CN204221792U - 一种用于机械臂的机器人关节 - Google Patents
一种用于机械臂的机器人关节 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204221792U CN204221792U CN201420578233.5U CN201420578233U CN204221792U CN 204221792 U CN204221792 U CN 204221792U CN 201420578233 U CN201420578233 U CN 201420578233U CN 204221792 U CN204221792 U CN 204221792U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arm support
- clutch
- robot joint
- joint
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 34
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 22
- 239000003380 propellant Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 2
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
本实用新型揭示一种用于机械臂的机器人关节，包括第一臂架、第二臂架，并且第一臂架与第二臂架之间采用可变刚度的关节进行连接，当机械臂运动时，机器人关节随着机械臂的运动而随动。相比于现有技术，本实用新型的机器人关节具有随动功能，在电机与臂架连接处桥接有离合器，在机械臂运动过程中通过离合器的接合与分离可迅速传递或切断电机与机械臂之间的动力。当本实用新型应用于火箭推进剂加注时，可实现机械臂能随火箭摆动，保持火箭加注口与加泄连接器的自动对接，加注精度高、响应时间短、随动性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业自动化控制领域，尤其涉及一种用于机械臂的机器人关节。
背景技术
机器人是能够模仿人的某些动作，并用来按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。近年来，机械臂广泛地应用于自动化领域，但是，现有的机械臂往往不具备随动性，由于臂架与臂架之间的关节采用刚性连接，当机械臂运动时，连接臂架的关节不具备随动性。
例如，火箭推进剂加注是火箭发射前的重要环节，加泄连接器的对接与脱离既是加注中的高危险环节，又是实现加注过程自动化需解决的首要问题。众所周知，运载火箭液体推进剂具有易燃、易爆、易挥发或有腐蚀性的显著特性，少量吸入或接触即可导致人员中毒伤亡，研究加泄连接器的对接与脱离技术对于缩短发射前的准备时间、减少工作量及降低勤务人员误操作产生紧急情况的风险，提高火箭和操作人员的安全性，提高系统的可靠性并减轻操作人员的劳动强度有十分重要的意义。目前，航天强国对推进剂加注自动化的研究非常重视，对加注过程中的关键环节-自动对接与脱离更是投入大量人力物力进行长期攻关，很多国家都在积极研制应用于推进剂加注环境的对接与脱离自动化装置(诸如机械臂)。然而，火箭在竖立待发射时，通常会在风载下做无规则摆动或晃动，这对加注管路的自动对接、脱落造成很大的困扰。这是因为，火箭加注燃料的过程中，当加泄连接器与火箭加注口连接后，普通的机械臂无法根据火箭的摆动或晃动进行适应性随动。
实用新型内容
针对现有技术中的机械臂在火箭加注口与加泄连接器自动对接时所存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种用于机械臂的机器人关节，将离合器装置引入现有的机械臂结构，从而实现可变刚度的机器人关节，以满足机械臂随动的技术要求。
依据本实用新型的一个方面，提供了一种用于机械臂的机器人关节，包括第一臂架、第二臂架，并且第一臂架与所述第二臂架之间采用可变刚度的关节进行连接，当所述机械臂运动时，所述机器人关节随着机械臂的运动而随动。
在其中的一实施例，所述机器人关节还包括法兰轴、两个轴承、大同步带轮、减速机轴、法兰盘轴和减速机，其中法兰轴固定在第一臂架上，两个轴承套在法兰轴的外侧，第二臂架套在这两个轴承外侧，减速机固定在大同步带轮上，大同步带轮固定在第二臂架上方，减速机轴与法兰盘轴连接。
在其中的一实施例，所述机器人关节还包括电机、法兰盘、离合器吸盘、离合器线圈，其中电机与减速机连接，法兰盘与离合器吸盘以及离合器线圈固定在第一臂架上面，电机与第二臂架通过离合器吸盘与离合器线圈传输或切断动力。
在其中的一实施例，当离合器为上电状态时，电机通过减速机直接驱动第二臂架，从而实现第二臂架的刚性动作；当离合器为断电状态时，第二臂架不再接受来自电机的驱动力，从而使关节处于柔性状态。
在其中的一实施例，所述机器人关节还包括同步带、惰轮、张紧连杆、小同步带轮、张紧连杆、张紧轮架、张紧轮，其中小同步带轮与大同步带轮通过同步带连接，惰轮位于同步带的外侧，张紧轮位于同步带的内侧，张紧轮架和张紧连杆与张紧轮固定连接并调节张紧轮的位置。
在其中的一实施例，所述机器人关节还包括油封盖，固定于第二臂架的下方。
在其中的一实施例，所述机器人关节还包括位姿传感器，用于实时记录机器人关节的姿态并输出当前姿态的位置信息。
采用本实用新型的机器人关节，第一臂架与第二臂架之间采用可变刚度的关节进行连接，当机械臂运动时，机器人关节随着机械臂的运动而随动。相比于现有技术，本实用新型的机器人关节具有随动功能，在电机与臂架连接处桥接有离合器，在机械臂运动过程中通过离合器的接合与分离可迅速传递或切断电机与机械臂之间的动力。当本实用新型应用于火箭推进剂加注时，可实现机械臂能随火箭摆动，保持火箭加注口与加泄连接器的自动对接，加注精度高、响应时间短、随动性强。
附图说明
读者在参照附图阅读了本实用新型的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本实用新型的各个方面。其中，
图1示出依据本实用新型一实施方式的可变刚度机器人关节的结构示意图；
图2示出图1的可变刚度机器人关节的编码器安装示意图；
图3示出图1的可变刚度机器人关节的离合器的结构示意图；以及
图4示出图1的可变刚度机器人关节的动力传输与切断的原理示意图。
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本实用新型的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本实用新型所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
下面参照附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。
图1示出依据本实用新型一实施方式的可变刚度机器人关节的结构示意图。图2示出图1的可变刚度机器人关节的编码器安装示意图。图3示出图1的可变刚度机器人关节的离合器的结构示意图。图4示出图1的可变刚度机器人关节的动力传输与切断的原理示意图。
参照图1～图4，本实用新型的可变刚度机器人关节主要由离合器完成驱动力的衔接。在离合器处于上电状态时，电机4输出的驱动力可通过减速器直接驱动机械臂架，实现机械臂架的刚性动作。当切断离合器电源时，电机4提供的动力将不再输出给机械臂架，以实现关节的柔性状态。由于离合器的响应速度快、灵活度强，因而可提高可变刚度机器人的工作效率。此外，关节的姿态将由关节位姿传感系统实时记录，以实时提供关节高精度的姿态位置。
在本申请中，数字标记1为第一臂架，2为第二臂架，3为法兰轴，4为电机，5和6均为轴承，7为大同步带轮，8为减速机轴，9为法兰盘轴，10为法兰盘，11为离合器吸盘，12为离合器线圈，13为油封盖，14为编码器，15为同步带，16为弹簧，17为惰轮，18为销钉，19为小同步带轮，20为张紧连杆，21为张紧轮架，22为张紧轮，24为电机座，25为轴承，26为离合器。
在本实用新型的该实施方式中，该可变刚度机器人关节包括第一臂架1、第二臂架2，并且第一臂架1与第二臂架2之间采用可变刚度的关节进行连接，当机械臂运动时，机器人关节随着机械臂的运动而随动。
机器人关节包括法兰轴3、轴承5、轴承6、大同步带轮7、减速机轴8、法兰盘轴9和减速机21，其中法兰轴3固定在第一臂架1上，轴承5与轴承6套在法兰轴3的外侧，第二臂架2套在轴承5与轴承6外侧，减速机21固定在大同步带轮7上，大同步带轮7固定在第二臂架2上方，减速机轴8与法兰盘轴9连接。
机器人关节还包括电机4、法兰盘10、离合器吸盘11、离合器线圈12，其中电机4与减速机21连接，法兰盘10与离合器吸盘11以及离合器线圈12固定在第一臂架1上面，电机4与第二臂架2通过离合器吸盘11与离合器线圈12传输或切断动力。例如，当离合器为上电状态时，电机4通过减速机21直接驱动第二臂架2，从而实现第二臂架2的刚性动作；当离合器为断电状态时，第二臂架2不再接受来自电机4的驱动力，使关节处于柔性状态。
在一具体实施例，机器人关节还包括同步带15、惰轮17、张紧连杆20、小同步带轮19、张紧连杆20、张紧轮架21、张紧轮22，其中，小同步带轮19与大同步带轮7通过同步带15连接，惰轮17位于同步带15的外侧，张紧轮22位于同步带15的内侧，张紧轮架21和张紧连杆20与张紧轮22固定连接并通过弹簧16来调节张紧轮22的位置。销钉18用来固定张紧轮架21。编码器14与小同步带轮19连接，且编码器14固定在第二臂架2上。
此外，机器人关节还包括油封盖13。油封盖13固定于第二臂架2的下方。机器人关节还包括位姿传感器，用于实时记录机器人关节的姿态并输出当前姿态的位置信息。
再次参照图4，电机4固定在电机座24上，并且电机4与减速机21相连接。电机4与第二臂架2通过离合器26(包括吸盘部分和线圈部分)传输或切断动力。轴承25用来固定第二臂架2。当离合器为上电状态时，电机4通过减速机21直接驱动第二臂架2，从而实现第二臂架2的刚性动作；当离合器为断电状态时，第二臂架2不再接受来自电机4的驱动力，使关节处于柔性状态。
采用本实用新型的机器人关节，第一臂架与第二臂架之间采用可变刚度的关节进行连接，当机械臂运动时，机器人关节随着机械臂的运动而随动。相比于现有技术，本实用新型的机器人关节具有随动功能，在电机与臂架连接处桥接有离合器，在机械臂运动过程中通过离合器的接合与分离可迅速传递或切断电机与机械臂之间的动力。当本实用新型应用于火箭推进剂加注时，可实现机械臂能随火箭摆动，保持火箭加注口与加泄连接器的自动对接，加注精度高、响应时间短、随动性强。
上文中，参照附图描述了本实用新型的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以对本实用新型的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本实用新型权利要求书所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种用于机械臂的机器人关节，其特征在于，所述机器人关节包括第一臂架(1)、第二臂架(2)，并且所述第一臂架(1)与所述第二臂架(2)之间采用可变刚度的关节进行连接，当所述机械臂运动时，所述机器人关节随着机械臂的运动而随动。
2.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述机器人关节还包括法兰轴(3)、轴承(5)、轴承(6)、大同步带轮(7)、减速机轴(8)、法兰盘轴(9)和减速机(21)，其中法兰轴(3)固定在第一臂架(1)上，轴承(5)与轴承(6)套在法兰轴(3)的外侧，第二臂架(2)套在轴承(5)与轴承(6)外侧，减速机(21)固定在大同步带轮(7)上，大同步带轮(7)固定在第二臂架(2)上方，减速机轴(8)与法兰盘轴(9)连接。
3.根据权利要求2所述的机器人关节，其特征在于，所述机器人关节还包括电机(4)、法兰盘(10)、离合器吸盘(11)、离合器线圈(12)，其中电机(4)与减速机(21)连接，法兰盘(10)与离合器吸盘(11)以及离合器线圈(12)固定在第一臂架(1)上面，电机(4)与第二臂架(2)通过离合器吸盘(11)与离合器线圈(12)传输或切断动力。
4.根据权利要求3所述的机器人关节，其特征在于，当离合器为上电状态时，电机(4)通过减速机(21)直接驱动第二臂架(2)，从而实现第二臂架(2)的刚性动作；当离合器为断电状态时，第二臂架(2)不再接受来自电机(4)的驱动力，从而使关节处于柔性状态。
5.根据权利要求2所述的机器人关节，其特征在于，所述机器人关节还包括同步带(15)、惰轮(17)、张紧连杆(20)、小同步带轮(19)、张紧连杆(20)、张紧轮架(21)、张紧轮(22)，其中，小同步带轮(19)与大同步带轮(7)通过同步带(15)连接，惰轮(17)位于同步带(15)的外侧，张紧轮(22)位于同步带(15)的内侧，张紧轮架(21)和张紧连杆(20)与张紧轮(22)固定连接并调节张紧轮(22)的位置。
6.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述机器人关节还包括油封盖(13)，固定于第二臂架(2)的下方。
7.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述机器人关节还包括位姿传感器，用于实时记录机器人关节的姿态并输出当前姿态的位置信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420578233.5U CN204221792U (zh) | 2014-10-08 | 2014-10-08 | 一种用于机械臂的机器人关节 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420578233.5U CN204221792U (zh) | 2014-10-08 | 2014-10-08 | 一种用于机械臂的机器人关节 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204221792U true CN204221792U (zh) | 2015-03-25 |
Family
ID=52919931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420578233.5U Withdrawn - After Issue CN204221792U (zh) | 2014-10-08 | 2014-10-08 | 一种用于机械臂的机器人关节 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204221792U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104369194A (zh) * | 2014-10-08 | 2015-02-25 | 顿向明 | 一种用于机械臂的机器人关节 |
| CN105345840A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-02-24 | 山东大学齐鲁医院 | 一种旋转式驱动关节 |
| CN105881518A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-24 | 柳州欧卡机器人有限公司 | 一种示教机器人及其操作方法 |
| CN108870034A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-11-23 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种适应月面环境的机器人化全景相机转台 |
-
2014
- 2014-10-08 CN CN201420578233.5U patent/CN204221792U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104369194A (zh) * | 2014-10-08 | 2015-02-25 | 顿向明 | 一种用于机械臂的机器人关节 |
| CN104369194B (zh) * | 2014-10-08 | 2016-07-06 | 顿向明 | 一种用于机械臂的机器人关节 |
| CN105345840A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-02-24 | 山东大学齐鲁医院 | 一种旋转式驱动关节 |
| CN105881518A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-24 | 柳州欧卡机器人有限公司 | 一种示教机器人及其操作方法 |
| CN108870034A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-11-23 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种适应月面环境的机器人化全景相机转台 |
| CN108870034B (zh) * | 2018-04-27 | 2023-09-15 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种适应月面环境的机器人化全景相机转台 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204221792U (zh) | 一种用于机械臂的机器人关节 | |
| CN205394516U (zh) | 一种危险环境下的巡检机器人 | |
| CN105020537B (zh) | 管道无损检测机器人 | |
| US20120067156A1 (en) | Robot for handling object | |
| US20150151950A1 (en) | Apparatus, system and method for controllable grappling hook | |
| CN208629470U (zh) | 机械抓手及搬运设备 | |
| CN204712062U (zh) | 一种基于单片机控制的机械手爪 | |
| US9003919B2 (en) | Ceiling-mounted scara robot | |
| EP3318369A1 (en) | Cable-driven parallel manipulator | |
| CN104044155B (zh) | 一种重力抵消装置 | |
| BostelMan et al. | RoboCrane [R] project: an advanced concept for large scale manufacturing | |
| CN104369194B (zh) | 一种用于机械臂的机器人关节 | |
| CN104626108A (zh) | 一种先进多自由度可控机械手 | |
| Huo et al. | Design and development of a 7-DOF humanoid arm | |
| CN105328709A (zh) | 一种机械爪 | |
| CN207173763U (zh) | 多体结构钢制壁面无损检测平台 | |
| CN205009210U (zh) | 一种新型变胞装载机械手 | |
| CN210616515U (zh) | 一种六自由度自主分拣机械臂 | |
| CN211682135U (zh) | 一种手眼触屏机械臂 | |
| CN204431243U (zh) | 智能机械办公手 | |
| CN209599221U (zh) | 一种三自由度工业机械手 | |
| CN103963047A (zh) | 带有防转动机构的索牵引并联机器人装置 | |
| Tokura et al. | Practical applications of HORNET to inspect walls of structures | |
| CN105058370A (zh) | 一种并联机器人 | |
| Shata et al. | Brachiating robot analysis and design |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20150325 Effective date of abandoning: 20160706 |
|
| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |