CN208179523U - 一种高精度广角机械臂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高精度广角机械臂，属于工业机器人技术领域，包括底盘，所述底盘上依次连接有第一关节组件、第二关节组件、第三关节组件和第四关节组件，所述第四关节组件包括第四关节座、第四关节轴、编码器、编码器支架和离合器，所述离合器控制第四关节轴转动，所述第四关节座上开设有限位槽，所述第四关节轴上设置有定位键，所述限位槽内设置有限制定位键转动的限位块。该技术方案通过调整第四关节座和限位块的结构，增大旋转幅度，解决了现有的机械臂单个关节组件转动角度不足的问题，降低了手术的操作难度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高精度广角机械臂，属于工业机器人技术领域。
背景技术
机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。目前用于医疗行业的机械臂操纵复杂，手术前准备时间较长，需要专业技术能力强的特点，而且国外机械臂存在价格昂贵、二次开发困难、维修困难等问题，国内机械臂受限于伺服电机和减速器主要零部件，存在精度不高并且机械臂的可操作的空间范围有限的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种高精度广角机械臂，通过对内部关节组件结构进行优化，提高了关节旋转角度。具体技术方案如下：
一种高精度广角机械臂，包括底盘，所述底盘上依次连接有第一关节组件、第二关节组件、第三关节组件和第四关节组件，所述第四关节组件包括第四关节座、第四关节轴、编码器、编码器支架和离合器，所述离合器控制第四关节轴转动，所述第四关节座上开设有限位槽，所述第四关节轴上设置有定位键，所述限位槽内设置有限制定位键转动的限位块。
作为上述技术方案的改进，所述第四关节座内设置有指向编码器的导线管，所述导线管与第四关节轴的转动轨迹处于避让状态。
作为上述技术方案的改进，所述第四关节轴上固定有第四关节臂，所述第四关节臂上远离第四关节座的一端连接有第五关节组件。
作为上述技术方案的改进，所述第四关节臂上开设有腰圆槽，所述第四关节轴截面形状与腰圆槽对应，所述第四关节臂上开设有指向腰圆槽内部的锁紧孔。
作为上述技术方案的改进，所述限位块与限位槽之间设置通过锁紧螺栓固定连接。
作为上述技术方案的改进，所述限位块两端具有止挡面，所述定位键随第四关节轴转动并抵靠到限位块两侧的止挡面上。
本实用新型的机械臂具有以下几个优点：
(1)通过调整第四关节座和限位块的结构，增大旋转幅度，解决了现有的机械臂单个关节组件转动角度不足的问题，降低了手术的操作难度；
(2)通过增加导线管对引出线进行引导，解决了现有机械臂在运动过程中编码器引出线、离合器引出线缺少有效整理，线体与转动轴之间容易缠绕的问题，提高设备运行的可靠性；
(3)采用第四关节轴和腰圆槽的配合结构，解决各关节组件中转动轴和关节臂之间的连接可靠性不好，在使用过程中容易产生弹性形变从而导致产品定位精度不够的问题。
附图说明
图1为本实用新型一种高精度广角机械臂的结构示意图。
图2为本实用新型中第四关节组件的结构示意图。
图3为图3中A-A面的剖视图。
图4为本实用新型中第四关节臂的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实用新型提供了一种高精度广角机械臂，包括底盘10，底盘10上依次设置有多组关节组件，每个关节组件都设置有编码器和离合器，其中编码器的作用是将转动轴的角位移转换成电信号，离合器则是控制转动轴的结合，实现对转动轴的控制。多个关节组件中的编码器和离合器协同配合，即可实现机械臂在三维空间内的精确定位。多个关节组件可以是第一关节组件20、第二关节组件30、第三关节组件40和第四关节组件50，其中第四关节组件50包括第四关节座51、第四关节轴55、编码器53、编码器支架54和离合器52，离合器52控制第四关节轴55转动，第四关节座51上开设有限位槽51a，第四关节轴55上设置有定位键58，限位槽51a内设置有限制定位键58转动的限位块57。
上述方案中第四关节轴55可以在离合器52的控制下转动，第四关节轴55上设置有定位键58，第四关节轴55转动时，定位键58随第四关节轴55转动，定位键58在限位槽51a内转动，限位块57位于限位槽51a内，限位块57与限位槽51a之间设置通过锁紧螺栓571固定连接，限位块57两端具有止挡面572，定位键58随第四关节轴55转动并抵靠到限位块57两侧的止挡面572上。限位块57与定位键58的配合结构，能够提高第四关节组件50处第四关节轴55的转动角度，并且限位块57可以根据需要更换，维护方便。编码器支架54的的结构也有所改进，这种结构安装更便捷，减少狭小缝隙安装的问题。
第四关节座51内设置有指向编码器53的导线管56，导线管56与第四关节轴55的转动轨迹处于避让状态，导线管56能够避免发生编码器53和离合器52的引出线与第四关节轴55摩擦的问题。
如图4所示，第四关节臂59上开设有腰圆槽561，第四关节轴55截面形状与腰圆槽561对应，第四关节臂59上开设有指向腰圆槽561内部的锁紧孔592，锁紧孔592内可以螺纹连接上压紧到第四关节轴55的锁紧螺栓。第四关节轴55和腰圆槽561的这种配合结构，主要是对现有的弹簧销结构做的改进，在机械臂使用过程中，转动轴和关节臂之间的连接在使用过程中会发生弹性形变从而导致产品定位精度不够的问题，现在改为这种腰型结构再加锁紧螺钉固定的方式，从而解决以前采用弹簧销固定导致的一系列问题。上述方案中的其他关节组件的关节臂与转动轴之间也可以采用第四关节臂59的这种腰圆槽561的配合结构进行设计。
上述方案中，第四关节组件50上还可以根据需要安装第五关节组件60以及相应的钻头装置、导向装置、夹持装置等，其中第五关节组件60能够进一步增加机械臂的伸展空间，解决死角的问题。而机械臂末端附加的诸如钻头装置、导向装置或夹持装置等则可以根据机械臂的应用场合进行自主选择。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种高精度广角机械臂，其特征在于，包括底盘，所述底盘上依次连接有第一关节组件、第二关节组件、第三关节组件和第四关节组件，所述第四关节组件包括第四关节座、第四关节轴、编码器、编码器支架和离合器，所述离合器控制第四关节轴转动，所述第四关节座上开设有限位槽，所述第四关节轴上设置有定位键，所述限位槽内设置有限制定位键转动的限位块。
2.如权利要求1所述的一种高精度广角机械臂，其特征在于，所述第四关节座内设置有指向编码器的导线管，所述导线管与第四关节轴的转动轨迹处于避让状态。
3.如权利要求2所述的一种高精度广角机械臂，其特征在于，所述第四关节轴上固定有第四关节臂，所述第四关节臂上远离第四关节座的一端连接有第五关节组件。
4.如权利要求3所述的一种高精度广角机械臂，其特征在于，所述第四关节臂上开设有腰圆槽，所述第四关节轴截面形状与腰圆槽对应，所述第四关节臂上开设有指向腰圆槽内部的锁紧孔。
5.如权利要求1所述的一种高精度广角机械臂，其特征在于，所述限位块与限位槽之间设置通过锁紧螺栓固定连接。
6.如权利要求1所述的一种高精度广角机械臂，其特征在于，所述限位块两端具有止挡面，所述定位键随第四关节轴转动并抵靠到限位块两侧的止挡面上。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112190330A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-01-08 | 华志微创医疗科技（北京）有限公司 | 一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备 |
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2018
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