CN202241311U - 3级伸缩式操作臂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及了一种3级伸缩式操作臂,包括伸缩臂、曲臂和末端执行器;末端执行器安装在曲臂的末端,曲臂安装在伸缩臂的末端。伸缩臂具有三级直线自由度;所述伸缩臂包括3级伸缩单元;每一级伸缩单元包括电机、连轴器、安装立板、滚珠导轨、丝杠、以及螺母;滚珠导轨采用壁挂式安装结构。曲臂具有7个旋转自由度,为冗余结构;所述的7个旋转自由度包括1个末端执行器旋转自由度,2个俯仰自由度和4个偏航自由度。本机械臂的工作范围大,负载能力强,操作灵活性高,躲避障碍、回避奇异性能好,可以在较狭窄或拥挤的工作场所中自如的操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人技术领域,具体涉及一种3级伸缩式操作臂,适合于在异型狭长管道内部作业使用。
背景技术
在特种工业领域(如航空航天领域),存在着许多异型狭长管道的内表面需要喷涂或焊接,由于这些狭长管道的内表面较为复杂,内部空间极为狭小,技术人员很难进入,必须采用自动化作业设备完成。目前国内外针对在异型狭长管道内壁作业的机械臂研究还非常少,申请号为CN200810209728.X的中国发明专利公开了一种超冗余全方位移动操作臂,该操作臂虽具有冗余自由度,但该操作臂不能在狭长管道内部作业。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是提供一种操作臂,能够结合三级伸缩臂和多关节冗余机械手的优点,使得复合机械臂能够深入狭长管道内部,并适应狭长管道内部异型结构,躲避障碍,解决异型狭长管道内壁的自动喷涂作业等问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题,本实用新型公开了一种3级伸缩式操作臂,包括伸缩臂、曲臂和末端执行器;末端执行器安装在曲臂的末端,曲臂安装在伸缩臂的末端。安装在基座上的伸缩臂具有三级直线自由度;伸缩臂包括3级伸缩单元;每一级伸缩单元包括电机、连轴器、安装立板、滚珠导轨、丝杠、以及螺母;电机固结在安装立板上,其输出轴通过连轴器连接丝杠,丝杠和螺母构成一个丝杆螺母副,螺母同时连接本伸缩单元的滑块与下一级伸缩单元的安装立板;电机的转动输出转化为螺母沿滚珠导轨的直线运动。曲臂具有7个旋转自由度,为冗余结构,7个旋转自由度包括1个执行器旋转自由度,2个俯仰自由度和4个偏航自由度。
(三)有益效果
本实用新型解决了在异型狭长管道内壁进行自动化作业的难题,具有以下优点:该机械臂同时具有3级伸缩臂和7自由度旋转关节曲臂的功能,3级伸缩臂采用壁挂式安装方式,该曲臂为冗余结构;故该机械臂具有自由度工作范围大,负载能力强,操作灵活性高,躲避障碍、回避奇异性能好,可以在较狭窄或拥挤的工作场所中自如的操作。
附图说明
图1为本实用新型的3级伸缩式操作臂的立体示意图。
图2是本实用新型中3级伸缩臂结构的立体示意图。
图3是本实用新型中曲臂结构和末端执行器的立体示意图。
图4是本实用新型的3级伸缩式操作臂的主视图。
图5是本实用新型的3级伸缩式操作臂的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不能用来限制本实用新型的范围。
图1为本实用新型的三级伸缩式操作臂的立体示意图,该操作臂由末端执行器1、曲臂2和伸缩臂3组成,伸缩臂3具有3级直线自由度,曲臂2采用旋转关节,具有7级旋转自由度。所述末端执行器1为作业工具,安装在旋转关节式曲臂2的末端。所述旋转关节式曲臂2安装在伸缩臂3的末端处,所述伸缩臂3可以作为一个模块安装在基座上。采用3级伸缩臂和旋转关节式曲臂复合形式的理由如下:3级伸缩臂可将曲臂和末端执行器运送到管道的内部,而旋转关节式曲臂可以进一步适应异型管道内部的环境。
本结构的伸缩臂3具有3个平动伸缩单元(如图2中4、5和6所示),并且所述3个平动伸缩单元具有相同方向的自由度,其目的是将曲臂2和末端执行器1运送较远距离,能够深入到狭长管道的内部。由于伸缩臂3在完全伸展后有近10米之长,伸缩臂3所受弯矩较大,因而,需要提高多级伸缩臂3的抗弯能力。本实用新型中采用两种措施来提高多级伸缩臂3的抗弯能力,其一是增大靠近基座部分伸缩杆的截面面积;其二是直线滚珠导轨采用壁挂式安装结构。所谓壁挂式安装结构即每一级滚珠导轨安装在上一级滚珠导轨上面,相对于常见的水平布局方式来说能明显提高导轨的刚度,提高3级伸缩臂的刚度,故该机构能够实现大行程、高刚度的直线伸缩运动。所述壁挂式结构的每一级伸缩单元主要包括电机7、连轴器8、安装立板9、滚珠导轨9a、丝杠10、以及螺母11等组成,电机7通过连轴器8连接丝杠10,通过丝杠10和螺母11组成的机构,将电机7的转动输出转化为螺母11沿滚珠导轨9a的直线运动。伸缩单元采用丝杠和螺母将电机的转动输出转变为直线运动,从而实现伸缩运动。螺母同时连接本伸缩单元的滑块与下一级伸缩单元的安装立板12,进而可实现3级伸缩机构的级联。
对于机械操作臂,自由度可分为两类:平移自由度和旋转自由度;当机械操作臂的独立自由度数目超过6个,则称该机械操作臂为冗余自由度操作臂。
所述曲臂具有7个旋转自由度,如图3所示,为冗余结构,目的是使得操作臂具有较高的灵活性,能够在狭长异型管道内躲避障碍,避免干涉和碰撞,特别适合在异型长管内部作业(如喷涂、焊接等)。所述7个旋转自由度的配置如下:自由度13为喷枪旋转自由度,使末端执行器绕机器人手腕轴线转动;自由度14、15、16和17可以实现末端执行器沿异型长管竖直运动的功能;自由度18和19可以实现末端执行器沿管道横向移动的功能。竖直面旋转自由度14、15、16和17与水平面回转自由度18和19以及伸缩臂的伸缩动作的结合可以使机器人实现任意曲面的作业。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种3级伸缩式操作臂,包括伸缩臂(3)、曲臂(2)和末端执行器(1),所述末端执行器(1)安装在所述曲臂(2)的末端,所述曲臂(2)安装在所述伸缩臂(3)的末端;其特征在于:安装在基座上的所述伸缩臂(3)具有三级直线自由度,其包括3级伸缩单元;每一级伸缩单元包括电机(7)、连轴器(8)、安装立板(9)、滚珠导轨(9a)、丝杠(10)、以及螺母(11);所述电机(7)固结在所述安装立板(9)上,其输出轴通过所述连轴器(8)连接所述丝杠(10),所述丝杠(10)和所述螺母(11)构成一个丝杆螺母副,所述螺母(11)同时连接本伸缩单元的滑块与下一级伸缩单元的安装立板(12);所述电机(7)的转动输出转化为所述螺母(11)沿所述滚珠导轨(9a)的直线运动。
2.根据权利要求1所述的操作臂,其特征在于:所述曲臂具有7个旋转自由度。
3.根据权利要求2所述的操作臂,其特征在于:所述的7个选择自由度包括1个末端执行器旋转自由度(13),2个俯仰自由度(18、19)和4个偏航自由度(14、15、16、17)。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103128733A (zh) * | 2013-03-23 | 2013-06-05 | 宁夏巨能机器人系统有限公司 | 伸缩竖梁装置 |
CN105014664A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-04 | 北京航空航天大学 | 适用于狭小空间的轻质模块化机械臂 |
CN105032805A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-11-11 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人 |
CN105834142A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-08-10 | 河北宇牛电气设备有限公司 | 一种电气化铁道绝缘子清洁装置 |
CN106426124A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-02-22 | 青岛海豚智能装备有限公司 | 可调节长度臂的平面关节机器人 |
CN109826919A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-31 | 北京电影学院 | 一种丝杠螺母传动机构、自调整伸缩机构及摄影机械臂 |
CN111801516A (zh) * | 2018-07-23 | 2020-10-20 | 东京毅力科创株式会社 | 伸缩装置 |
CN111874327A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-03 | 王苏姣 | 鞋垫自动放置设备 |
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- 2011-10-20 CN CN2011204026939U patent/CN202241311U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103128733A (zh) * | 2013-03-23 | 2013-06-05 | 宁夏巨能机器人系统有限公司 | 伸缩竖梁装置 |
CN103128733B (zh) * | 2013-03-23 | 2015-08-19 | 宁夏巨能机器人系统有限公司 | 伸缩竖梁装置 |
CN105032805A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-11-11 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人 |
CN105014664A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-04 | 北京航空航天大学 | 适用于狭小空间的轻质模块化机械臂 |
CN105834142A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-08-10 | 河北宇牛电气设备有限公司 | 一种电气化铁道绝缘子清洁装置 |
CN106426124A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-02-22 | 青岛海豚智能装备有限公司 | 可调节长度臂的平面关节机器人 |
CN111801516A (zh) * | 2018-07-23 | 2020-10-20 | 东京毅力科创株式会社 | 伸缩装置 |
CN109826919A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-31 | 北京电影学院 | 一种丝杠螺母传动机构、自调整伸缩机构及摄影机械臂 |
CN111874327A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-03 | 王苏姣 | 鞋垫自动放置设备 |
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Legal Events
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C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |