CN211541216U - 一种多轴机械臂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多轴机械臂，包括：第一驱动关节与机体相连接；第二互联结构的一端与第一驱动关节相连接，第二驱动关节设于第二互联结构内；第二互联结构的另一端与第三驱动关节相连接；第四互联结构的一端与第三驱动关节相连接，第四驱动关节设于第四互联结构内；第四互联结构的另一端与第五驱动关节相连接；第六互联结构的一端与第五驱动关节相连接，第六驱关节的设于第六互联结构内；履带、履带驱动轮和履带张紧器均设于第六互联结构内，履带张紧器恒向履带提供一用于张紧履带的压力；第六互联结构的另一端与第七驱动关节相连接；本实用新型能适应复杂环境、复杂任务和复杂操作对象，动作精密度高且安全可靠性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械臂的技术领域，尤其涉及一种多轴机械臂。
背景技术
目前现有的机器人用多轴机械臂，主要的局限性在于无法自动的适应在复杂环境下的工作，即不但需要专门人员花费大量时间与精力部署的机械臂，还无法适应操作对象的位置的不确定性、外部环境的干扰和类似任务的快速迁移，只能呆板的实现各种精密动作。因而现有技术的机械臂不具备装配在处理复杂作业的机器人主体上的潜力。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多轴机械臂。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种多轴机械臂，其中，包括：
第一驱动关节，所述第一驱动关节与机体相连接；
第二互联结构和第二驱动关节，所述第二互联结构的一端与所述第一驱动关节相连接，所述第二驱动关节设于所述第二互联结构内；
第三驱动关节，所述第二互联结构的另一端与所述第三驱动关节相连接；
第四互联结构和第四驱动关节，所述第四互联结构的一端与所述第三驱动关节相连接，所述第四驱动关节设于所述第四互联结构内；
第五驱动关节，所述第四互联结构的另一端与所述第五驱动关节相连接；
第六互联结构和第六驱动关节，所述第六互联结构的一端与所述第五驱动关节相连接，所述第六驱动关节的设于所述第六互联结构内；
履带、履带驱动轮和履带张紧器，所述履带、所述履带驱动轮和所述履带张紧器均设于所述第六互联结构内，所述履带张紧器恒向所述履带提供一用于张紧所述履带的压力；
第七驱动关节，所述第六互联结构的另一端与所述第七驱动关节相连接；
末端执行机构，所述末端执行机构与所述第七驱动关节相连接。
上述的多轴机械臂，其中，所述末端执行机构为抓手、勾爪、或机械手指。
上述的多轴机械臂，其中，所述第二互联结构包括：第二内关节和第二外关节，所述第二内关节和所述第二外关节的两端可转动地连接，所述第二驱动关节驱动所述第二外关节相对于所述第二内关节转动。
上述的多轴机械臂，其中，所述第二内关节和所述第二外关节俯视均呈“匚”字型，所述第二内关节和所述第二外关节的连接端面均为平面，所述第二内关节的连接端面与所述第一驱动关节相连接，所述第二外关节的连接端面与所述第三驱动关节相连接。
上述的多轴机械臂，其中，所述第四互联结构包括：第四内关节和第四外关节，所述第四内关节和所述第四外关节的两端可转动地连接，所述第四驱动关节驱动所述第四外关节相对于所述第四内关节转动。
上述的多轴机械臂，其中，所述第四内关节和所述第四外关节俯视均呈“匚”字型，所述第四内关节的连接端面为两相邻的平面构成的折面，所述第四外关节的连接端面为平面，所述第四内关节的连接端面的折面的其中一平面与所述第三驱动关节相连接，所述第四外关节的连接端面与所述第五驱动关节相连接。
上述的多轴机械臂，其中，所述第六互联结构包括：第六内关节和第六外关节，所述第六内关节和所述第六外关节的两端可转动地连接，所述第六驱动关节驱动所述第六外关节相对于所述第六内关节转动。
上述的多轴机械臂，其中，所述第六内关节和所述第六外关节俯视均呈“匚”字型，所述第六内关节和所述第六外关节的连接端面均为平面，所述第六内关节的连接端面与所述第五驱动关节相连接，所述第六外关节的连接端面与所述第七驱动关节相连接。
上述的多轴机械臂，其中，所述第六内关节的两侧分别设有侧板，所述履带驱动轮的两端分别与两所述侧板可转动地连接，所述履带套设于所述履带驱动轮和所述第六驱动关节上。
上述的多轴机械臂，其中，所述第二驱动关节的轴线与所述第一驱动关节的轴线处于同一平面内；所述第四驱动关节的轴线与所述第三驱动关节的轴线处于不同平面内。
上述的多轴机械臂，其中，所述第一驱动关节、所述第三驱动关节、所述第五驱动关节和所述第七驱动关节均围绕相互平行的轴线转动；所述第二驱动关节、所述第四驱动关节、所述第六驱动关节和所述履带驱动轮均围绕相互平行的轴线转动。
上述的多轴机械臂，其中，为了防止自撞及允许连续的腕部旋转，本实用新型的多轴机械臂的展开总长度优选地不大于250mm。
上述的多轴机械臂，其中，所述末端执行机构包括一个三指自适应夹爪和一个6自由度力矩传感器。
上述的多轴机械臂，其中，还包括：控制器，所述控制器设于所述第二内关节、所述第二外关节、所述第四内关节、所述第四外关节、所述第六内关节和/或所述第六外关节内。
上述的多轴机械臂，其中，所述第一驱动关节的滑环输出线与所述第二内关节内的控制器相连接，所述第二驱动关节的滑环输出线和滑环输入线与所述第二内关节内的控制器相连接，所述第二驱动关节的关节控制线与所述第二内关节内的控制器相连接。进一步地，所述第二驱动关节的滑环输出线还与所述第二外关节内的控制器相连接，所述第三驱动关节的滑环输出线和滑环输入线均与第二外关节内的控制器相连接。
上述的多轴机械臂，其中，所述第五驱动关节的滑环输出线与所述第六内关节内的控制器相连接，所述第六驱动关节的滑环输出线和滑环输入线与所述第六内关节内的控制器相连接，所述第六驱动关节的关节控制线与所述第六内关节内的控制器相连接。进一步地，所述第六驱动关节的滑环输出线还与所述第六外关节内的控制器相连接，所述第七驱动关节的滑环输出线和滑环输入线均与第六外关节内的控制器相连接。
本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
(1)本实用新型能适应复杂环境、复杂任务和复杂操作对象，动作精密度高且安全可靠性强。
(2)本实用新型的模块化的履带机构，可以帮助装配了所述机械臂的机器人在能进行大负载的高精密度、连续性多自由度作业的同时，还具备跨越复杂地形的能力。
附图说明
图1是本实用新型的多轴机械臂的立体图。
图2是本实用新型的多轴机械臂的立体图。
图3是本实用新型的多轴机械臂的立体图。
图4是本实用新型的多轴机械臂的侧视图。
图5是本实用新型的多轴机械臂的立体图。
附图中：1、第一驱动关节；21、第二互联结构；211、第二内关节；212、第二外关节；22、第二驱动关节；3、第三驱动关节；41、第四互联结构；411、第四内关节；412、第四外关节；42、第四驱动关节；5、第五驱动关节；61、第六互联结构；611、第六内关节；612、第六外关节；62、第六驱动关节；7、第七驱动关节；8、末端执行机构；91、履带；92、履带驱动轮；93、履带张紧器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
图1是本实用新型的多轴机械臂的立体图，图2是本实用新型的多轴机械臂的立体图，图3是本实用新型的多轴机械臂的立体图，图4是本实用新型的多轴机械臂的侧视图，图5是本实用新型的多轴机械臂的立体图，请参见图1至图5所示，示出了一种较佳实施例的多轴机械臂，包括：第一驱动关节1、第二互联结构21和第二驱动关节22，第一驱动关节1与机体相连接。第二互联结构21的一端与第一驱动关节1相连接，第二驱动关节22设于第二互联结构21内。
进一步，作为一种较佳的实施例，多轴机械臂还包括：第三驱动关节3，第二互联结构21的另一端与第三驱动关节3相连接。
进一步，作为一种较佳的实施例，多轴机械臂还包括：第四互联结构41 和第四驱动关节42，第四互联结构41的一端与第三驱动关节3相连接，第四驱动关节42设于第四互联结构41内。
进一步，作为一种较佳的实施例，多轴机械臂还包括：第五驱动关节5，第四互联结构41的另一端与第五驱动关节5相连接。
进一步，作为一种较佳的实施例，多轴机械臂还包括：第六互联结构61 和第六驱动关节62，第六互联结构61的一端与第五驱动关节5相连接，第六驱关节62的设于第六互联结构61内。
进一步，作为一种较佳的实施例，多轴机械臂还包括：履带91、履带驱动轮92和履带张紧器93，履带91、履带驱动轮92和履带张紧器93均设于第六互联结构61内，履带张紧器93恒向履带91提供一用于张紧履带91的压力。
优选的，履带91常规宽为100mm左右，采用聚氨酯材质的ATN12.7齿形同步带。
优选的，履带91带有厚的硫化丁腈背衬，用于抓地。
优选的，张紧器93由一丝杆驱动。
优选的，履带91的范围内还悬挂有惰轮，用以增加与地面间的接触面积。
进一步，作为一种较佳的实施例，第七驱动关节7，第六互联结构61的另一端与第七驱动关节7相连接。
进一步，作为一种较佳的实施例，末端执行机构8，末端执行机构8与第七驱动关节相连接。
进一步，作为一种较佳的实施例，末端执行机构8可以是抓手、勾爪、或机械手指。
优选的，侧板613相对于第五驱动关节5的轴线倾斜设置，具体地址，侧板相对于第六内关节611的另一端，朝向远离末端执行机构8的方向倾斜。
为了在狭窄的空间中最大化触及范围和可操纵性，本实用新型设计了 3-1-3运动学架构，其肩部和腕部均使用三个关节以形成球形自由度。具体地来说，第一驱动关节1、第二驱动关节22和第三驱动关节3形成了肩部的球心自由度，第五驱动关节5、第六驱动关节62和第七驱动关节7形成了腕部的球心自由度。并且进一步地，其肘部的另一个关节则提供了一个自由度冗余，即第四驱动关节42。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围。
本实用新型在上述基础上还具有如下实施方式：
本实用新型的进一步实施例中，第二互联结构21包括：第二内关节211 和第二外关节212，第二内关节211和第二外关节212的两端可转动地连接，第二驱动关节22驱动第二外关节212相对于第二内关节211转动。
本实用新型的进一步实施例中，第二内关节211和第二外关节212俯视均呈“匚”字型，第二内关节211和第二外关节212的连接端面均为平面，第二内关节211的连接端面与第一驱动关节1相连接，第二外关节212的连接端面与第三驱动关节3相连接。
本实用新型的进一步实施例中，第四互联结构41包括：第四内关节411 和第四外关节412，第四内关节411和第四外关节412的两端可转动地连接，第四驱动关节42驱动第四外关节412相对于第四内关节411转动。
本实用新型的进一步实施例中，第四内关节411和第四外关节412俯视均呈“匚”字型，第四内关节411的连接端面为两相邻的平面构成的折面，第四外关节412的连接端面为平面。第四内关节411的连接端面的折面的其中一平面与第三驱动关节3相连接，第四外关节412的连接端面与第五驱动关节5相连接。
本实用新型的进一步实施例中，第六互联结构61包括：第六内关节611 和第六外关节612，第六内关节611和第六外关节612的两端可转动地连接，第六驱动关节61驱动第六外关节612相对于第六内关节611转动。
本实用新型的进一步实施例中，第六内关节611和第六外关节612俯视均呈“匚”字型，第六内关节611和第六外关节612的连接端面均为平面，第六内关节611的连接端面与第五驱动关节5相连接，第六外关节612的连接端面与第七驱动关节7相连接。
本实用新型的进一步实施例中，第六内关节611的两侧分别设有侧板 613，履带驱动轮92的两端分别与两侧板613可转动地连接，履带91套设于履带驱动轮92和第六驱动关节62上。
本实用新型的进一步实施例中，第二驱动关节22的轴线与第一驱动关节 1的轴线处于同一平面内；第四驱动关节42的轴线与第三驱动关节3的轴线处于不同平面内。
本实用新型的进一步实施例中，第一驱动关节1、第三驱动关节3、第五驱动关节4和第七驱动关节7均围绕相互平行的轴线转动；第二驱动关节22、第四驱动关节42、第六驱动关节62和履带驱动轮92均围绕相互平行的轴线转动。
本实用新型的进一步实施例中，为了防止自撞及允许连续的腕部旋转，本实用新型的多轴机械臂的展开总长度优选地不大于250mm。
本实用新型的进一步实施例中，末端执行机构8包括一个三指自适应夹爪和一个6自由度力矩传感器。
本实用新型的进一步实施例中，可以根据具体应用场景改变关节连接部件的连接方式与关节连接部件形状、大小，以调整所述多轴机械臂的最终形态，从而应用于不同领域的作业：如日常消防、核电站救灾、大型灾害救灾、巡逻执勤等。
本实用新型的进一步实施例中，可以根据具体应用场景可以加装轮结构、电焊枪、防辐射板等。
本实用新型的进一步实施例中，还包括：控制器，控制器设于第二内关节211、第二外关节212、第四内关节411、第四外关节412、第六内关节611 和/或第六外关节612内。
本实用新型的进一步实施例中，第一驱动关节1的滑环输出线与第二内关节211内的控制器相连接，第二驱动关节22的滑环输出线和滑环输入线与第二内关节211内的控制器相连接，第二驱动关节22的关节控制线与第二内关节211内的控制器相连接。进一步地，第二驱动关节22的滑环输出线还与第二外关节212内的控制器相连接，第三驱动关节3的滑环输出线和滑环输入线均与第二外关节212内的控制器相连接。
本实用新型的进一步实施例中，第三驱动关节3的滑环输出线与第四内关节411内的控制器相连接，第四驱动关节42的滑环输出线和滑环输入线与第四内关节411内的控制器相连接，第四驱动关节42的关节控制线与第四内关节411内的控制器相连接。进一步地，第四驱动关节42的滑环输出线还与第四外关节412内的控制器相连接，第五驱动关节5的滑环输出线和滑环输入线均与第四外关节412内的控制器相连接。
本实用新型的进一步实施例中，同样地，第五驱动关节5的滑环输出线与第六内关节611内的控制器相连接，第六驱动关节62的滑环输出线和滑环输入线与第六内关节611内的控制器相连接，第六驱动关节62的关节控制线与第六内关节611内的控制器相连接。进一步地，第六驱动关节62的滑环输出线还与第六外关节612内的控制器相连接，第七驱动关节7的滑环输出线和滑环输入线均与第六外关节612内的控制器相连接。
本实用新型的第一驱动关节1、第二驱动关节22、第三驱动关节3、第四驱动关节42、第五驱动关节5、第六驱动关节62在功能设置和总体设计上相似，但是按比例缩放大小和强度，以优化系统的重量和功耗。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种多轴机械臂，其特征在于，包括：
第一驱动关节，所述第一驱动关节与机体相连接；
第二互联结构和第二驱动关节，所述第二互联结构的一端与所述第一驱动关节相连接，所述第二驱动关节设于所述第二互联结构内；
第三驱动关节，所述第二互联结构的另一端与所述第三驱动关节相连接；
第四互联结构和第四驱动关节，所述第四互联结构的一端与所述第三驱动关节相连接，所述第四驱动关节设于所述第四互联结构内；
第五驱动关节，所述第四互联结构的另一端与所述第五驱动关节相连接；
第六互联结构和第六驱动关节，所述第六互联结构的一端与所述第五驱动关节相连接，所述第六驱动关节的设于所述第六互联结构内；
履带、履带驱动轮和履带张紧器，所述履带、所述履带驱动轮和所述履带张紧器均设于所述第六互联结构内，所述履带张紧器恒向所述履带提供一用于张紧所述履带的压力；
第七驱动关节，所述第六互联结构的另一端与所述第七驱动关节相连接；
末端执行机构，所述末端执行机构与所述第七驱动关节相连接。
2.根据权利要求1所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第二互联结构包括：第二内关节和第二外关节，所述第二内关节和所述第二外关节的两端可转动地连接，所述第二驱动关节驱动所述第二外关节相对于所述第二内关节转动。
3.根据权利要求2所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第二内关节和所述第二外关节俯视均呈“匚”字型，所述第二内关节和所述第二外关节的连接端面均为平面，所述第二内关节的连接端面与所述第一驱动关节相连接，所述第二外关节的连接端面与所述第三驱动关节相连接。
4.根据权利要求1所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第四互联结构包括：第四内关节和第四外关节，所述第四内关节和所述第四外关节的两端可转动地连接，所述第四驱动关节驱动所述第四外关节相对于所述第四内关节转动。
5.根据权利要求4所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第四内关节和所述第四外关节俯视均呈“匚”字型，所述第四内关节的连接端面为两相邻的平面构成的折面，所述第四外关节的连接端面为平面，所述第四内关节的连接端面的折面的其中一平面与所述第三驱动关节相连接，所述第四外关节的连接端面与所述第五驱动关节相连接。
6.根据权利要求1所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第六互联结构包括：第六内关节和第六外关节，所述第六内关节和所述第六外关节的两端可转动地连接，所述第六驱动关节驱动所述第六外关节相对于所述第六内关节转动。
7.根据权利要求6所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第六内关节和所述第六外关节俯视均呈“匚”字型，所述第六内关节和所述第六外关节的连接端面均为平面，所述第六内关节的连接端面与所述第五驱动关节相连接，所述第六外关节的连接端面与所述第七驱动关节相连接。
8.根据权利要求7所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第六内关节的两侧分别设有侧板，所述履带驱动轮的两端分别与两所述侧板可转动地连接，所述履带套设于所述履带驱动轮和所述第六驱动关节上。
9.根据权利要求1所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第二驱动关节的轴线与所述第一驱动关节的轴线处于同一平面内；所述第四驱动关节的轴线与所述第三驱动关节的轴线处于不同平面内。
10.根据权利要求1所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第一驱动关节、所述第三驱动关节、所述第五驱动关节和所述第七驱动关节均围绕相互平行的轴线转动；所述第二驱动关节、所述第四驱动关节、所述第六驱动关节和所述履带驱动轮均围绕相互平行的轴线转动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020144834.0U CN211541216U (zh) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | 一种多轴机械臂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020144834.0U CN211541216U (zh) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | 一种多轴机械臂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211541216U true CN211541216U (zh) | 2020-09-22 |
Family
ID=72493765
Family Applications (1)
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| CN202020144834.0U Active CN211541216U (zh) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | 一种多轴机械臂 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN211541216U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111152196A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-05-15 | 深圳国信泰富科技有限公司 | 一种多轴机械臂 |
-
2020
- 2020-01-22 CN CN202020144834.0U patent/CN211541216U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111152196A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-05-15 | 深圳国信泰富科技有限公司 | 一种多轴机械臂 |
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