[實用新型]一種機器人手臂

有效

• 申請號: 201420646895.1
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN204209686U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 蔡則蘇;管青云;藺紹勇;楊建軍;于紹彤;馬杰
• 申請（專利權）人: 貴州億豐升華科技機器人有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J17/02
• 代理公司: 貴州啟辰知識產權代理有限公司 52108
• 代理人: 趙彥棟

技術領域

本實用新型涉及一種家政服務機器人的機械手臂。

背景技術

機械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯合控制公司研制出第一臺機械手。其機體上安裝一個回轉長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構，控制系統是示教形的。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優點，尤其體現了人的智能性和適應性。機械手是在機械化，自動化生產過程中發展起來的一種新型裝置。在現代生產過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產線中，機械人的研制和生產已成為高技術鄰域內，迅速發展起來的一門新興的技術，它更加促進了機械手的發展，使得機械手能更好地實現與機械化和自動化的有機結合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。

家庭服務智能機器人是一個典型的機電一體化系統，它融合了機械、電子、傳感器、計算機軟件硬件、模式識別、人工智能、工業設計等眾多先進技術，是智能機器人目前研究的一個重要熱點。目前在世界范圍研發的家庭服務機器人主要集中在家政服務機器人和一些具有特定功能的服務機器人，家庭機器人不僅需要具有靈活自如的自主移動能力，還需要具有處理復雜事務的能力，一般具有可以抓取物件的雙機械臂結構。而具有特定功能的服務機器人，如掃地機器人、娛樂機器人、寵物機器人等，根據功能不同，具有特殊的結構，與本實用新型相差較遠,而手臂結構設計大部分為固定手臂和3自由度手臂或者無手臂，多應用在餐廳服務或者無負載運動模型中。

中國專利CN?103465272?A公開了一種六自由度仿人機器人手臂，具有肩關節轉動、肩關節擺動、肘關節轉動、肘關節擺動、腕關節擺動和腕關節轉動六個自由度，再加上其手指的開合，實際上具有7個自由度。而對于普通的家政服務機器人來說，并不需要如此多的自由度就可以滿足其功能要求，過多的自由度設計會增加其控制系統的負擔。并且其每個驅動電機都需要額外設置減速器，使得其體積變得臃腫，其控制程度更加復雜，增加了電源的負擔。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題：針對現有的機械手臂設計不適用于家政機器人的問題，提供了一種能夠自由找取位置，對壓力存在感知，靈活6自由度機械手臂，可以替代在家庭服務機器人的3自由度機械臂和固定手臂，通過與人交互，能對任意位置的物體安全的進行精確的抓取和挪動，完成服務內容。

本實用新型技術方案：

一種機器人手臂，包括肩轉動關節、肩部抬起關節、肘轉動關節、小臂抬起關節、手旋轉關節與手開閉關節，肩轉動關節中安裝有肩轉電機，肩轉電機的輸出軸連接肩部抬起關節，肩部抬起關節中安裝肩抬電機，肩抬電機的輸出軸連接肘轉動關節，肘轉動關節中安裝肘轉電機，肘轉電機的輸出軸連接小臂抬起關節，小臂抬起關節中安裝臂抬電機，臂抬電機的輸出軸連接手旋轉關節，手旋轉關節中安裝手旋電機，手旋電機的輸出軸連接手開閉關節，手開閉關節上安裝兩個舵機，舵機上安裝手指。

手開閉關節上安裝有壓力傳感器。

所述肩轉電機、肩抬電機、肘轉電機、臂抬電機和手旋電機均為重型舵機。

肩轉電機通過螺釘固定在肩轉動關節固定架上，通過聯軸器連接肩部抬起關節的轉軸。

肩抬電機軸兩端通過彈簧銷和肘轉動關節上端的兩個臂架連接。

肘轉電機的輸出軸和轉軸連接，轉軸另一端連接小臂抬起關節，轉軸上有螺紋，通過平面軸承、止退螺母和止退墊圈鎖緊在小臂抬起關節。

臂抬電機軸兩端通過彈簧銷和手旋轉關節上端的兩個支架連接。

手旋電機的輸出軸和轉軸連接，轉軸另一端連接手開閉關節，轉軸上有螺紋，通過平面軸承、止退螺母和止退墊圈鎖緊在手開閉關節上。

本實用新型有益效果：

1．本實用新型實現了多自由度機械手臂的整合，優化了重量、體積、同時增加了機械手臂的靈活性；能夠進行多感知融合和目標識別，并能夠進行精確位置的物體抓取，機械臂的靈活度全面提升，并且其機械手臂的重量進行大幅度優化，其控制方法簡單、便于控制。

2．本實用新型手指上裝有壓力傳感反饋，對抓取物體的力度進行判斷，能夠通過抓取物體的承受力的程度進行反饋，及時調節手抓取物體的力度，防止物體被抓壞，從而達到抓取物體的安全性，從而會更安全的進行操作使用。

3·?本實用新型對整體結構作了簡化設計，采用舵機代替電機和減速器，對電源要求不高，可采用低壓電源供電，可以直接12V電源直接供電，具有效率高，節能等特點。