CN203680320U - 一种多自由度机器人手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多自由度机器人手臂，包括手爪机构、手腕机构及小臂机构，所述小臂机构设有关节电机及两个相互啮合的第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮，所述关节电机输出轴通过联轴器与第一圆锥齿轮的中心轴固定连接；所述第二圆锥齿轮的一端延伸至手腕机构内并与手腕机构固定，所述手腕机构包括手腕箱体及设置在手腕箱体内的旋转电机，所述旋转电机的输出轴与手爪机构连接。本实用新型的小臂机构通过电机与2个圆锥齿轮配合，有利于简化系统运动方程式的结构形式；关节电机用于实现手腕的摆动，旋转电机用于实现手腕的旋转，运动精度高、精度控制简单，实现小臂、手腕多个自由度的运动。

Description

一种多自由度机器人手臂

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域,具体是指一种具有多自由度的机器人手臂。

背景技术

随着科技的进步，机器人的研究应用领域在不断扩展，其中仿人机器人的研究和应用尤其受到普遍关注，并成为智能机器人领域中最活跃的研究热点之一。仿人机器人在助老、助残领域得到广泛应用，可完成取药、倒水、冰箱取物、开门和搀扶老人等行为。机器人机械手臂是仿人机器人系统中最具代表性的复杂部件，是仿人机器人完成抓取作业和与人机交互的基础，仿人机器人配备双臂，因此其结构设计的紧凑和通用性和灵活性是实现手臂智能控的首要因素，同时机械臂的运动灵活性、安全性、平稳性和多自由度关节机构的模块化设计是一个急需解决的问题。

使用传统方式驱动的并联机器人，因铰链间隙误差、驱动传动误差等影响，造成并联机构的运动精度差、精度控制复杂等难点。而且，其刚度弱，不能承受高速带来的冲击，机构部件容易损伤；现有的机器人常常采用蜗轮蜗杆结构,则必然以空间交叉方式变向,不利于简化系统运动方程式的结构形式。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种且可以实现大角度转动，刚性好，使机器人的动作更敏捷、更流畅的多自由度机器人手臂。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种多自由度机器人手臂，包括手爪机构、手腕机构及小臂机构，其特征在于：所述小臂机构设有关节电机及两个相互啮合的第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮，所述关节电机输出轴通过联轴器与第一圆锥齿轮的中心轴固定连接；所述第二圆锥齿轮的一端延伸至手腕机构内并与手腕机构固定，所述手腕机构包括手腕箱体及设置在手腕箱体内的旋转电机，所述旋转电机的输出轴与手爪机构连接。

具体的，所述手爪机构包括固定支架及固定在固定架内上的驱动机构，所述固定支架上铰接有若干个手爪，所述手爪的一端通过连杆与驱动机构的输出主轴连接。

具体的，所述的手腕箱体内开有内凹容纳空间，所述手爪机构的驱动机构安装在所述内凹容纳空间内。

优选的，所述手爪设有三个，所述的三个手爪呈脚爪形板，周向均布于所述固定支架上。

本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果：

1、本实用新型的小臂机构通过电机与2个圆锥齿轮配合,有利于简化系统运动方程式的结构形式；关节电机用于实现手腕的摆动，旋转电机用于实现手腕的旋转，运动精度高、精度控制简单，实现小臂、手腕多个自由度的运动。

2、手爪机构的驱动机构安装在手腕结构内部，以此来减轻手部的重量，让手爪能够作灵活的运动，工作空间范围大，动作灵活，通用性强、能抓取近距离的物体，工艺操作精度高。

3、手爪铰接在固定支架上，手爪机构采用连杆来带动手爪以抓取与放松工件运动，当驱动机构推动手爪闭合时,本手爪机构具有自动调节抓取不同直径圆柱体工件的功能，相比于现有的只有两个相向闭合的手爪，本实用新型手爪机构结构简单,安全性好,输出力矩大和重载能力强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种多自由度机器人手臂，包括手爪机构、手腕机构及小臂机构，所述小臂机构设有关节电机1及两个相互啮合的第一圆锥齿轮2与第二圆锥齿轮3，所述关节电机3输出轴通过联轴器4与第一圆锥齿轮2的中心轴固定连接；所述第二圆锥齿轮3的一端延伸至手腕机构内并与手腕机构固定，所述手腕机构包括手腕箱体5及设置在手腕箱体5内的旋转电机6，所述旋转电机6的输出轴与手爪机构连接。

具体的，所述手爪机构包括固定支架7及固定在固定架7内上的驱动机构8，所述固定支架7上通过若干个转动定位销铰接有若干个手爪9，所述手爪的一端通过连杆10与驱动机构8的输出主轴连接。手爪铰接在固定支架上，手爪机构采用连杆来带动手爪以抓取与放松工件运动，当驱动机构推动手爪闭合时,本手爪机构具有自动调节抓取不同直径圆柱体工件的功能。

所述的手腕箱体5内开有内凹容纳空间11，所述手爪机构的驱动机构8安装在所述内凹容纳空间11内。手爪机构的驱动机构安装在手腕结构内部，以此来减轻手部的重量，让手爪能够作灵活的运动，工作空间范围大，动作灵活，通用性强、能抓取近距离的物体，工艺操作精度高。

所述手爪9设有三个，所述的三个手爪9呈脚爪形板，周向均布于所述固定支架7上。相比于现有的只有两个相向闭合的手爪，本实用新型手爪机构结构简单,安全性好,输出力矩大和重载能力强。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多自由度机器人手臂，包括手爪机构、手腕机构及小臂机构，其特征在于：所述小臂机构设有关节电机及两个相互啮合的第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮，所述关节电机输出轴通过联轴器与第一圆锥齿轮的中心轴固定连接；所述第二圆锥齿轮的一端延伸至手腕机构内并与手腕机构固定，所述手腕机构包括手腕箱体及设置在手腕箱体内的旋转电机，所述旋转电机的输出轴与手爪机构连接。

2.根据权利要求1所述多自由度机器人手臂，其特征在于：所述手爪机构包括固定支架及固定在固定架内上的驱动机构，所述固定支架上铰接有若干个手爪，所述手爪的一端通过连杆与驱动机构的输出主轴连接。

3.根据权利要求2所述多自由度机器人手臂，其特征在于：所述的手腕箱体内开有内凹容纳空间，所述手爪机构的驱动机构安装在所述内凹容纳空间内。

4.根据权利要求3所述多自由度机器人手臂，其特征在于：所述手爪设有三个，所述的三个手爪呈脚爪形板，周向均布于所述固定支架上。

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