[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

本發明涉及一種機械臂，具體地說是一種雙向運動可伸縮機械臂。包括底座、控制系統、中間支撐板、機械臂、上支撐板及機械手，其中控制系統安裝在底座內，所述中間支撐板設置于底座的上方，所述機械臂安裝在中間支撐板上、并與所述控制系統連接，所述上支撐板安裝在所述機械臂的末端，所述機械手設置于上支撐板上，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取。本發明結構簡單，總體結構輕盈緊湊，運動靈活，控制精巧，機械臂的任意位置運動使抓取位置更加廣泛。

技術領域

本發明涉及一種機械臂，具體地說是一種雙向運動可伸縮機械臂。

背景技術

隨著經濟的發展與科技的進步，機器人的應用領域更加的廣泛，機械臂作為機器人重要部分，它們是機器人接觸環境的重要部分，隨著機器人的不斷發展，人們對機器人的要求也在逐步的提高，質量體積小，工作可靠、控制簡單以及操作靈活的機械臂就成為了機械臂領域研究的重點。

國內外研發了不同構型的機器人，但關于柔性臂的機器人卻非常少，這使得機器人的發展受到了局限性，其工作環境也有所限制。因此，現在急需一種具有很高的靈活性，能夠適應更加復雜環境的機械臂。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種雙向運動可伸縮機械臂。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種雙向運動可伸縮機械臂，包括底座、控制系統、中間支撐板、機械臂、上支撐板及機械手，其中控制系統安裝在底座內，所述中間支撐板設置于底座的上方，所述機械臂安裝在中間支撐板上并與所述控制系統連接，所述上支撐板安裝在所述機械臂的末端，所述機械手設置于上支撐板上，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取。

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、鉸鏈Ⅰ、剪叉桿Ⅰ、剪叉桿Ⅱ、鉸鏈Ⅱ及滑桿Ⅱ，其中剪叉桿Ⅰ和剪叉桿Ⅱ的中間位置通過銷軸鉸接，所述剪叉桿Ⅰ的兩端均設有鉸鏈Ⅰ，所述剪叉桿Ⅱ的兩端均設有鉸鏈Ⅱ，所述剪叉桿Ⅰ和剪叉桿Ⅱ一端相對應的鉸鏈Ⅰ和鉸鏈Ⅱ均與滑桿Ⅰ可滑動連接，另一端相對應的鉸鏈Ⅰ和鉸鏈Ⅱ均與滑桿Ⅱ可滑動連接。

所述兩組剪叉桿機構中兩個滑桿Ⅰ的相對應端及兩個滑桿Ⅱ的相對應端均通過支撐桿鉸接。

位于同側的兩個支撐桿之間設有伸縮桿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的端部鉸接，另一端與另一組所述剪叉桿機構中的滑桿Ⅱ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的鉸鏈Ⅰ與位于下方的關節單元中的剪叉桿Ⅱ的鉸鏈Ⅱ鉸接；位于上方的關節單元中的剪叉桿Ⅱ的鉸鏈Ⅱ與位于下方的關節單元中的剪叉桿Ⅰ的鉸鏈Ⅰ鉸接。

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。

所述絲杠螺母機構包括軸承座Ⅰ、螺桿、螺母Ⅰ、電機、螺母Ⅱ、減速器、軸承座Ⅱ及齒輪傳動裝置，其中螺桿的兩端可轉動地安裝在軸承座Ⅰ和軸承座Ⅱ上，所述螺桿上設有兩段反向螺紋，該兩段反向螺紋分別與螺母Ⅰ和螺母Ⅱ形成螺紋副，所述電機與減速器連接，所述減速器的輸出軸通過齒輪傳動裝置與螺桿傳動連接，所述螺母Ⅰ和螺母Ⅱ與所述剪叉桿機構連接，通過所述螺母Ⅰ和螺母Ⅱ的相對或反向運動，實現所述剪叉桿機構的伸縮變形。