CN113232040B - 一种双工作模式的高负载自重比的机械臂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双工作模式的高负载自重比的机械臂，包括:基座、机械臂一、驱动装置一、机械臂二结构、驱动装置二、下极限支撑、驱动装置三、机械臂三、机械手。驱动装置三固定在机械臂三上，机械手固定在机械臂三上。机械臂分为两种工作模式，轻载模式下机械臂一与机械臂二处于非锁定状态，机械臂具有三个自由度，重载模式下机械臂一和机械臂二通过下极限支撑处于锁定状态，驱动装置二锁定，机械臂三处于悬垂状态，机械臂具有一个自由度。通过结构的锁定和驱动的转换，实现轻载和重载模式的切换，机械臂负重比例超过1：1。

Description

一种双工作模式的高负载自重比的机械臂
技术领域
本发明涉及机械臂领域，尤其是一种具有双工作模式，高负载自重比的机械臂。
背景技术
现阶段机械臂技术发展迅速，在末端要求负载比较大的时候，传统的工业机械臂的负载自重比大都小于1/2，存在着自身重量大，材料冗余，效率低，消耗功率大等缺点。急需一种结构简单，能够抓取，搬运较大负载，高负载自重比的机械臂以满足市场需求。
本发明就是为了弥补现有技术的缺失，提出了一种具有双工作模式，高负载自重比的机械臂，能够实现对较重物体的抓取，搬运工作。
发明内容
为解决上述问题，根据本发明，公开了一种双工作模式的高负载自重比的机械臂，包括:基座、机械臂一、驱动装置一、机械臂二结构、驱动装置二、下极限支撑、驱动装置三、机械臂三、机械手。驱动装置一安装在基座上，驱动装置一与机械臂一连接，机械臂一与机械臂二结构通过驱动装置二连接，机械臂二结构通过下极限支撑与驱动装置三连接；驱动装置三固定在机械臂三上，机械手固定在机械臂三上。机械臂分为两种工作模式，轻载模式下机械臂一与机械臂二处于非锁定状态，机械臂具有三个自由度，重载模式下机械臂一和机械臂二通过下极限支撑处于锁定状态，驱动装置二锁定，机械臂三处于悬垂状态，机械臂具有一个自由度。通过结构的锁定和驱动的转换，实现轻载和重载模式的切换，机械臂负重比例超过1：1。
进一步的，所述一种双工作模式的高负载自重比的机械臂，其特征在于：所述机械臂二结构包括支撑圆柱、铰件和机械臂二，所述支撑圆柱固定在所述机械臂二上，所述铰件固定在所述机械臂二上，所述驱动装置二分别铰接在所述机械臂一和所述铰件上。当处于轻载工作模式，所述机械臂一和所述机械臂二非锁定，当处于重载工作模式，所述支撑圆柱与所述下极限支撑固定，此时所述机械臂一与所述机械臂二锁定，所述驱动装置二自锁，所述机械臂三处于悬垂状态。
进一步的，所述一种双工作模式的高负载自重比的机械臂，其特征在于：所述机械手包括基框上帽、上端连杆、下端连杆、铰点支撑半环、手指滑座、手指、基框限位和手指基框，所述基框上帽安装在所述驱动装置三上，所述上端连杆铰接在所述基框上帽，所述下端连杆与所述上端连杆，所述铰点支撑半环和所述手指相铰接，所述手指滑座固定在所述基框上帽上，所述手指与所述手指滑座铰接，所述基框限位固定在所述机械臂三上，所述手指基框固定在所述基框上帽上，轻载模式下，所述驱动装置三通过所述上端连杆，所述下端连杆，所述手指的转动来实现对物体的夹取，搬运；重载工作模式下，所述手指基框进行物体的锁定，使机械臂对物体进行抬升。
进一步的，所述一种双工作模式的高负载自重比的机械臂，其特征在于：所述机械臂三选择性能更加优越的铝合金，在满足强度刚度要求的情况下，减轻机械臂的质量。
本发明的有益之处至少包括：
(1)本发明利用下极限支撑使机械臂一和机械臂二在重载工作模式下实现锁定，额外增强机械臂的负载能力，使负载自重比超过1：1。
(2)本发明中机械手采用二级连杆大开度手指机构，轻载时，通过手指夹取物体，重载时通过手指基框固定从而来提升物体。
(3)本发明机械臂三采用铝合金材料，满足强度和刚度要求下，使机械臂的质量更轻。
附图说明
图1为本发明一种双工作模式的高负载自重比的机械臂的轴测图的示意图；
图2为本发明一种双工作模式的高负载自重比的机械臂的机械臂二结构的示意图；
图3为本发明一种双工作模式的高负载自重比的机械臂的机械手的示意图。
附图标记说明：
1-基座；2-机械臂一；3-驱动装置一；4-机械臂二结构；41-支撑圆柱；42-铰件；43-机械臂二；5-驱动装置二；6-下极限支撑；7-驱动装置三；8-机械臂三；9-机械手；91-基框上帽；92-上端连杆；93-下端连杆；94-铰点支撑半环；95-手指滑座；96-手指；97-基框限位；98-手指基框。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参见附图1，为本发明的一种双工作模式的高负载自重比的机械臂的结构示意，包括:基座1、机械臂一2、驱动装置一3、机械臂二结构4、驱动装置二5、下极限支撑6、驱动装置三7、机械臂三8、机械手9。所述驱动装置三7固定在所述机械臂三8上，所述机械手9固定在所述机械臂三8上。机械臂分为两种工作模式，轻载模式下所述机械臂一2与所述机械臂二43处于非锁定状态，机械臂具有三个自由度，重载模式下所述机械臂一2和所述机械臂二43通过下极限支撑处于锁定状态，所述驱动装置二5锁定，所述机械臂三8处于悬垂状态，机械臂具有一个自由度。通过结构的锁定和驱动的转换，实现轻载和重载模式的切换，机械臂负重比例超过1：1。
参见附图2，为本发明的一种双工作模式的高负载自重比机械臂的机械臂二结构的示意图。所述机械臂二结构4包括支撑圆柱41、铰件42和机械臂二43，所述支撑圆柱41固定在所述机械臂二43上，所述铰件42固定在所述机械臂二43上，所述驱动装置二5分别铰接在所述机械臂一2和所述铰件42上，所述驱动装置二5实现所述机械臂二43的俯仰运动。当处于轻载工作模式，所述机械臂一和所述机械臂二非锁定，当处于重载工作模式，所述支撑圆柱41与所述下极限支撑6固定，此时所述机械臂一2与所述机械臂二43锁定，所述驱动装置二5自锁，所述机械臂三8处于悬垂状态。
参见附图3，为本发明一种双工作模式的高负载自重比的机械臂的机械手的示意图。所述机械手9包括基框上帽91、上端连杆92、下端连杆93、铰点支撑半环94、手指滑座95、手指96、基框限位97和手指基框98，所述基框上帽91安装在所述驱动装置三7上，所述上端连杆92铰接在所述基框上帽91，所述下端连杆93与所述上端连杆92，所述铰点支撑半环94和所述手指96相铰接，所述手指滑座95固定在所述基框上帽91上，所述手指96与手指滑座95铰接，所述基框限位97固定在所述机械臂三8上，所述手指基框98固定在所述基框上帽91上，轻载工作模式下，所述驱动装置三7通过所述上端连杆92，所述下端连杆93，所述手指96的转动来实现对物体的夹取，搬运；重载工作模式下，所述手指基框进行物体的锁定，使机械臂对物体进行抬升。
参见附图1，为本发明的一种双工作模式的高负载自重比的机械臂的轴测图结构示意，所述机械臂三选择性能更加优越的铝合金，在满足强度刚度要求的情况下，减轻机械臂的质量。
综上，本发明可以有效实现对物体的夹取和搬运工作，通过下极限支撑的作用，可以形成两种工作模式，具有较高的负载自重比。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (3)

1.一种双工作模式的高负载自重比的机械臂，其特征在于，包括基座（1）、机械臂一（2）、驱动装置一（3）、机械臂二结构（4）、驱动装置二（5）、下极限支撑（6）、驱动装置三（7）、机械臂三（8）、机械手（9）；
驱动装置一（3）安装在基座（1）上，驱动装置一（3）与机械臂一（2）连接，机械臂一（2）与机械臂二结构（4）通过驱动装置二（5）连接，机械臂二结构（4）通过下极限支撑（6）与驱动装置三（7）连接；所述驱动装置三（7）固定在所述机械臂三（8）上，所述机械手（9）固定在所述机械臂三（8）上；所述下极限支撑（6）设置在机械臂一（2）上；
双工作模式的高负载自重比的机械臂分为两种工作模式，轻载模式下所述机械臂一（2）与所述机械臂二（43）处于非锁定状态，双工作模式的高负载自重比的机械臂具有三个自由度；
重载模式下所述机械臂一（2）和所述机械臂二（43）通过下极限支撑处于锁定状态，所述驱动装置二（5）锁定，所述机械臂三（8）处于悬垂状态，双工作模式的高负载自重比的机械臂具有一个自由度；
通过结构的锁定和驱动的转换，实现轻载和重载模式的切换，双工作模式的高负载自重比的机械臂负重比例超过1：1；
所述机械臂二结构（4）包括支撑圆柱（41）、铰件（42）和机械臂二（43），所述支撑圆柱（41）固定在所述机械臂二（43）上，所述铰件（42）固定在所述机械臂二（43）上，所述驱动装置二（5）分别铰接在所述机械臂一（2）和所述铰件（42）上，所述驱动装置二（5）实现所述机械臂二（43）的俯仰运动；当处于轻载工作模式，所述机械臂一和所述机械臂二非锁定，当处于重载工作模式，所述支撑圆柱（41）与所述下极限支撑（6）固定，此时所述机械臂一（2）与所述机械臂二（43）锁定，所述驱动装置二（5）自锁，所述机械臂三（8）处于悬垂状态。
2.根据权利要求1所述的一种双工作模式的高负载自重比的机械臂，所述机械手（9）包括基框上帽（91）、上端连杆（92）、下端连杆（93）、铰点支撑半环（94）、手指滑座（95）、手指（96）、基框限位（97）和手指基框（98），所述基框上帽（91）安装在所述驱动装置三（7）上，所述上端连杆（92）铰接在所述基框上帽（91），所述下端连杆（93）与所述上端连杆（92）铰接，所述铰点支撑半环（94）和所述手指（96）相铰接，所述手指滑座（95）固定在所述基框上帽（91）上，所述手指（96）与手指滑座（95）铰接，所述基框限位（97）固定在所述机械臂三（8）上，所述手指基框（98）固定在所述基框上帽（91）上，轻载工作模式下，所述驱动装置三（7）的收缩运动，通过所述上端连杆（92），所述下端连杆（93），所述手指（96）的转动来实现对物体的夹取，搬运;重载工作模式下，所述手指基框进行物体的锁定，使机械臂对物体进行抬升。
3.根据权利要求1或2所述的一种双工作模式的高负载自重比的机械臂，所述机械臂三采用铝合金制成。
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