[實用新型]一種小型全自動平面3自由度機械手臂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120566545.0
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN202399267U
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王魯單;吳建坡;趙廣志;程勝;張建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山市工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;嚴志平

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種小型全自動平面3自由度機械手臂，屬機器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了在一些特殊區(qū)域(例如高空輸電線上)的特定平面范圍內(nèi)圍繞目標物體進行觀察、清潔、涂刷等操作，人工成本很高，如果操作區(qū)域是一些危險或是對人體有危害的地帶，普通的機械裝置又很難勝任，而且運動和定位精度不高。因此，一種自動化的能精確控制和定位的機械手臂成為發(fā)展趨勢，在這種機械手臂的末端安裝執(zhí)行裝置(例如機械手、攝像頭、噴頭等)，就可以完成不同的任務(wù)。

實用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種定位精度高和自動化程度高，且能有效降低人工成本的小型全自動平面3自由度機械手。

為達到上述目的，本實用新型是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種小型全自動平面3自由度機械手臂，其特征在于，包括：

底座；

操作手臂；

與操作手臂連接、用于驅(qū)動操作手臂擺動的末端驅(qū)動單元；

與所述的末端驅(qū)動單元連接的滑動桿；

設(shè)置在底座的上部，與所述的滑動桿連接，并用于驅(qū)動滑動桿平移和擺動的直線運動機構(gòu)。

進一步，所述的直線運動機構(gòu)包括第一導(dǎo)向單元、第一滑塊、第二導(dǎo)向單元和第二滑塊，所述的第一導(dǎo)向單元和第二導(dǎo)向單元垂直設(shè)置在底座上，而所述的第一滑塊設(shè)置在第一導(dǎo)向單元上，所述的第二滑塊設(shè)置在第二導(dǎo)向單元上，所述的滑動桿的一端穿過第二滑塊后設(shè)置在第一滑塊上。

其中，所述的第一導(dǎo)向單元包括第一固定座、第二固定座、同步帶張緊座、第一齒形壓板、第二齒形壓板、同步帶和兩根導(dǎo)向軸，所述的兩根導(dǎo)向軸平行設(shè)置，第一固定座和第二固定座分別固定在導(dǎo)向軸的兩端，而所述的同步帶張緊座套接在兩根導(dǎo)向軸上，并與所述的第二固定座配合連接，所述的第一齒形壓板和第二齒形壓板分別與所述的第一固定座和同步帶張緊座配合連接，而所述的同步帶的兩端分別固定在第一齒形壓板和第二齒形壓板上。

所述的同步帶張緊座可以在兩根導(dǎo)向軸上滑動，不和第二固定座有任何接觸，在用于張緊同步帶時，可通過螺釘將同步帶張緊座固定在第二固定座上。

此外，在所述的第一導(dǎo)向單元的第一固定座和第二固定座上還安裝有霍爾開關(guān)，而所述的第一滑塊上則設(shè)置有與霍爾開關(guān)組合形成限位開關(guān)的磁鐵，以對第一滑塊進行限位，用以限制第一滑塊在第一導(dǎo)向單元上的滑動位置。

而所述的第二導(dǎo)向單元和第一導(dǎo)向單元的結(jié)構(gòu)完全相同，即包括所有的第一導(dǎo)向單元的部件，且各部件之間的連接及位置關(guān)系也完全相同，只是第二導(dǎo)向單元和第一導(dǎo)向單元的設(shè)置方式是形成T字形的垂直設(shè)置。

進一步，所述的第一滑塊包括第一伺服電機、與第一伺服電機連接的第一帶輪軸、設(shè)置在第一帶輪軸上的第一同步帶輪、兩端套設(shè)在所述的導(dǎo)向軸上用于設(shè)置第一伺服電機的第一支座、設(shè)置在第一支座上部的第一保持架、兩端通過軸承分別與所述的第一支座和第一保持架轉(zhuǎn)動連接的第一轉(zhuǎn)動塊，所述的第一轉(zhuǎn)動塊的旋轉(zhuǎn)軸垂直第一支座的上表面，且所述的滑動桿的一端固定在第一轉(zhuǎn)動塊上，而所述的第一同步帶輪與所述的同步帶嚙合。

為了計算第一滑塊在第一導(dǎo)向單元上的移動的距離，所述的第一帶輪軸的端部還設(shè)置有第一編碼器，所述的第一編碼器能夠計算出第一同步帶輪的旋轉(zhuǎn)角度，進而計算出第一滑塊在第一導(dǎo)向單元上的移動的距離。

在第一滑塊中，所述的第一保持架的上部還設(shè)置有第三編碼器，所述的第三編碼器與第一轉(zhuǎn)動塊的旋轉(zhuǎn)軸連接，第三編碼器主要是用于計算第一轉(zhuǎn)動塊的轉(zhuǎn)動角度，進而計算出滑動桿的擺動角度。

而為了增大同步帶在第一同步帶輪上的包角，所述的第一支座上還設(shè)置有兩個第一壓帶輪，所述的兩個第一壓帶輪并列設(shè)置在第一同步帶輪的上部，且與所述的同步帶的背面接觸。

此外，所述的第二滑塊包括第二伺服電機、與第二伺服電機連接的第二帶輪軸、設(shè)置在第二帶輪軸上的第二同步帶輪、兩端套設(shè)在所述的第二導(dǎo)向單元的導(dǎo)向軸上用于設(shè)置第二伺服電機的第二支座、設(shè)置在第二支座上部的第二保持架、兩端通過軸承分別與所述的第二支座和第二保持架轉(zhuǎn)動連接的第二轉(zhuǎn)動塊，所述的第二轉(zhuǎn)動塊的旋轉(zhuǎn)軸垂直第二支座的上表面，且所述的滑動桿穿過所述的第二轉(zhuǎn)動塊，與所述的第二轉(zhuǎn)動塊形成滑動副。

同樣，所述的第二帶輪軸的端部還設(shè)置有第二編碼器，所述的第二編碼器能夠計算出第二同步帶輪的旋轉(zhuǎn)角度，進而計算出第二滑塊在第二導(dǎo)向單元上的移動的距離。