CN216543387U - 一种轻型仿人机械手臂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轻型仿人机械手臂，涉及机械手臂领域，包括基座，所述基座的一侧设置有基座连接件，且基座连接件远离基座的一侧设置有肩关节，所述肩关节远离基座连接件的一侧设置有大臂，所述大臂远离肩关节的一侧安装有肘关节。本实用新型通过关节共轴设计实现手臂外形尺寸紧凑达到仿人手臂目的，实现了基座关节旋转轴与肩关节旋转轴同轴，提高连接刚性及承载能力并且外形尺寸紧凑，考虑到一般家庭的经济承受能力，尽量采用低成本设计、同时采用轻量化设计，降低其功率消耗，本仿人轻型机械手臂采用硬件极简化设计降低硬件成本及装配成本，本仿人机械手臂采用关节共轴及集成程度高的设计方法实现外观紧凑更接近人手臂。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械手臂领域，具体为一种轻型仿人机械手臂。
背景技术
随着机器人技术的发展，各种智能化家用服务机器人将会走进日常生活，完成一些辅助性工作。特别是对于一些行走不便的老人家庭，家用服务机器人可提供清洁卫生、家电控制，端茶、倒水、开关灯和安保等服务，市场前景广阔；2，服务机器人手臂大多具备抓取搬运功能，要求机械臂具有足够的灵活性，配备不同的柔性夹爪能稳定抓取不同形状姿态的物品。日本本田技研工业株式会社研制的仿人机器人ASIMO，其手臂的自由度多达10个，而第二代ASIMO的手臂自由度达到了12个，尽管更多的手臂自由度会使得手臂具有更出色的灵活性，但也会导致其结构复杂和成本过高，从而使得其难以在家庭推广。为了更好地应用于家庭使用，需要在从如下几个方面进行改进：1)在满足其抓取功能的情况下，设计较少的自由度来降低其成本；2)由于家用服务机器人要抓取多种不同的目标物，一般需要配合目标识别来进行智能抓取，不需要高精度高速度的关节运动。在关节传动机构设计时不必达到工业机器手的精度，其关节传动机构要简单可靠；3)考虑到一般家庭的经济承受能力，尽量采用低成本设计、同时采用轻量化设计，降低其功率消耗。本仿人轻型机械手臂采用硬件极简化设计降低硬件成本及装配成本，本仿人机械手臂采用关节共轴及集成程度高的设计方法实现外观紧凑更接近人手臂。
现有实现方法机械臂关节不全共轴和关节内部集成机械式制动器或双编码器导致结构尺寸偏大，且硬件成本高、组装成本高。
实用新型内容
基于此，本实用新型的目的是提供一种轻型仿人机械手臂，以解决现有实现方法机械臂关节不全共轴和关节内部集成机械式制动器或双编码器导致结构尺寸偏大，且硬件成本高、组装成本高的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种轻型仿人机械手臂，包括基座，所述基座的一侧设置有基座连接件，且基座连接件远离基座的一侧设置有肩关节，所述肩关节远离基座连接件的一侧设置有大臂，所述大臂远离肩关节的一侧安装有肘关节，所述肘关节远离大臂的一端设置有小臂，且小臂远离肘关节的一侧设置有腕关节，并且腕关节的底部设置有手抓，所述基座包括安装在基座一侧的输出法兰，且输出法兰的一侧安装有摩擦垫片，所述摩擦垫片的一侧安装有基座关节。
通过采用上述技术方案，通过关节共轴设计实现手臂外形尺寸紧凑达到仿人手臂目的，实现了基座关节旋转轴与肩关节旋转轴同轴，提高连接刚性及承载能力并且外形尺寸紧凑，关节内部不设置机械制动器及双编码器结构更简单从而尺寸更小、更轻便，硬件成本更低，关节内部设置电子制动器，舍弃机械制动器，通过使能电机起到制动保持目的，考虑到一般家庭的经济承受能力，尽量采用低成本设计、同时采用轻量化设计，降低其功率消耗，本仿人轻型机械手臂采用硬件极简化设计降低硬件成本及装配成本，本仿人机械手臂采用关节共轴及集成程度高的设计方法实现外观紧凑更接近人手臂，机械臂采用七自由度+1外部轴，实现灵活性及抓取功能，关节内部设置持续供电相对编码器，不设置双编码器通过系统统一供电方式保持编码器数据。
本实用新型进一步设置为，所述基座连接件的外壁设置有两组盖子。
通过采用上述技术方案，通过打开盖子进行装配或维修。
本实用新型进一步设置为，所述肩关节包括安装在肩关节一端的连接法兰，且连接法兰的内部设置有轴承，所述轴承的外壁设置有轴套。
通过采用上述技术方案，便于实现基座旋转轴与肩关节旋转轴同轴，提高连接刚性及承载能力并且外形尺寸紧凑。
本实用新型进一步设置为，所述摩擦垫片的材质为聚乙烯材料，所述基座关节的材质为橡胶。
通过采用上述技术方案，聚乙烯材质的摩擦垫片化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，橡胶材质的基座关节便于遮挡螺钉。
本实用新型进一步设置为，所述连接法兰与基座连接件通过螺钉连接，另一端设置轴承和轴套通过螺钉与基座连接件连接。
通过采用上述技术方案，便于实现基座旋转轴与肩关节旋转轴同轴，提高连接刚性及承载能力并且外形尺寸紧凑。
综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：
本实用新型通过基座、基座连接件和肩关节的设置，通过关节共轴设计实现手臂外形尺寸紧凑达到仿人手臂目的，实现了基座关节旋转轴与肩关节旋转轴同轴，提高连接刚性及承载能力并且外形尺寸紧凑，关节内部不设置机械制动器及双编码器结构更简单从而尺寸更小、更轻便，硬件成本更低，关节内部设置电子制动器，舍弃机械制动器，通过使能电机起到制动保持目的，考虑到一般家庭的经济承受能力，尽量采用低成本设计、同时采用轻量化设计，降低其功率消耗，本仿人轻型机械手臂采用硬件极简化设计降低硬件成本及装配成本，本仿人机械手臂采用关节共轴及集成程度高的设计方法实现外观紧凑更接近人手臂，机械臂采用七自由度+1外部轴，实现灵活性及抓取功能，关节内部设置持续供电相对编码器，不设置双编码器通过系统统一供电方式保持编码器数据。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的基座示意图；
图3为本实用新型的基座连接件示意图；
图4为本实用新型的肩关节示意图。
图中：1、基座；101、基座关节；102、摩擦垫片；103、输出法兰；2、基座连接件；201、盖子；3、肩关节；301、连接法兰；302、轴承；303、轴套；4、大臂；5、肘关节；6、小臂；7、腕关节；8、手抓。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面根据本实用新型的整体结构，对其实施例进行说明。
一种轻型仿人机械手臂，如图1-4所示，包括基座1，基座1的一侧设置有基座连接件2，且基座连接件2远离基座1的一侧设置有肩关节3，肩关节3远离基座连接件2的一侧设置有大臂4，基座1输出法兰103均匀分布螺纹孔，基座连接件2端部均匀分布过孔，基座1输出法兰103与基座连接件2对接上用螺钉实现紧固连接，基座连接件2两侧设置盖子201通过打开盖子201进行装配或维修，大臂4远离肩关节3的一侧安装有肘关节5，肘关节5远离大臂4的一端设置有小臂6，且小臂6远离肘关节5的一侧设置有腕关节7，并且腕关节7的底部设置有手抓8，基座1包括安装在基座1一侧的输出法兰103，且输出法兰103的一侧安装有摩擦垫片102，摩擦垫片102的一侧安装有基座关节101，基座连接件2的外壁设置有两组盖子201，肩关节3包括安装在肩关节3一端的连接法兰301，且连接法兰301的内部设置有轴承302，轴承302的外壁设置有轴套303，肩关节3一端设置连接法兰301与基座连接件2通过螺钉连接，另一端设置轴承302和轴套303通过螺钉与基座连接件2连接，这样连接的优点是实现了基座1旋转轴与肩关节3旋转轴同轴，提高连接刚性及承载能力并且外形尺寸紧凑。
请参阅图2，摩擦垫片102的材质为聚乙烯材料，基座关节101的材质为橡胶，聚乙烯材质的摩擦垫片102化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，橡胶材质的基座关节101便于遮挡螺钉。
请参阅图1，连接法兰301与基座连接件2通过螺钉连接，另一端设置轴承302和轴套303通过螺钉与基座连接件2连接，便于实现基座1旋转轴与肩关节3旋转轴同轴，提高连接刚性及承载能力并且外形尺寸紧凑。
本实用新型的工作原理为：基座1输出法兰103均匀分布螺纹孔，基座连接件2端部均匀分布过孔，基座1输出法兰103与基座连接件2对接上用螺钉实现紧固连接，基座连接件2两侧设置盖子201通过打开盖子201进行装配或维修，肩关节3一端设置连接法兰301与基座连接件2通过螺钉连接，另一端设置轴承302和轴套303通过螺钉与基座连接件2连接，这样连接的优点是实现了基座1旋转轴与肩关节3旋转轴同轴，提高连接刚性及承载能力并且外形尺寸紧凑。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，但本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对实用新型的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种轻型仿人机械手臂，包括基座(1)，其特征在于：所述基座(1)的一侧设置有基座连接件(2)，且基座连接件(2)远离基座(1)的一侧设置有肩关节(3)，所述肩关节(3)远离基座连接件(2)的一侧设置有大臂(4)，所述大臂(4)远离肩关节(3)的一侧安装有肘关节(5)，所述肘关节(5)远离大臂(4)的一端设置有小臂(6)，且小臂(6)远离肘关节(5)的一侧设置有腕关节(7)，并且腕关节(7)的底部设置有手抓(8)，所述基座(1)包括安装在基座(1)一侧的输出法兰(103)，且输出法兰(103)的一侧安装有摩擦垫片(102)，所述摩擦垫片(102)的一侧安装有基座关节(101)。
2.根据权利要求1所述的一种轻型仿人机械手臂，其特征在于：所述基座连接件(2)的外壁设置有两组盖子(201)。
3.根据权利要求1所述的一种轻型仿人机械手臂，其特征在于：所述肩关节(3)包括安装在肩关节(3)一端的连接法兰(301)，且连接法兰(301)的内部设置有轴承(302)，所述轴承(302)的外壁设置有轴套(303)。
4.根据权利要求1所述的一种轻型仿人机械手臂，其特征在于：所述摩擦垫片(102)的材质为聚乙烯材料，所述基座关节(101)的材质为橡胶。
5.根据权利要求3所述的一种轻型仿人机械手臂，其特征在于：所述连接法兰(301)与基座连接件(2)通过螺钉连接，另一端设置轴承(302)和轴套(303)通过螺钉与基座连接件(2)连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202123051332.7U CN216543387U (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 一种轻型仿人机械手臂 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN216543387U true CN216543387U (zh) | 2022-05-17 |
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Country Status (1)
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2021
- 2021-12-07 CN CN202123051332.7U patent/CN216543387U/zh active Active
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