CN211250089U - 机械臂及其末端驱动结构、机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械臂及其末端驱动结构、机器人；机械臂末端驱动结构包括：安装座、基体框架、推拉杆结构及按压操作结构；基体框架通过安装座设在机械臂末端；推拉杆结构固定于基体框架上，推拉杆结构开设有凹槽区用于接纳入设备杆件且以物理接触方式驱动设备杆件；按压操作结构固定于基体框架上，按压操作结构具有凸出部用于对目标位置进行按压操作。易于更换基体框架及相应的推拉杆结构与按压操作结构，适用于各种不同应用环境，既能实现对杆件的推拉操作又能实现对按钮的按压操作，适用于各种工业机器人，尤其适用于绝缘油颗粒度测试试验操作的工业机器人，可以实现对颗粒度仪上杆件的推拉操作及按钮的按压操作。

Description

机械臂及其末端驱动结构、机器人

技术领域

本申请涉及工业机器人领域，特别是涉及机械臂及其末端驱动结构、机器人。

背景技术

工业机器人可以接受人类控制来进行动作，也可以按照预先编排的程序进行动作，工业机器人在实际应用中，经常需要对一个仪器设备上的杆件进行推拉操作，或者对相应按钮进行按压动作，如果仅仅是设计末端结构来实现对单一操作动作的实现并不难；但在某些情况下，需要设计机构既能实现对杆件的推拉操作，又能实现对按钮的按压操作。

尤其是在一些特殊工作环境中，工业机器人的应用是受到很多限制的，包括空间限制及移动限制等。例如，目前没有合适的末端机构，可以安装在绝缘油颗粒度测试试验操作的工业机器人的末端，同时实现对颗粒度仪上杆件的推拉操作及按钮的按压操作。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种机械臂及其末端驱动结构、机器人。

一种机械臂末端驱动结构，其包括：安装座、基体框架、推拉杆结构及按压操作结构；

所述基体框架用于通过所述安装座设在机械臂末端；

所述推拉杆结构固定于所述基体框架上，所述推拉杆结构开设有凹槽区，所述凹槽区用于接纳入设备杆件且以物理接触方式驱动所述设备杆件；

所述按压操作结构固定于所述基体框架上，所述按压操作结构具有凸出部，所述凸出部用于对目标位置进行按压操作。

上述机械臂末端驱动结构，易于更换基体框架及相应的推拉杆结构与按压操作结构，适用于各种不同应用环境，既能实现对杆件的推拉操作，又能实现对按钮的按压操作，适宜安装于机械臂或者机器人上，配合不同形状的基体框架、推拉杆结构或按压操作结构的结构设计，适用于各种工业机器人，尤其适用于绝缘油颗粒度测试试验操作的工业机器人，可以实现对颗粒度仪上杆件的推拉操作及按钮的按压操作。

在其中一个实施例中，所述安装座用于以转动方式设在机械臂末端，所述凹槽区用于接纳入设备杆件以转动所述设备杆件或平移所述设备杆件。

在其中一个实施例中，所述安装座呈圆柱形或棱柱形。

在其中一个实施例中，所述推拉杆结构与所述按压操作结构。

在其中一个实施例中，所述基体框架的厚度大于所述推拉杆结构的厚度；且所述基体框架与所述推拉杆结构的连接位置处设有坡度过渡形状。

在其中一个实施例中，所述按压操作结构的厚度与所述推拉杆结构的厚度相同。

在其中一个实施例中，所述基体框架开设有通槽或者所述基体框架具有框架结构。

在其中一个实施例中，一种机械臂，其包括机械臂末端及任一项所述机械臂末端驱动结构，所述机械臂末端驱动结构的所述安装座设置于所述机械臂末端。

在其中一个实施例中，一种机器人，其包括任一项所述机械臂。

附图说明

图1为本申请机械臂末端驱动结构一实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例的另一方向示意图。

图3为图2所示实施例的A-A方向剖视示意图。

图4为图2所示实施例的另一方向示意图。

图5为图2所示实施例的另一方向示意图。

图6为图5所示实施例的B处放大示意图。

图7为图2所示实施例的另一方向示意图。

图8为图2所示实施例的另一方向示意图。

图9为图2所示实施例的另一方向示意图。

图10为图2所示实施例的另一方向示意图。

图11为图2所示实施例的另一方向示意图。

图12为本申请机械臂末端驱动结构另一实施例的规格结构示意图。

图13为图12所示实施例的另一方向示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本申请一个实施例中，一种机械臂末端驱动结构，其包括：安装座、基体框架、推拉杆结构及按压操作结构；所述基体框架用于通过所述安装座设在机械臂末端；所述推拉杆结构固定于所述基体框架上，所述推拉杆结构开设有凹槽区，所述凹槽区用于接纳入设备杆件且以物理接触方式驱动所述设备杆件；所述按压操作结构固定于所述基体框架上，所述按压操作结构具有凸出部，所述凸出部用于对目标位置进行按压操作。上述机械臂末端驱动结构，易于更换基体框架及相应的推拉杆结构与按压操作结构，适用于各种不同应用环境，既能实现对杆件的推拉操作，又能实现对按钮的按压操作，适宜安装于机械臂或者机器人上，配合不同形状的基体框架、推拉杆结构或按压操作结构的结构设计，适用于各种工业机器人，尤其适用于绝缘油颗粒度测试试验操作的工业机器人，可以实现对颗粒度仪上杆件的推拉操作及按钮的按压操作。

在其中一个实施例中，一种机械臂及其末端驱动结构、机器人，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，机械臂及其末端驱动结构、机器人包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在其中一个实施例中，一种机械臂末端驱动结构，其包括：基体框架、推拉杆结构及按压操作结构；所述安装座用于固定安装机械臂末端驱动结构自身，推拉杆结构及按压操作结构固定于基体框架且通过基体框架固定于所述安装座；推拉杆结构用于配合受控实现推拉操作，按压操作结构用于配合受控实现按压操作；这样的设计，就可以实现对杆件的推拉操作及实现对按钮的按压操作。进一步地，在其中一个实施例中，所述推拉杆结构与所述按压操作结构一体设置。在其中一个实施例中，所述推拉杆结构、所述按压操作结构与所述基体框架一体设置。这样的设计，有利于简化所述机械臂末端驱动结构的生产工艺。

在其中一个实施例中，所述基体框架用于通过所述安装座设在机械臂末端；在其中一个实施例中，所述安装座呈圆柱形或棱柱形。在其中一个实施例中，所述安装座用于以转动方式设在机械臂末端，即所述基体框架用于通过所述安装座以转动方式设在机械臂末端。在其中一个实施例中，所述安装座用于通过法兰安装于机械臂末端。在其中一个实施例中，所述基体框架用于直接固定安装于机械臂末端或者通过所述安装座间接设在机械臂末端。这样的设计，有利于所述基体框架相对机械臂末端进行固定或活动，从而适应各种不同具体应用的需求，在空间限制及移动限制的前提下，对仪器设备进行操作，尤其是对杆件进行推拉操作或者对相应按钮进行按压动作等，例如可以安装在绝缘油颗粒度测试试验操作的工业机器人的末端，同时实现对颗粒度仪上杆件的推拉操作及按钮的按压操作。

在其中一个实施例中，所述推拉杆结构固定于所述基体框架上，所述推拉杆结构开设有凹槽区，所述凹槽区用于接纳入设备杆件且以物理接触方式驱动所述设备杆件；在其中一个实施例中，所述安装座或所述基体框架用于以转动方式设在机械臂末端，所述凹槽区用于接纳入设备杆件以转动所述设备杆件或平移所述设备杆件。即，一种机械臂末端驱动结构，其包括：基体框架、推拉杆结构及按压操作结构；所述基体框架用于通过所述安装座以转动方式设在机械臂末端；所述推拉杆结构固定于所述基体框架上，所述推拉杆结构开设有凹槽区，所述凹槽区用于接纳入设备杆件以转动所述设备杆件或平移所述设备杆件；所述按压操作结构固定于所述基体框架上，所述按压操作结构具有凸出部，所述凸出部用于对目标位置进行按压操作。其余实施例以此类推。进一步地，在其中一个实施例中，所述安装座或所述基体框架用于通过法兰安装于机械臂末端，这样的设计，使得所述基体框架能够相对所述设备杆件转动，即所述机械臂末端驱动结构相对所述设备杆件转动，从而带动所述设备杆件转动；在转动时或者非转动时，通过机械臂的平移，还可以实现带动所述设备杆件平移。

在其中一个实施例中，所述推拉杆结构设有拉钩部及按压部；所述拉钩部开设有所述凹槽区；所述按压部用于进行按压操作，所述按压部与所述凸出部的按压位置相异设置；在其中一个实施例中，所述按压部与所述凸出部的按压方向相同或相异设置。在其中一个实施例中，所述推拉杆结构设有拉钩部及按压部；所述拉钩部开设有所述凹槽区；所述按压部用于进行按压操作，所述按压部与所述凸出部的按压位置相异设置，且所述按压部与所述凸出部的按压方向相同或相异设置。进一步地，在其中一个实施例中，所述按压部的数量为多个。进一步地，在其中一个实施例中，所述凸出部及多个所述按压部的按压方向相同设置，且所述凸出部及多个所述按压部相对于所述基体框架的凸出长度呈顺序递减状态，所述凸出部具有弹性部件及接触端部，所述按压部亦具有弹性部件及接触端部，所述弹性部件位于所述基体框架及所述接触端部之间，用于在所述接触端部与目标位置相接触时，提供缓冲作用，避免按压力过大导致目标位置受损，且所述凸出部的弹性部件及各所述按压部的弹性部件的长度呈顺序递减状态，所述凸出部及各所述按压部的位置根据目标位置而设置，用于通过一次按压动作实现多个按压位置的先后按压控制。或者，所述凸出部的接触端部及各所述按压部的接触端部具有回缩结构，同样地，所述凸出部及各所述按压部的位置根据目标位置而设置，用于通过一次按压动作实现多个按压位置的先后按压控制。用于在对目标位置进行按压操作后回缩且在预设状态下自动伸出，这样的设计，有利于配合实现两个或多个按压位置的同时或先后按压控制，不需要过多调整机械臂或其位置，尤其适合在狭窄的特定环境下实现控制效果。

在其中一个实施例中，所述凹槽区的开口方向与所述凸出部的延伸方向呈 70至110度夹角。在其中一个实施例中，所述凹槽区的开口方向与所述凸出部的延伸方向呈70、80、90、100或110度夹角。在其中一个实施例中，所述推拉杆结构于所述凹槽区的边沿位置处设有接触点，所述接触点用于接纳入所述设备杆件时增强与所述设备杆件之间的接触力以免所述设备杆件失控脱离。进一步地，在其中一个实施例中，所述接触点为凸起的半球体或者棱锥体形状。在其中一个实施例中，所述接触点具有摩擦表层，所述摩擦表层用于接纳入所述设备杆件时增强与所述设备杆件之间的摩擦力；在其中一个实施例中，所述接触点具有弹性结构，所述弹性结构用于接纳入所述设备杆件时发生形变且增强与所述设备杆件之间的压力。在其中一个实施例中，所述接触点具有摩擦表层，所述摩擦表层用于接纳入所述设备杆件时增强与所述设备杆件之间的摩擦力；所述接触点具有弹性结构，所述弹性结构用于接纳入所述设备杆件时发生形变且增强与所述设备杆件之间的压力。进一步地，在其中一个实施例中，所述弹性结构具有至少一对C形或L形的弹性臂，用于对所述设备杆件形成半包围的收容作用。这样的设计，一方面接纳入设备杆件后，设备杆件不易失控脱出，另一方面在需要放开设备杆件时，也可以轻易地受控松脱设备杆件，配合凹槽区的设计，有利于对设备杆件以物理接触方式进行稳妥地、可控地驱动，从而确保设备杆件的动作是受控的。

在其中一个实施例中，所述按压操作结构固定于所述基体框架上，所述按压操作结构具有凸出部，所述凸出部用于对目标位置进行按压操作。进一步地，在其中一个实施例中，所述凸出部具有弹性部件及接触端部，所述接触端部用于对目标位置进行按压操作，所述弹性部件位于所述基体框架及所述接触端部之间，用于在所述接触端部与目标位置相接触时，提供缓冲作用，避免按压力过大导致目标位置受损。进一步地，在其中一个实施例中，所述凸出部或所述接触端部的末端设有柔性环形凹面，用于提升所述凸出部或所述接触端部与目标位置相接触的面积，以及在按压操作中降低对目标位置的压强，这样有利于更好地保护目标位置，确保目标产品的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述机械臂末端驱动结构包括基体框架、推拉杆结构及按压操作结构，按压操作结构亦可称为按钮按压操作机构，基体框架通过螺钉固定连接到机械臂末端法兰上，在其中一个实施例中，推拉杆结构又包括拉钩部及按压部，拉钩部亦可称为拉钩机构，按压部亦可称为按压机构，在其中一个实施例中，拉钩结构为左基体框架上的凹槽区设计，通过支点接触进行施加力，来对设备上的杆件进行推拉或旋转动作；在其中一个实施例中，按压机构为左基体框架上的凸台设计，机器人动作带动凸台对设备上的按钮进行按压动作来完成按压按钮的自动化操作。

进一步地，在其中一个实施例中，所述基体框架的厚度大于所述推拉杆结构的厚度；且所述基体框架与所述推拉杆结构的连接位置处设有坡度过渡形状，以实现大基体框架配合小推拉杆结构的技术设置，这是根据技术需求而特别设计的，由于绝缘油颗粒度测试试验操作的工作空间有限，目标位置的按钮与设备杆件之间的间距有限，所以采用本实施例的形状设计，有利于在空间限制及移动限制的外界条件下，更好地调整及控制机械臂末端驱动结构及采用所述机械臂末端驱动结构的机械臂或机器人。进一步地，在其中一个实施例中，所述按压操作结构的厚度与所述推拉杆结构的厚度相同；进一步地，在其中一个实施例中，所述基体框架开设有通槽或者所述基体框架具有框架结构，框架结构类似于楼宇的钢筋结构，这样的设计，尤其是配合小推拉杆结构的技术设置，有利于减轻所述基体框架的重量，降低采用所述机械臂末端驱动结构的机械臂或机器人的承重需求。进一步地，在其中一个实施例中，所述推拉杆结构的所述按压部具有微凸边缘部，及/或，所述基体框架具有微凸边缘部；在其中一个实施例中，所述按压部及所述基体框架均具有微凸边缘部；在其中一个实施例中，两个微凸边缘部的形状及大小相同，在其中一个实施例中，两个微凸边缘部位于相匹配的位置，在其中一个实施例中，两个微凸边缘部相对于所述安装座的投影相重合设置；进一步地，在其中一个实施例中，所述微凸边缘部具有柔性缓冲结构或弹性缓冲结构。这样的设计，有利于在所述推拉杆结构接纳入设备杆件时，形成一定的缓冲作用，避免对仪器设备做成损伤；尤其适合配合小推拉杆结构的技术设置，适用于较为狭窄的应用环境。

进一步地，在其中一个实施例中，所述机械臂末端驱动结构或所述基体框架还包括安装座，所述基体框架用于通过所述安装座设在机械臂末端。在其中一个实施例中，所述机械臂末端驱动结构还包括角形加固安装件及固定块，所述基体框架开设有通孔，所述角形加固安装件的一边固定于所述安装座，所述固定块穿过所述通孔固定所述角形加固安装件的另一边以使所述基体框架通过所述角形加固安装件固定于所述安装座。在其中一个实施例中，所述角形加固安装件与所述安装座一体设置。这样的设计，使得基体框架易于安装、易于更换，适用于各种不同的应用需求。

在其中一个实施例中，一种机械臂末端驱动结构如图1所示，包括安装座 100、基体框架200、推拉杆结构300及按压操作结构400，基体框架200通过安装座100设在机械臂末端，这样，可以同时实现杆件推拉操作及按钮按压操作。请一并参阅图2、图3及4，推拉杆结构300开设有凹槽区330，基体框架 200的厚度大于推拉杆结构300的厚度；且基体框架200与推拉杆结构300的连接位置处设有坡度过渡形状310，凹槽区330用于接纳入设备杆件且以物理接触方式驱动设备杆件；机械臂末端驱动结构还包括角形加固安装件110及固定块120，基体框架200开设有通孔，角形加固安装件110的一边固定于安装座100，固定块120穿过通孔固定角形加固安装件110的另一边以使基体框架200通过角形加固安装件110固定于安装座100。请一并参阅图8及图10，基体框架200、推拉杆结构300及按压操作结构400一体成型设置，即推拉杆结构300固定于基体框架200上，按压操作结构400亦固定于基体框架200上，如图6所示，按压操作结构400具有凸出部410，凸出部410用于对目标位置进行按压操作。这样，在基体框架上设计类似于凸台机构的凸出部的按压操作结构，可以实现由机器人带动凸出部对设备上目标位置的按钮进行按压操作。在其中一个实施例中，基体框架400用于通过安装座100以转动方式设在机械臂末端，凹槽区 330用于接纳入设备杆件以转动设备杆件或平移设备杆件。推拉杆结构300设有拉钩部及按压部320；拉钩部开设有凹槽区330；按压部320用于进行按压操作，按压部320与凸出部410的按压位置相异设置，且按压部320与凸出部410的按压方向相同或相异设置，即按压部320可以从不同位置实现按压作用。凹槽区330的开口方向与按压操作结构400的凸出部410的延伸方向呈90度夹角。这样，在基体框架上设计凹槽区，可以实现通过支点接触进行施加力，来对设备上的杆件进行推拉或旋转动作。如图5及图6所示，推拉杆结构300于坡度过渡形状310靠近基体框架200的位置处具有与基体框架厚度一致的增厚区350 以增加连接强度，按压部320具有第一微凸边缘部340，基体框架200具有第二微凸边缘部240，请一并参阅图7、图9、图10及图11，第一微凸边缘部340 及第二微凸边缘部240的形状大小相同且相对于安装座100的投影相重合设置；角形加固安装件110开设有安装槽140用于固定安装角形加固安装件110。在其中一个实施例中，如图12所示，安装座呈圆柱形，其直径为65毫米；如图13 所示，机械臂末端驱动结构的整体长度为160毫米，宽度为60毫米。可以理解的是，图12及图13所示的机械臂末端驱动结构的规格不应被视为对于本申请各实施例机械臂末端驱动结构的具体约束条件。

在其中一个实施例中，一种机械臂，其包括机械臂末端及任一实施例所述机械臂末端驱动结构，所述机械臂末端驱动结构的所述安装座设置于所述机械臂末端。这样的设计，有利于更换基体框架，既能实现对杆件的推拉操作，又能实现对按钮的按压操作，适宜安装于机械臂或者机器人上，配合不同形状的基体框架、推拉杆结构或按压操作结构的结构设计，适用于各种工业机器人，尤其适用于绝缘油颗粒度测试试验操作的工业机器人，可以实现对颗粒度仪上杆件的推拉操作及按钮的按压操作。在其中一个实施例中，所述机械臂末端设有法兰，所述安装座通过螺钉固定于所述法兰上。这样的设计，有利于所述机械臂末端驱动结构能够受控相对于设备杆件实现转动，从而实现转动所述设备杆件的技术效果。

在其中一个实施例中，一种机器人，其包括任一实施例所述机械臂。所述机器人用于工业控制中，尤其适用于绝缘油颗粒度测试试验等操作。在其中一个实施例中，所述机器人为绝缘油颗粒度测试试验的操作机器人，其在试验操作过程中，需要对颗粒度设备进行杆件推拉及按钮按压操作，通过安装在机器人末端法兰，可同时实现上述操作，使得绝缘油颗粒度试验操作顺利完成。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的机械臂及其末端驱动结构、机器人。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机械臂末端驱动结构，其特征在于，包括：安装座、基体框架、推拉杆结构及按压操作结构；

所述基体框架用于通过所述安装座设在机械臂末端；

所述推拉杆结构固定于所述基体框架上，所述推拉杆结构开设有凹槽区，所述凹槽区用于接纳入设备杆件且以物理接触方式驱动所述设备杆件；

所述按压操作结构固定于所述基体框架上，所述按压操作结构具有凸出部，所述凸出部用于对目标位置进行按压操作。

2.根据权利要求1所述机械臂末端驱动结构，其特征在于，所述安装座用于以转动方式设在机械臂末端，所述凹槽区用于接纳入设备杆件以转动所述设备杆件或平移所述设备杆件。

3.根据权利要求1所述机械臂末端驱动结构，其特征在于，所述安装座呈圆柱形或棱柱形。

4.根据权利要求1所述机械臂末端驱动结构，其特征在于，所述推拉杆结构与所述按压操作结构一体设置。

5.机械臂末端驱动结构根据权利要求1至4中任一项所述机械臂末端驱动结构，其特征在于，所述基体框架的厚度大于所述推拉杆结构的厚度；且所述基体框架与所述推拉杆结构的连接位置处设有坡度过渡形状。

6.根据权利要求5所述机械臂末端驱动结构，其特征在于，所述按压操作结构的厚度与所述推拉杆结构的厚度相同。

7.根据权利要求5所述机械臂末端驱动结构，其特征在于，所述基体框架开设有通槽或者所述基体框架具有框架结构。

8.根据权利要求5所述机械臂末端驱动结构，其特征在于，所述基体框架具有微凸边缘部。

9.一种机械臂，其特征在于，包括机械臂末端及如权利要求1至8中任一项所述机械臂末端驱动结构，所述机械臂末端驱动结构的所述安装座设置于所述机械臂末端。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求9所述机械臂。

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