CN220903377U - 一种双节式多自由度悬臂机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双节式多自由度悬臂机构，包括安装座，所述安装座上转动连接有旋转大臂组件的一端，所述旋转大臂组件的另一端转动连接旋转小臂组件的一端，所述旋转小臂组件的另一端连接末端姿态调节组件，所述旋转小臂组件上设有用于升降所述末端姿态调节组件的高度调节组件。可实现末端目标物在空间中大范围内的位置及姿态调节，且调节精度高，稳定性强。

Description

一种双节式多自由度悬臂机构

技术领域

本实用新型涉及悬臂机构技术领域，具体的说，是一种双节式多自由度悬臂机构。

背景技术

悬臂机构常用于对末端目标物在空间中的位置调整。现有的悬臂机构中，大多数采用的是长度固定的单节或多节式悬臂，且只限于目标物在悬臂长度方向及升降方向的位置调节，目标物位姿无法精确控制，不能有效的利用在对目标物有多个位姿及较高定位精度要求的检测场景中。

因此，本领域技术人员致力于开发一种双节式多自由度悬臂机构，精确控制悬臂末端目标物的空间位姿，且机构稳定性高，操作简便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双节式多自由度悬臂机构，可实现末端目标物在空间中大范围内的位置及姿态调节，且调节精度高，稳定性强。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：包括安装座，所述安装座上转动连接有旋转大臂组件的一端，所述旋转大臂组件的另一端转动连接旋转小臂组件的一端，所述旋转小臂组件的另一端连接末端姿态调节组件，所述旋转小臂组件上设有用于升降所述末端姿态调节组件的高度调节组件。

有益效果是：

可实现末端目标物在空间中大范围内的位置及姿态调节，且调节精度高，稳定性强。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述旋转大臂组件包括旋转大臂和大臂回转轴，所述大臂回转轴固定在所述安装座上，所述大臂回转轴上转动连接所述旋转大臂。

采用上述进一步方案的有益效果是可实现旋转大臂围绕大臂回转轴旋转。

进一步，所述大臂回转轴上设有大臂旋转制动组件。

采用上述进一步方案的有益效果是能限制旋转大臂旋转。

进一步，所述大臂旋转制动组件包括大臂旋转制动器和大臂旋转制动盘，所述大臂旋转制动盘固定在所述安装座上，所述大臂旋转制动盘上固定设有所述大臂回转轴，所述大臂旋转制动盘上设有用于限制所述旋转大臂旋转的所述大臂旋转制动器。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，操作方便。

进一步，所述旋转小臂组件包括第一旋转小臂、第二旋转小臂和小臂安装板、小臂回转轴和小臂末端安装板，所述小臂回转轴上连接所述旋转大臂远离所述安装座的一端，所述小臂回转轴上转动连接所述小臂安装板，所述第一旋转小臂和所述第二旋转小臂上、下间隔设置，且两端分别转动连接所述小臂安装板和所述小臂末端安装板，所述小臂末端安装板安装在所述末端姿态调节组件上。

采用上述进一步方案的有益效果是两个旋转小臂能提高旋转的稳定性。

进一步，所述高度调节组件包括升降推杆，所述升降推杆的本体转动连接在所述小臂安装板上，推杆端转动连接在所述第一旋转小臂上。

采用上述进一步方案的有益效果是升降推杆能实现末端姿态调节组件的升降。

进一步，所述小臂回转轴上设有小臂旋转制动组件。

采用上述进一步方案的有益效果是限制旋转小臂的旋转。

进一步，所述小臂旋转制动组件包括小臂旋转制动器和小臂旋转制动盘，所述小臂旋转制动盘安装在所述小臂回转轴上，所述小臂旋转制动盘上设有用于限制所述小臂安装板旋转的所述小臂旋转制动器。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，操作方便。

进一步，所述小臂旋转制动组件包括小臂旋转制动器和小臂旋转制动盘，所述小臂旋转制动盘安装在所述小臂回转轴上，所述小臂旋转制动盘上设有用于限制所述小臂安装板旋转的所述小臂旋转制动器所述末端姿态调节组件包括末端升降电缸、末端回转驱动和末端六自由度调节组件，所述末端升降电缸的一侧固定连接所述小臂末端安装板，所述末端升降电缸的升降端连接所述末端回转驱动，所述末端回转驱动的输出端连接所述末端六自由度调节组件。

采用上述进一步方案的有益效果是末端升降电缸能完成竖直高度的调整，末端回转驱动能精确调节目标物旋转方向角度，通过末端六自由度调节组件可控制目标物的姿态角度。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例旋转大臂组件示意图；

图3为本实用新型具体实施例大臂回转机构示意图；

图4为本实用新型具体实施例旋转小臂组件示意图；

图5为本实用新型具体实施例末端姿态调节组件示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、安装座；2、旋转大臂；3、升降推杆；4、第一旋转小臂；5、第二旋转小臂；6、末端升降电缸；7、末端回转驱动；8、末端六自由度调节组件；9、目标物；10、大臂回转轴；11、大臂旋转制动器；12、小臂旋转制动器；13、小臂安装板；14、小臂回转轴；15、小臂旋转挡块；16、小臂升降制动器；17、大臂旋转制动盘；18、小臂末端安装板；19、小臂旋转制动盘；20、小臂升降制动盘。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：

如图1所示，本实施例中，一种双节式多自由度悬臂机构，包括安装座1，所述安装座1上转动连接有旋转大臂组件的一端，所述旋转大臂组件的另一端转动连接旋转小臂组件的一端，所述旋转小臂组件的另一端连接末端姿态调节组件，所述旋转小臂组件上设有用于升降所述末端姿态调节组件的高度调节组件。

优选地，如图2-3所示，所述旋转大臂组件包括旋转大臂2和大臂回转轴10，所述大臂回转轴10固定在所述安装座1上，所述大臂回转轴10上转动连接所述旋转大臂2，所述大臂回转轴10上设有大臂旋转制动组件，所述大臂旋转制动组件包括大臂旋转制动器11和大臂旋转制动盘17，所述大臂旋转制动盘17固定在所述安装座1上，所述大臂旋转制动盘17上固定设有所述大臂回转轴10，所述大臂旋转制动盘17上设有用于限制所述旋转大臂2旋转的所述大臂旋转制动器11。

优选地，如图4所示，所述旋转小臂组件包括第一旋转小臂4、第二旋转小臂5和小臂安装板13、小臂回转轴14和小臂末端安装板18，所述小臂回转轴14上连接所述旋转大臂2远离所述安装座1的一端，所述小臂回转轴14上转动连接所述小臂安装板13，所述第一旋转小臂4和所述第二旋转小臂5上、下间隔设置，且两端分别转动连接所述小臂安装板13和所述小臂末端安装板18，所述小臂末端安装板18安装在所述末端姿态调节组件上。

所述小臂回转轴14上设有小臂旋转制动组件。所述小臂旋转制动组件包括小臂旋转制动器12和小臂旋转制动盘19，所述小臂旋转制动盘19安装在所述小臂回转轴14上，所述小臂旋转制动盘19上设有用于限制所述小臂安装板13旋转的所述小臂旋转制动器12。

所述高度调节组件包括升降推杆3，所述升降推杆3的本体转动连接在所述小臂安装板13上，推杆端转动连接在所述第一旋转小臂4上。

所述小臂安装板13上设有小臂升降制动盘20，小臂升降制动盘20上设有小臂升降制动器16。

需要说明的是，本申请的制动器均属于现有技术，具体选用电磁盘式制动器。

优选地，如图5所示，所述末端姿态调节组件包括末端升降电缸6、末端回转驱动7和末端六自由度调节组件8，所述末端升降电缸6的一侧固定连接所述小臂末端安装板18，所述末端升降电缸6的升降端连接所述末端回转驱动7，所述末端回转驱动7的输出端连接所述末端六自由度调节组件8。

优选地，所述旋转大臂2靠近所述小臂安装板13一端设有小臂旋转挡块15，限制旋转小臂组件的旋转角度。

工作原理：

调节目标物9在空间中位置和姿态时，首先通过旋转大臂组件和旋转小臂组件粗调目标空间位置，具体流程为：将大臂旋转制动器11和小臂旋转制动器12调节为释放状态，此时旋转大臂2可通过轴承绕大臂回转轴10自由转动、小臂安装板13可通过轴承绕小臂回转轴14自由转动，由操作人员采用人工拖拽目标物9的方式将目标物9及悬臂机构整体移动至指定工作区域，开启大臂旋转制动器和小臂旋转制动器，制动器夹紧旋转制动盘，靠摩擦力将大臂及小臂位置锁死。

目标物升降高度调节时，首先通过高度调节组件进行升降高度粗调，小臂安装板13、第一旋转小臂4、第二旋转小臂5和小臂末端安装板18之间组成平行四边形，升降推杆3一端安装于小臂安装板13，另一端安装于第一旋转小臂4，两端均采用铰接方式连接，通过控制小臂升降推杆的伸出长度可实现目标物的大行程升降。

末端姿态调节组件包括末端升降电缸6、末端回转驱动7和末端六自由度调节机构8，末端升降电缸6可通过内部伺服控制实现目标物高度方向的精确控制；末端回转驱动7由蜗杆、回转支承、壳体、马达等部件构成，具体可采用型号为WEA21，属于现有技术，可精确调节目标物旋转方向角度；末端六自由度调节机构8属于现有技术，通过调节内部六个伺服推杆的行程可控制目标物的姿态角度。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因.此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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 (10)

1.一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：包括安装座(1)，所述安装座(1)上转动连接有旋转大臂组件的一端，所述旋转大臂组件的另一端转动连接旋转小臂组件的一端，所述旋转小臂组件的另一端连接末端姿态调节组件，所述旋转小臂组件上设有用于升降所述末端姿态调节组件的高度调节组件。

2.根据权利要求1所述的一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：所述旋转大臂组件包括旋转大臂(2)和大臂回转轴(10)，所述大臂回转轴(10)固定在所述安装座(1)上，所述大臂回转轴(10)上转动连接所述旋转大臂(2)。

3.根据权利要求2所述的一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：所述大臂回转轴(10)上设有大臂旋转制动组件。

4.根据权利要求3所述的一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：所述大臂旋转制动组件包括大臂旋转制动器(11)和大臂旋转制动盘(17)，所述大臂旋转制动盘(17)固定在所述安装座(1)上，所述大臂旋转制动盘(17)上固定设有所述大臂回转轴(10)，所述大臂旋转制动盘(17)上设有用于限制所述旋转大臂(2)旋转的所述大臂旋转制动器(11)。

5.根据权利要求1所述的一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：所述旋转小臂组件包括第一旋转小臂(4)、第二旋转小臂(5)和小臂安装板(13)、小臂回转轴(14)和小臂末端安装板(18)，所述小臂回转轴(14)上连接所述旋转大臂(2)远离所述安装座(1)的一端，所述小臂回转轴(14)上转动连接所述小臂安装板(13)，所述第一旋转小臂(4)和所述第二旋转小臂(5)上、下间隔设置，且两端分别转动连接所述小臂安装板(13)和所述小臂末端安装板(18)，所述小臂末端安装板(18)安装在所述末端姿态调节组件上。

6.根据权利要求5所述的一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：所述高度调节组件包括升降推杆(3)，所述升降推杆(3)的本体转动连接在所述小臂安装板(13)上，推杆端转动连接在所述第一旋转小臂(4)上。

7.根据权利要求6所述的一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：所述小臂回转轴(14)上设有小臂旋转制动组件。

8.根据权利要求7所述的一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：所述小臂旋转制动组件包括小臂旋转制动器(12)和小臂旋转制动盘(19)，所述小臂旋转制动盘(19)安装在所述小臂回转轴(14)上，所述小臂旋转制动盘(19)上设有用于限制所述小臂安装板(13)旋转的所述小臂旋转制动器(12)。

9.根据权利要求8所述的一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：所述末端姿态调节组件包括末端升降电缸(6)、末端回转驱动(7)和末端六自由度调节组件(8)，所述末端升降电缸(6)的一侧固定连接所述小臂末端安装板(18)，所述末端升降电缸(6)的升降端连接所述末端回转驱动(7)，所述末端回转驱动(7)的输出端连接所述末端六自由度调节组件(8)。

10.根据权利要求8所述的一种双节式多自由度悬臂机构，其特征在于：所述旋转大臂(2)靠近所述小臂安装板(13)一端设有小臂旋转挡块(15)。