[發(fā)明專利]一種機械臂驅(qū)動機構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610085582.7
• 申請日: 2016-02-14
• 公開（公告）號: CN107081738A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范紅兵
• 申請（專利權(quán)）人: 范紅兵
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

此發(fā)明屬于機械臂的驅(qū)動機構(gòu)，尤其是關(guān)節(jié)型機器人第二節(jié)或其它節(jié)臂的驅(qū)動機構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，作為由關(guān)節(jié)鉸接的機械臂，例如機器人的第二節(jié)臂的驅(qū)動，所依賴的驅(qū)動機構(gòu)有幾個方式，例如，安裝在臂的旋轉(zhuǎn)中心的減速機和電機（5），如附圖1所示；安裝在機器人基座或臨近臂上的減速機電機和連桿；安裝在機器人基座或臨近臂上的直線動力缸。隨著機器人大型化發(fā)展，提升負載要求越來越大，但是，驅(qū)動機構(gòu)尤其是減速機的輸出扭矩提高難度很大，即使有符合扭矩要求的減速機，但是造價昂貴，體積龐大，重量大，難以滿足批量化實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種機械臂驅(qū)動機構(gòu)，可以使用較小的減速機提供較大的機械臂擺動扭矩，克服了大型機器人驅(qū)動瓶頸。

本發(fā)明機構(gòu)包括基座、第一節(jié)臂、第二節(jié)臂等，還包括一個與第二節(jié)臂鉸接的隨動塊、隨動塊上的旋轉(zhuǎn)輸出動力源、動力源輸出側(cè)安裝有擺臂和推拉桿，推拉桿一端與擺臂鉸接，另一端與被驅(qū)動的第二節(jié)臂鉸接，動力源通過擺臂和推拉桿驅(qū)動第二節(jié)臂運動。

按照幾何及力學分析，在機器人第二節(jié)臂處于水平時，需要提供的支撐力最大，而本機構(gòu)中，動力源擺臂與推拉桿形成的夾角小于90°，所以，動力源擺臂通過推拉桿提供的力量能遠遠大于動力源旋轉(zhuǎn)扭力。

因此，此機構(gòu)與原有的減速機設(shè)在旋轉(zhuǎn)支點中心的機構(gòu)對比，能向第二節(jié)臂提供所用動力源減速機輸出扭矩兩倍的力量，成倍地提升了機器人的輸出負載。

本發(fā)明的機構(gòu)形式還可以用于機器人其它臂的驅(qū)動。當然，也可以用于所有機械的鉸接臂的驅(qū)動。尤其是，其中的隨動塊可以鉸接一個拉桿，該拉桿與機械臂基座或設(shè)備其它基座鉸接，或者隨動塊與四連桿機構(gòu)機器人的平衡板作為一體。

附圖說明

附圖1是現(xiàn)有技術(shù)機器人的機構(gòu)示意圖。

附圖2是本發(fā)明的機構(gòu)示意圖。

附圖3是本發(fā)明的再一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1。

如圖2所示，本例為一種機械臂驅(qū)動機構(gòu)，包括絞支在基座（1）上的第一節(jié)臂（2），與第一節(jié)臂另一端鉸接的第二節(jié)臂（8），與第二節(jié)臂鉸接的隨動塊（4），一個拉桿（3）的兩端分別與隨動塊和基座鉸接來保持隨動塊姿態(tài)，隨動塊上設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)輸出動力源（5）、動力源輸出側(cè)安裝有擺臂（6）和推拉桿（7），推拉桿一端與擺臂鉸接，另一端與被驅(qū)動的第二節(jié)臂鉸接，動力源通過擺臂和推拉桿驅(qū)動第二節(jié)臂運動。

機械臂工作中，一般當?shù)诙?jié)臂處于水平狀態(tài)時，為克服負載的重力作用，第二節(jié)臂所需的驅(qū)動力最大。此時，本發(fā)明的動力源擺臂與推拉桿形成的夾角小于90°，負載經(jīng)第二節(jié)臂對動力源的反作用力，被分解為部分對動力源軸心的壓力和部分旋轉(zhuǎn)力矩，所以，動力源擺臂通過推拉桿提供的力量能遠遠大于動力源旋轉(zhuǎn)扭力，能向第二節(jié)臂提供所用動力源減速機輸出扭矩兩倍或更多的力量，成倍地提升了機器人的輸出負載。

當?shù)诙叟c水平的夾角增大時，垂線夾角同步減小，由于負載重心隨垂線夾角減小逐漸接近第二臂的支撐絞支中心，故所需驅(qū)動力隨著第二節(jié)臂與水平的夾角增大而減小。

實施例2。

如圖3所示，本實施例的其他機構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于：隨動塊（4）與四桿機構(gòu)機器人的平衡板制為一體，旋轉(zhuǎn)輸出動力源（5）設(shè)在平衡板上。

由此，可以使用較小的減速機提供較大的機械臂擺動扭矩，克服了大型機器人驅(qū)動瓶頸。

以上對本發(fā)明所提供的機械臂驅(qū)動機構(gòu)進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。