[發明專利]中空串聯機械臂

有效

• 申請號: 201410392360.0
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN104191434A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 肖聚亮;宋朋宇;洪鷹;王國棟;李政
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗英

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，具體涉及由模塊化關節組建的中空串聯機械臂的新型構型。

背景技術

機械臂在生產生活中具有極其重要的作用。實踐應用中，很多的工業流程環節都需要機械臂進行組裝和提取作業。現有機械臂自身的組裝、拆卸較為復雜。很多輕便、敏捷的機械臂被設計出來，承擔了越來越多的組裝和提取工作。但是現階段的機械臂在實現小型化設計后，其額定負載會相應降低很多。機器人的結構尺寸和承載能力之間的矛盾成為一個有待協調的問題。機械臂各關節的運動精度、承載能力、運動平穩性等均受到關節內各元件之間相互位置關系、動作關系的影響。如何實現使機械臂的控制更加簡單、精確，在機械臂關節的有限空間內合理布置元件位置，避免不同關節的重復性設計，并將生產過程的時間縮短，使關節易于安裝和使用，這些都是急需解決的問題。

發明專利201110333688.1提出的“多自由度機械臂模塊化關節”，包括兩個以上模塊化關節串聯且同軸旋轉，模塊化關節包括關節一和關節二連接為一體，其中，關節一包括傳遞動力輸入軸、該動力輸入軸上設有都第一諧波減速器和第一離合器；關節二包括與所述關節一輸入軸連接的傳動軸，該傳動軸與第一離合器相連，第二離合器銜鐵與分動傳動機構相連接，該分動傳動機構分別與第二諧波減速器。它的部分傳動結構和部分線纜暴露在外面，不利于對元件的保護，模塊自身依然比較復雜，沒有達到在持重不變的情況下大幅減小自重的效果，而且模塊的連接方式單一，不利于構建運動范圍較大的機械臂。沒有制動裝置，不能實現瞬間制動。

發明內容

本發明的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種自身重量小、重量功率比大，使機械臂的控制更加簡單、精確，在機械臂關節的有限空間內合理布置元件位置，避免不同關節的重復性設計，并使關節易于安裝和使用的中空串聯機械臂。

本發明的中空串聯機械臂，它包括多個模塊化關節和底座，每一個模塊化關節均包括殼體，在所述的殼體上安裝有后蓋并且在殼體的一側設置有開口作為固定端，在所述的殼體內安裝有支架，在所述的支架頂面上安裝有伺服電機和張緊機構，減速器固定在支架下方的殼體上，減速器的旋轉軸輸出端作為旋轉端，所述的旋轉端的軸線與固定端的軸線垂直設置，所述的張緊機構包括軸承座，在所述的軸承座內通過上下軸承安裝有關節張緊軸，所述的軸承座支撐固定在帶輪張緊擺桿上，所述的帶輪張緊擺桿通過安裝軸轉動連接在支架上，在所述的軸承座上安裝有失電制動器，關節張緊軸的一端通過轉子轂和失電制動器的轉子固定連接并且另一端與帶輪B連接，在所述的伺服電機的輸出軸上連接有帶輪A，帶輪C安轉在減速器的輸入端上，帶輪A、帶輪B以及帶輪C通過同步齒輪帶轉動相連，帶輪張緊擺桿與一推動件相連，帶輪張緊擺桿能夠在推動件的帶動下帶動軸承座繞安裝軸轉動；第一模塊化關節的旋轉端與底座垂直轉動連接，第一模塊化關節的固定端與第二模塊化關節旋轉端連接，第二模塊化關節的固定端與第一連接手臂的一端固定相連，第一連接手臂的另一端與輔助模塊化關節的一端固定相連，輔助模塊化關節的另一端與第三模塊化關節的旋轉端固定連接，第三模塊化關節的旋轉端的軸線與第一連接手臂軸線垂直設置，第三模塊化關節的固定端與第二連接手臂的一端固定相連，第二連接手臂的另一端與第四模塊化關節的旋轉端固定相連，第四模塊化關節的固定端與第三連接手臂的一端固定相連，第三連接手臂的另一端與第五模塊化關節的固定端固定相連，第五模塊化關節的旋轉端與第六模塊化關節的固定端連接。