[發明專利]一種雙向運動可伸縮機械臂

有效

• 申請號: 201610352291.X
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN107433618B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 劉玉旺;理中強;王東東;王福華;郭良帥
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B25J18/02
• 分類號: B25J18/02;B25J9/00;B25J9/06;B25J9/08;B25J18/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

1.一種雙向運動可伸縮機械臂，其特征在于，包括底座、控制系統、中間支撐板(13)、機械臂、上支撐板(24)及機械手，其中控制系統安裝在底座內，所述中間支撐板(13)設置于底座的上方，所述機械臂安裝在中間支撐板(13)上并與所述控制系統連接，所述上支撐板(24)安裝在所述機械臂的末端，所述機械手設置于上支撐板(24)上，所述控制系統驅動所述機械臂產生側向彎曲或伸縮變形，使所述機械手達到預期位置以完成抓??；

所述機械臂包括依次鉸接的多個關節單元，所述關節單元包括支撐桿(19)及兩組剪叉桿機構，其中兩組剪叉桿機構平行設置、并且通過支撐桿(19)連接，位于最底端的關節單元中的兩組剪叉桿機構與所述控制系統連接；

所述剪叉桿機構包括滑桿Ⅰ(12)、鉸鏈Ⅰ(14)、剪叉桿Ⅰ(16)、剪叉桿Ⅱ(17)、鉸鏈Ⅱ(18)及滑桿Ⅱ(21)，其中剪叉桿Ⅰ(16)和剪叉桿Ⅱ(17)的中間位置通過銷軸鉸接，所述剪叉桿Ⅰ(16)的兩端均設有鉸鏈Ⅰ(14)，所述剪叉桿Ⅱ(17)的兩端均設有鉸鏈Ⅱ(18)，所述剪叉桿Ⅰ(16)和剪叉桿Ⅱ(17)一端相對應的鉸鏈Ⅰ(14)和鉸鏈Ⅱ(18)均與滑桿Ⅰ(12)可滑動連接，另一端相對應的鉸鏈Ⅰ(14)和鉸鏈Ⅱ(18)均與滑桿Ⅱ(21)可滑動連接；

所述兩組剪叉桿機構中兩個滑桿Ⅰ(12)的相對應端及兩個滑桿Ⅱ(21)的相對應端均通過支撐桿(19)鉸接；位于同側的兩個支撐桿(19)之間設有伸縮桿Ⅰ，所述伸縮桿Ⅰ的一端與一組所述剪叉桿機構中的滑桿Ⅰ(12)的端部鉸接，另一端與另一組所述剪叉桿機構中的滑桿Ⅱ(21)的端部鉸接，所述伸縮桿Ⅰ的作用是保證雙向運動可伸縮機械臂中同側的支撐桿(19)共面；所述兩組剪叉桿機構中的銷軸通過伸縮桿Ⅱ連接，所述伸縮桿Ⅱ的作用是保證該關節發生運動時，保證所述兩組剪叉桿機構平行；

相鄰兩個關節單元中，位于上方的關節單元中的剪叉桿Ⅰ(16)的鉸鏈Ⅰ(14)與位于下方的關節單元中的剪叉桿Ⅱ(17)的鉸鏈Ⅱ(18)鉸接；位于上方的關節單元中的剪叉桿Ⅱ(17)的鉸鏈Ⅱ(18)與位于下方的關節單元中剪叉桿Ⅰ(16)的鉸鏈Ⅰ(14)鉸接。

2.根據權利要求1所述的雙向運動可伸縮機械臂，其特征在于，所述控制系統包括兩組絲杠螺母機構，所述兩組絲杠螺母機構分別與所述兩組剪叉桿機構連接，并且分別驅動與其連接的所述剪叉桿機構產生伸縮變形。

3.根據權利要求2所述的雙向運動可伸縮機械臂，其特征在于，所述絲杠螺母機構包括軸承座Ⅰ(1)、螺桿(2)、螺母Ⅰ(3)、電機(5)、螺母Ⅱ(6)、減速器(7)、軸承座Ⅱ(8)及齒輪傳動裝置，其中螺桿(2)的兩端可轉動地安裝在軸承座Ⅰ(1)和軸承座Ⅱ(8)上，所述螺桿(2)上設有兩段反向螺紋，該兩段反向螺紋分別與螺母Ⅰ(3)和螺母Ⅱ(6)形成螺紋副，所述電機(5)與減速器(7)連接，所述減速器(7)的輸出軸通過齒輪傳動裝置與螺桿(2)傳動連接，所述螺母Ⅰ(3)和螺母Ⅱ(6)與所述剪叉桿機構連接，通過所述螺母Ⅰ(3)和螺母Ⅱ(6)的相對或反向運動，實現所述剪叉桿機構的伸縮變形。

4.根據權利要求3所述的雙向運動可伸縮機械臂，其特征在于，所述兩組絲杠螺母機構中的螺桿(2)平行設置。