CN206899236U - 机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机械臂，包括底座；与所述底座旋转连接的腰座回转台；与所述腰座回转台俯仰转动连接的大臂组件；与所述大臂组件俯仰转动连接的肩部关节；与所述肩部关节旋转连接的小臂组件；及与所述小臂组件旋转/俯仰转动连接的手腕组件。由上，摆脱横梁、竖梁的束缚，小臂组件、大臂组件之间可任意转动。

Description

机械臂

技术领域

本实用新型涉及一种机械臂。

背景技术

机械臂是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械臂被广泛地运用于自动生产线中，机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

现有机械臂如申请号为200920025193.0公开了一种迷你两轴伺服机械臂，通过图1不难看出，现有技术实现机械臂对于不同位置的作业，需要通过伺服电机、步进电机以及气缸的驱动，以便分别沿着横行臂、引拔臂和上下臂移动。

显然，采用上述设计需横梁、竖梁才能实现机械臂的横向、纵向的移动，受其约束，其位移有限不够灵活。并且，采用横梁、竖梁仅可以实现机械臂的移动，对于手腕的灵活转向和俯仰调整无法实现。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种机械臂，包括底座；

与所述底座旋转连接的腰座回转台；

与所述腰座回转台俯仰转动连接的大臂组件；

与所述大臂组件俯仰转动连接的肩部关节；

与所述肩部关节旋转连接的小臂组件；及

与所述小臂组件旋转/俯仰转动连接的手腕组件。

由上，摆脱横梁、竖梁的束缚，小臂组件、大臂组件之间可任意转动。

其中，所述手腕组件包括三通结构外壳；在该外壳的顶部出口装配有一体式结构的第一锥齿轮和手掌固定端；

所述小臂组件的端部设置有驱动所述第一锥齿轮旋转的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮通过一锥齿轮轴驱动部件驱动运转。

由上，摆脱横梁、竖梁的束缚，小臂组件、大臂组件之间可任意转动。并且通过第二锥齿轮轴驱动第一齿轮旋转，从而带动手掌固定端旋转，即可以实现手腕的旋转，由此可增加机械臂的灵活度。

其中，所述锥齿轮轴驱动部件包括：

第五电机，其输出轴连接第一电机带轮；

第一减速器，其输入轴连接第一减速器带轮；

所述第一电机带轮和第一减速器带轮上安装有第一同步带；

所述第二锥齿轮安装于所述第一减速器的输出轴；

所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮相互垂直啮合。

由上，通过第五电机和减速器驱动第一锥齿轮轴转动，从而带动与其啮合的第一齿轮转动，使手腕组件实现旋转，由此可增加机械臂的灵活度。

其中，还包括驱动所述三通结构外壳进行俯仰运动的：

第六电机，其输出轴连接第二电机带轮；

第二减速器，其输入轴连接第二减速器带轮；

所述第二电机带轮和第二减速器带轮上安装有第二同步带；

第二减速器的输出轴连接于所述三通结构外壳。

由上，通过第六电机和减速器驱动三通结构外壳转动，以此使手腕组件实现俯仰运动，由此可增加机械臂的灵活度。

其中，所述底座的上表面，安装有叉车连接座；

在所述底座的底面，设置有可折叠的滚轮。

由上，方便机械臂通过叉车搬运或方便人工推动。

其中，所述腰座回转台包括一腔体，在所述腔体内安装有第一电机；

所述第一电机通过一法兰盘与所述腰座回转台连接。

由上，第一电机驱动法兰盘运转，从而使法兰盘带动腰座回转台旋转，从而实现任意角度的控制。

其中，所述腰座回转台还包括一圆形通孔，所述圆形通孔所在的平面与所述腔体所在的平面相互垂直；

在所述圆形通孔处固定有第二电机，所述第二电机的转子与所述大臂组件的近端连接，第二电机的定子与所述腰座回转台的圆形通孔连接。

由上，第二电机直接驱动大臂组件的俯仰运动，从而使机械臂可以进行任意角度的俯仰调整。

其中，所述肩部关节包括第三圆形通孔，所述第三圆形通孔处固定有第三电机，所述第三电机的定子与所述大臂组件的远端连接，所述第三电机的转子与所述第三圆形通孔连接。

由上，第三电机直接驱动肩部关节的俯仰运动，从而使机械臂可以进行任意角度的俯仰调整。

其中，所述肩部关节还包括第二圆形通孔，所述第二圆形通孔所在的平面与所述第三圆形通孔所在的平面相互垂直；

所述第二圆形通孔内安装一电机组件，所述电机组件的输出轴通过齿轮组件驱动第二法兰盘转动，所述第二法兰盘与所述小臂组件为一体结构。

由上，电机组件驱动齿轮转动，齿轮带动与其啮合的第二法兰盘转动，最终使与第二法兰盘为一体结构的小臂组件组件转动，从而可以使小臂朝向任意方向。

附图说明

图1为现有技术机械臂的原理示意图；

图2为机械臂的结构示意图；

图3为底座及腰座回转台的爆炸图；

图4为大臂组件部分的爆炸图；

图5(A)为肩部关节部分的爆炸图；

图5(B)为肩部关节部分的旋转原理示意图；

图6(A)为手腕组件部分的传动原理示意图；

图6(B)为手腕组件装配完成后的示意图。

具体实施方式

下面参见图2～图6对本实用新型所述的机械臂进行详细说明。

如图2所示，本申请机械臂包括依次转动连接的底座100，腰座回转台200、大臂组件300、肩部关节400、小臂组件500和手腕组件600。

如图3所示，在所述底座100的上表面，安装有叉车连接座101，以便可以通过叉车运输所述机械臂。较佳的，在所述底座100底部还设置有可折叠的滚轮(未图示)，从而方便直接推动机械臂。

所述腰座回转台200包括一腔体以及一圆形通孔，在所述腔体和圆形通孔处分别用于容纳安装第一电机204和第二电机301。其中，所述腔体所在的平面与所述圆形通孔所在的平面相互垂直，即，第一电机204和第二电机301的安装位置在轴向上相互垂直。

所述第一电机204用于驱动腰座回转台200旋转。具体的，在底座100的中心位置设置有与第一电机204匹配的卡座，第一电机204的底端定子卡和于所述卡座处，通过第一组螺栓(未图示)固定。

所述第一电机204的转子通过第二组螺栓202与一法兰盘203连接。该法兰盘203还通过第三组螺栓201固定于所述腰座回转台200的腔体开口处。由此，便可通过第一电机204转轴的旋转而带动腰座回转台200旋转。

第二电机301用于驱动大臂组件300俯仰运动。如图3、4所示，所述第二电机301安装于腰座回转台200的圆形通孔处，大臂组件300的近端设置有与所述第二电机301定子匹配的凹槽，以通过螺栓固定所述第二电机301的定子。第二电机301的转子通过螺栓配合法兰盘与所述大臂组件300的近端固定。大臂组件300的远端固定于后文所述肩部关节400的第三圆形通孔403处。

所述肩部关节400包括第二圆形通孔402以及第三圆形通孔403，二者所在的平面相互垂直。在所述第三圆形通孔403处容纳安装第三电机302，第三电机302的定子与所述大臂组件300的远端固定，第三电机302的转子通过螺栓配合法兰盘与所述第三圆形通孔403固定。从而使得第三电机302驱动肩部关节400的进行俯仰运动，进而带动后文所述与肩部关节400相连接的小臂组件500进行俯仰运动。

在所述大臂组件300的侧边，还固定有大臂挡板304，其与现有技术相同，不再赘述。

在所述肩部关节400的第二圆形通孔402内安装减速机组件和第四电机组件。如图5(A)所示，本实施例所述减速机组件包括空心式RV减速机4011，通过螺栓组4015与肩部关节400相固定。所述空心式RV减速机4011中心处依次安装穿线衬套4012、深沟球轴承4013和唇形密封圈4014。上述配件结构与现有技术相同，不再赘述。

第四电机组件包括第四电机4041，通过螺栓4044与空心式RV减速机4011连接，其转轴通过电机键与所述空心式RV减速机4011的转轴连接。所述电机键包括圆柱齿轮4042和螺钉4043。

如图5(B)所示，空心式RV减速机4011的转轴连接一齿轮组件4016，该齿轮组件与第二法兰盘4017啮合，该第二法兰盘4017固定于小臂组件500上，由此，第四电机4041转动，其转轴通过电机键将动能传输至空心式RV减速机4011进行变速以后，齿轮驱动第二法兰盘转动，最终由第二法兰盘带动小臂组件500旋转。

如图6(A)所示为小臂组件500及手腕组件600的结构示意图。小臂组件500包括与肩部关节400连接的圆柱体结构，以及一矩形箱体结构，二者为一体式部件。在所述矩形箱体相反于与圆柱体结构连接的一端设有一凹部，手腕组件600铰接于该凹部位置。

所述手腕组件600包括一三通结构外壳，在该外壳的顶部出口设置有固定在一起的第一锥齿轮601和一圆筒形的手掌固定端602。所述手掌固定端602可通过磁力连接或螺栓连接等方式连接机械手(未图示)。该连接方式属于现有技术，不再赘述。

如图6(B)所示为手腕组件600的传动原理示意图，在矩形箱体内部包括第五电机、第六电机、第一减速器和第二减速器，上述电机和减速器的转轴延伸至所述矩形箱体外部。

其中，第五电机的输出轴连接第一电机带轮603，第一减速器的输入轴连接第一减速器带轮604，所述第一电机带轮603和第一减速器带轮604尺寸相同，两带轮上安装有第一同步带605，例如弧齿同步带。在第一减速器输出轴安装有第二锥齿轮606。

所述第二锥齿轮606与所述手腕组件600的第一锥齿轮601垂直啮合，由此通过第二锥齿轮606的转动带动手腕组件600旋转。

第六电机的输出轴连接第二电机带轮607，第二减速器的输入轴连接第二减速器带轮608，所述第二电机带轮607和第二减速器带轮608尺寸相同，两带轮上安装有第二弧齿同步带609。第二减速器的输出轴通过螺栓组610与所述三通结构外壳相固定。由此通过第二减速器输出轴的转动带动手腕组件600的俯仰运动。

上述电机、电机带轮、减速器、减速器带轮和弧齿同步带构成了手腕组件600的驱动部件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机械臂，其特征在于，包括底座(100)；

与所述底座(100)旋转连接的腰座回转台(200)；

与所述腰座回转台(200)俯仰连接的大臂组件(300)；

与所述大臂组件(300)俯仰连接的肩部关节(400)；

与所述肩部关节(400)旋转连接的小臂组件(500)；及

与所述小臂组件(500)旋转/俯仰连接的手腕组件(600)。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述手腕组件(600)包括三通结构外壳；在该外壳的顶部出口装配有一体式结构的第一锥齿轮(601)和手掌固定端(602)；

所述小臂组件(500)的端部设置有驱动所述第一锥齿轮(601)旋转的第二锥齿轮(606)，所述第二锥齿轮(606)通过一锥齿轮轴驱动部件驱动运转。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述锥齿轮轴驱动部件包括：

第五电机，其输出轴连接第一电机带轮(603)；

第一减速器，其输入轴连接第一减速器带轮(604)；

所述第一电机带轮(603)和第一减速器带轮(604)上安装有第一同步带(605)；

所述第二锥齿轮(606)安装于所述第一减速器的输出轴；

所述第二锥齿轮(606)与所述第一锥齿轮(601)相互垂直啮合。

4.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，还包括驱动所述三通结构外壳进行俯仰运动的：

第六电机，其输出轴连接第二电机带轮(607)；

第二减速器，其输入轴连接第二减速器带轮(608)；

所述第二电机带轮(607)和第二减速器带轮(608)上安装有第二同步带(609)；

第二减速器的输出轴连接于所述三通结构外壳。

5.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述底座(100)的上表面，安装有叉车连接座(101)；

在所述底座的底面，设置有可折叠的滚轮。

6.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述腰座回转台(200)包括一腔体，在所述腔体内安装有第一电机(204)；

所述第一电机(204)的转子通过一法兰盘(203)与所述腰座回转台(200)连接，所述第一电机(204)的定子连接于所述底座(100)。

7.根据权利要求6所述的机械臂，其特征在于，所述腰座回转台(200)还包括一圆形通孔，所述圆形通孔所在的平面与所述腔体所在的平面相互垂直；

在所述圆形通孔处固定有第二电机(301)，所述第二电机(301)的转子与所述大臂组件(300)的近端连接，第二电机(301)的定子与所述腰座回转台(200)的圆形通孔连接。

8.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述肩部关节(400)包括第三圆形通孔(403)，所述第三圆形通孔(403)处固定有第三电机(302)，所述第三电机(302)的定子与所述大臂组件(300)的远端连接，所述第三电机(302)的转子与所述第三圆形通孔(403)连接。

9.根据权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述肩部关节(400)还包括第二圆形通孔(402)，所述第二圆形通孔(402)所在的平面与所述第三圆形通孔(403)所在的平面相互垂直；

所述第二圆形通孔(402)内安装一电机组件，所述电机组件的输出轴通过齿轮组件(4016)驱动第二法兰盘(4017)转动，所述第二法兰盘(4017)与所述小臂组件(500)为一体结构。