撑套筒和中间连杆；所述虎克铰侧连杆和球铰侧连杆分别安装于支撑套筒的左右两端，所述支撑套筒的中部呈中空状，所述支撑套筒上设置若干个螺旋通孔，所述虎克铰侧连杆和球铰侧连杆的尾端均设置转动销，所述转动销卡接在螺旋通孔内，所述中间连杆安装于支撑套筒内，所述紧固法兰一固定于球铰侧连杆的右壁；虎克铰关节包括虎克转动杆、虎克铰转动套、虎克铰转轴和虎克转轴座；所述虎克转动杆安装于虎克铰转动套的左端，所述虎克转轴座安装于虎克铰转动套的右端，所述虎克铰转轴安装于虎克转轴座上；
所述支撑套筒顶端的中部设置连接管，连接管为末端执行装置的执行端；所述虎克铰侧连杆与球铰侧连杆能够在支撑套筒中滑动。
2.根据权利要求1所述一种机械臂末端执行装置，其特征在于，所述虎克转动杆与虎克铰转动套和虎克铰转轴与虎克转轴座均为轴承连接。
3.根据权利要求1所述一种机械臂末端执行装置，其特征在于，所述球铰关节包括球头转动杆一、球铰转轴座、球铰中间转轴、球头转动杆二、球铰转动套和紧固法兰二；所述紧固法兰二固定套接于球铰转动套上，所述球铰转动套套接于球头转动杆二，所述球铰转轴座通过球铰中间转轴与球头转动杆二转动连接，所述球铰转轴座的一侧设有转轴轴承，所述球头转动杆一转动连接于转轴轴承上。
4.根据权利要求3所述一种机械臂末端执行装置，其特征在于，所述球头转动杆二和球铰转轴座上均设有通孔，所述球铰中间转轴和球铰转轴座上的通孔相对应，所述球铰转轴座的通孔内安装轴承座，所述球铰中间转轴插入球铰转轴座和球头转动杆二内的通孔。
5.根据权利要求1所述一种机械臂末端执行装置，其特征在于，所述虎克铰转轴呈中空状，所述虎克铰转轴中部的上下两端均设置定位通孔，所述虎克铰转轴中部的左右两端均设置侧开口。
6.根据权利要求3所述一种机械臂末端执行装置，其特征在于，所述紧固法兰一和紧固法兰二上均设置若干个螺孔，所述紧固法兰一上的螺孔和紧固法兰二上的螺孔相对应。
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