[實用新型]一種蛇形機械臂

有效

• 申請號: 201220293686.4
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN202726934U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 許振相
• 申請（專利權）人: 東莞東聚電子電訊制品有限公司
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J17/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 羅曉聰

技術領域：

本實用新型涉及機械自動化產品技術領域，特指一種可實現任意方向轉動、扭曲的蛇形機械臂。

背景技術：

在自動化生產、加工過程中經常需要使用機械臂來完成一些工作，常見的機械臂包括以下幾種方式：

第一種是采用X/Y/Z三軸運行機構，即該機械臂安裝在一個X/Y/Z三軸疊加運行的平臺上，通過該平臺在X/Y/Z方向上的運行，帶動機械臂實現在三維空間中的運行。

第二種是在上述第一種基礎上增加旋轉機構，以增加一個旋轉方向上的運行。

第三種是采用連桿機構，即該機械臂采用多連桿樞接，通過控制連桿的伸縮從而控制機械臂在各個方向上的運行。

另外，還可將上述幾種模式相互結合，組合形成多用途機械臂。但是上述機械臂存在一個最大的問題就是，機械臂自身難以實現任意角度的彎曲。雖然通過連桿機構可以實現一定的彎曲功能，但是這種機構僅僅適用于較大的機械臂，對于一些體積較小的精密產品而言，連桿機構的結構復雜，難以適應。

實用新型內容：

本實用新型所要解決的技術問題就在于克服現有技術的不足，提供一種體積小、可實現任意方向轉動、扭曲的蛇形機械臂。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用了下述技術方案：該蛇形機械臂包括一臂體，該臂體由多數個骨節依次活動連接形；一驅動部，該驅動部包括：多數個驅動單元和承載驅動單元的支撐板；一連接部，該連接部位于臂體和驅動部之間，所述的驅動部固定連接于連接部的后端，所述的臂體中第一個骨節連接于連接部的前端；所述的臂體中兩相鄰骨節之間采用十字軸連接，兩相鄰骨節之間通過十字軸實現上下、左右方向的自由擺動；除第一個骨節外，其余骨節同時與兩個驅動單元連動，其中每個驅動單元設置有一組牽引線，每組牽引線分別連接在所述骨節的兩個相對方向，通過兩組牽引線的牽動驅動與之對應的骨節實現上下、左右方向擺動。

進一步而言，上述技術方案中，所述的骨節包括：一套管、固定在套管端部的法蘭以及與法蘭固定連接的連接件；沿套管的管壁軸向均勻開設有供牽引線穿過的穿孔；所述的法蘭上對應穿孔的位置開設有與之對應的通孔；所述的連接件上成型有與十字軸中一組相對樞軸樞接的耳板。

進一步而言，上述技術方案中，所述的套管靠近端部的側壁上開設有固定孔；所述的法蘭包括：開設有通孔的端蓋和插入套管內的內緣，其中于該內緣的側壁形成有與固定孔位置對應的卡槽；通過穿過法蘭上的通孔的螺釘與卡槽的卡扣將法蘭固定在套管的端面。

進一步而言，上述技術方案中，所述套管端部的內部形成有一凸緣，所述的連接件插入法蘭中心孔后放置于該凸緣的端面，連接件通過螺釘固定在凸緣的端面上。

進一步而言，上述技術方案中，所述的驅動單元包括：馬達、牽引線、滑塊、絲桿和與滑塊配合的導軌，其中馬達通過聯軸器與絲桿連動，所述的滑塊套設于絲桿上、并與絲桿螺紋配合，通過馬達驅動絲桿旋轉，驅動滑塊沿導軌運行；每組驅動單元上設置兩根牽引線，其中一根牽引線起始端固定在滑塊上，另一根牽引線的起始端固定在驅動部的支撐板上，兩根牽引線的末端分別連接于一個骨節的相對兩端。

進一步而言，上述技術方案中，所述起始端固定在支撐板上的牽引線中間連接有一脹緊器，通過該脹緊器令該牽引線保持在脹緊狀態。

進一步而言，上述技術方案中，所述起始端固定在滑塊上的牽引線繞過一固定在支撐板上的定滑輪。

進一步而言，上述技術方案中，所述的連接部包括與驅動部中支撐板固定的固定部、與臂體中第一個骨節固定連接的緊固部，其中固定部與緊固部相互固定連接，并且在固定部和緊固部上均開設有供牽引線穿過的通孔。

進一步而言，上述技術方案中，所述驅動單元的數量為：骨節數量–1后的兩倍。

本實用新型是模擬蛇設計而成，整個機械臂由若干個骨節相互樞接構成，骨節與骨節之間采用雙向的樞接結構，即兩骨節之間可實現上下、左右擺動。每一個可轉動的骨節都通過一組牽引線拉牽引，牽引線通過驅動單元驅動，從而可實現骨節之間的相互擺動。該設計理念是兩相鄰骨節結合部具有兩個自由度，通過雙電機驅動分別驅動其中一個自由度。這種單個骨節的擺動疊加起來就形成了整個機械臂任意方向擺動、機械臂自身也可形成任意角度的彎曲，并且機械臂可形成三維空間曲形彎曲。本實用新型采用這種蛇形設計，可使整個機械臂的結合盡可能緊湊，同時確保機械臂具有足夠和較大的彎曲范圍。

附圖說明：

圖1是本實用新型的立體圖；

圖2是本實用新型的主視圖；

圖3是本實用新型的裝配示意圖；