[發(fā)明專利]一種人形肩與大小臂串并混聯(lián)機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610588702.5
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN106112978B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路懿;代卓宏;葉妮佳;劉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)13116
• 代理人: 劉建年

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機器人，特別是一種機器人臂。

背景技術(shù)

為了便于說明，設(shè)S、P和R分別表示球副，移動副和轉(zhuǎn)動副。隨著仿生學(xué)和機器人學(xué)的不斷發(fā)展,仿人機械手已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、服務(wù)及娛樂等多個領(lǐng)域中,目前對于仿人機械手的研究也在不斷地深化發(fā)展。串并混聯(lián)機構(gòu)用于仿人肩與大小臂混聯(lián)機構(gòu)適合驅(qū)動仿人機械手,從而減輕仿人機械手的重量和成本,增加其柔順性、靈活性。目前采用氣動人工肌肉為之設(shè)計一個多自由度仿人機械手臂被高度關(guān)注。但目前氣動驅(qū)動難以保證末端受力的運動精度。已有的典型并聯(lián)機器人關(guān)節(jié)技術(shù)有：公開號為CN101301756B的專利公開了具有偏置輸出的3自由度球面并聯(lián)人形機器人仿生髖關(guān)節(jié)、公開號為CN100544901的專利公開了一種機器人肩關(guān)節(jié)、公開號為CN101863023A專利的公開了一種平面極坐標(biāo)兩自由度并聯(lián)機構(gòu)、公開號為CN102147046B的專利公開了一種轉(zhuǎn)動解耦的兩自由度并聯(lián)機構(gòu)、公開號為CN105643660A的專利公開了一種新型兩自由度并聯(lián)機器人關(guān)節(jié)、公開號為CN105598997A的專利公開了球面兩自由度并聯(lián)機器人關(guān)節(jié)，但現(xiàn)有的兩自由度并聯(lián)機器人關(guān)節(jié)尚不能滿足仿人三驅(qū)動三自由度肩關(guān)節(jié)與臂混聯(lián)的要求。

已有的典型機器人臂技術(shù)有：公開號為CN101128289B的專利公開了一種機器人臂及機器人、公開號為CN102380877專利B的公開了一種機器人及機器人臂部件、公開號為CN1119220C的專利公開了一種人形作業(yè)機器人的臂部構(gòu)造、公開號為CN101779991B的專利公開了一種仿人形機械手上臂。

綜上所述，這些機器人臂及部件基本是串聯(lián)機械傳動，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，傳動鏈較長。如何提高人形肩與大小臂串并混聯(lián)機構(gòu)承受大變化載荷，增大運動工作空間，達(dá)到人臂的功能一直是人們努力實現(xiàn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)承受大變化載荷、增大運動工作空間、能夠達(dá)到人臂功能的人形肩與大小臂串并混聯(lián)機構(gòu)。

本發(fā)明包括肩機構(gòu)、大臂肘機構(gòu)和小臂腕機構(gòu)，肩機構(gòu)與大臂肘機構(gòu)聯(lián)接，大臂肘機構(gòu)與小臂腕機構(gòu)聯(lián)接，其中肩機構(gòu)和小臂腕機構(gòu)都是3SPS+S型并聯(lián)機構(gòu)，均包括上臺、下臺、三個SPS型直線驅(qū)動分支和中間球鉸約束桿；上、下臺輪廓形狀分別與人形肩關(guān)節(jié)、大臂肘關(guān)節(jié)、小臂腕關(guān)節(jié)的輪廓形狀相同，三個SPS型直線驅(qū)動分支在上、下臺之間圓周均布，該SPS型直線驅(qū)動分支的中部為移動副，其兩端分別通過球副與上、下臺聯(lián)接；所述中間約束桿為連桿，其上端通過球副與上臺中心聯(lián)接，其下端和下臺中心垂直固連，所述肩機構(gòu)的下臺與座機合為一體；所述大臂肘機構(gòu)包括電機、內(nèi)套、外套、RPR型直線驅(qū)動分支和擺桿；所述擺桿與小臂腕機構(gòu)的下臺合為一體，所述內(nèi)套的下端為開口端，其開口端與上述肩機構(gòu)的上臺固連，外套套在內(nèi)套外，內(nèi)套和外套上端均設(shè)有中心通孔，電機設(shè)在內(nèi)套內(nèi)，并與內(nèi)套的上端固連，電機軸穿過內(nèi)套與外套的中心通孔通過鍵連接；外套的上端一側(cè)設(shè)有圓柱，該圓柱的上端通過轉(zhuǎn)動副與上述擺桿的一端聯(lián)接，外套下端與上述圓柱相對的一側(cè)設(shè)有凸臺，RPR型分支為移動副，其兩端分別通過轉(zhuǎn)動副與擺桿另一端和外套的下端凸臺聯(lián)接。電動機與各驅(qū)動分支協(xié)調(diào)運動，實現(xiàn)人形肩關(guān)節(jié)、大臂與小臂的混聯(lián)靈活運動。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

1、具有并聯(lián)機構(gòu)剛度高、載荷與質(zhì)量比大、精度高，的優(yōu)勢，

2、整體結(jié)構(gòu)簡單，靈活性好，工作空間大。

3、六個SPS直線驅(qū)動分支結(jié)構(gòu)相同，互換性好，容易安裝在細(xì)長臂中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體示意簡圖。

圖中：1-機座、2-1和2-2-上臺、3-1和3-2-SPS型直線驅(qū)動分支、4-1和4-2-中間約束桿、5-1和5-2-球副、6-內(nèi)套、7-外套、8-電動機、9-1,9-2和9-3-轉(zhuǎn)動副、10-RPR型直線驅(qū)動分支、11-擺桿。

具體實施方式