[發明專利]一種多自由度機械臂

有效

• 申請號: 201410129420.X
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN104972479B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 宋明安;王小龍;孫潔;同彥恒;李志博;麻輝
• 申請（專利權）人: 寧夏巨能機器人系統有限公司
• 主分類號: B25J18/04
• 分類號: B25J18/04;B25J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種機械臂，尤其是一種多自由度機械臂。

背景技術

隨著工業生產自動化程度的提高，越來越多的機械臂被投入到實際生產中去。現有技術中對于如何設計、優化機械臂也做出大量研究，提出了各種各樣的機械臂結構。例如邵艷鳴等（機械設計與制造，2011年第10期）公開了一種七自由度機械臂；郭軍等（首屆全國航空航天領域中的力學問題學術研討會論文集，下冊，pp.51-54）對柔性雙連桿機械臂運動規劃及仿真做出研究。

但是，實際的工業生產中，需要機械臂取用的零件、工具等，往往整齊地排放于儲藏中，機械臂僅需做出簡單的動作即可實現零件等的取放。現有技術中多教導如何設計高自由度的機械臂，直接導致了其結構的復雜化和制造維護成本提高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種多自由度機械臂，其是用市場上易于購得的通用型原件制造，可由操作人員現場地對機械故障進行檢查排除、甚至更換零件；盡可能簡化機械臂結構，以提高其工作可靠性。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。

一種多自由度機械臂，包括具有驅動輪的基座，基座上方安裝有升降桿，升降桿的頂端具有拾取臂，

所述拾取臂具有機械手和滑軌，機械手安裝于滑塊上，滑塊放置于滑軌中，

所述滑塊由鋼絲繩牽引，鋼絲繩收卷于位于升降桿和拾取臂連接處的鋼絲繩收卷輪上，鋼絲繩收卷輪由位于升降桿上端的馬達驅動，

所述滑塊的遠離升降桿的一端具有復位彈簧，復位彈簧的另一端可拆卸地固定于拾取臂端部。

作為優選，所述升降桿伸展后全高度為2-2.5m，所述拾取臂長度為1.5-2m。

作為優選，所述鋼絲繩收卷輪可拆卸地安裝。

作為優選，所述機械手按照垂直于地面、指向上的方式安裝，機械手具有對稱分布的2-4根機械指，機械指可實現張開和夾合的動作。

作為優選，所述升降桿安裝于可360°旋轉的云臺上，升降桿和云臺之間還具有液壓千斤頂。

作為優選，所述復位彈簧為兩根。

采用上述技術方案所帶來的有益效果在于：機械臂安裝于任何自驅動基座上，具有較高靈活性。機械臂按照儲藏高度可垂直調整自身高度、按照零件距離基座遠近水平調整機械手位置，僅需要兩個自由度即可完成零件的拾取，極大地簡化了機械臂的結構，降低了生產成本。同時，機械臂使用鋼絲繩牽引作為動力傳動部件，相比齒輪、皮帶或鏈條傳動而言生產成本降低，且鋼絲繩牽引的結構簡單、零部件易于購買和更換，降低了機械臂的使用維修成本。

附圖說明

圖1是本發明機械臂的示意圖。

圖2是本發明機械臂的側視圖。

圖3是本發明機械臂的拾取臂的俯視圖。

圖中：

1、基座；2、驅動輪；3、云臺；4、液壓千斤頂；5、升降桿；6、零件拾取臂；7、鋼絲繩收卷輪；8、馬達；9、復位彈簧；10、鋼絲繩；11、滑塊；12、機械手。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的一個具體實施方式中，機械臂具有3個自由度，即升降桿的垂直伸縮和旋轉、以及機械手的水平移動。出于進一步降低成本的目的，升降桿的旋轉自由度還可以被取消。

如圖2-3所示，具有驅動輪2的基座1上安裝有升降桿5，升降桿5與基座1之間依次具有液壓千斤頂4和可360°旋轉云臺3。

升降桿5的頂端具有拾取臂6，拾取臂6具有機械手12和滑軌，機械手12安裝于滑塊11上，滑塊放置于滑軌中。所述滑塊11由鋼絲繩10牽引，鋼絲繩10收卷于位于升降桿5和拾取臂6連接處的鋼絲繩收卷輪7上，鋼絲繩收卷輪7可拆卸地安裝、并由位于升降桿5上端的馬達8驅動。如此設計，極大地減輕了拾取臂的重量，避免了后一自由度的設備重量累加與前一自由度上。同時，機械手12運動距離可由鋼絲繩10收卷長度加以衡量，而后者又可以由鋼絲繩收卷輪7的旋轉圈數測得，從而以最簡單的零件實現了足以滿足需要的功能。

所述滑塊11的遠離升降桿5的一端具有兩根復位彈簧9，復位彈簧9的另一端可拆卸地固定于拾取臂6的端部。

升降桿全高度為2m，拾取臂長1.5m。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。