[發明專利]仿生機械臂

有效

• 申請號: 201710578280.8
• 申請日: 2017-07-16
• 公開（公告）號: CN107160372B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 崔鵬杰
• 申請（專利權）人: 寧波天業精密鑄造有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 胡志萍;王瑩

本發明涉及一種仿生機械臂，包括大臂桿、小臂桿，大臂桿上設置一安裝球窩，小臂桿的后端具有能夠匹配容納在安裝球窩內球狀體。大臂桿的兩側與小臂桿之間連接有第一調節繩索，臂桿內設置有用于張緊第一調節繩索的第一張緊機構組。大臂桿的上部與小臂桿之間連接有第二調節繩索，臂桿內設置有用于張緊第二調節繩索的第二張緊機構組。該仿生機械臂設置了安裝球窩和球狀體結構使得轉動自由度高，動作響應快，累積誤差小。另外通過設置張緊機構和繩索實現小臂相對于在左右方向和上下方向全空間范圍內的動作，無需進行精確的參數控制，只需將機械臂拉到工作位置，張緊機構對繩索進行適應性調節以保持機械臂的位置，調節簡單、方便、靈活。

技術領域

本發明涉及工業機器人技術領域，具體涉及一種仿生機械臂。

背景技術

隨著工業自動化的不斷發展，在工業生產中越來越多地使用機器人或者機械臂來完成生產活動，機器人、機械臂不僅能夠提供自動化程度、生產效率，同時還能夠降低勞動人員的工作強度，或者代替人工完成如高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒物質等危險環境下的工作，從而實現對工作人員的人生安全進行保護。

申請公布號為CN105619403A(申請號為201610184415.8)的中國發明專利申請《一種仿生機械臂》，公告號為CN103696711B(申請號為201310725153.8)的中國發明專利《一種鉆桿操作機器人》。其中公開的機械臂結構均包括有兩個相對轉動的臂桿結構。這些方案中的兩個臂桿結構的相對轉動角度受限于兩個臂桿間的轉軸設置方向，轉動自由度低，僅能按照固定的方向進行轉動。此外，還需要設置精確的控制參數以實現對臂桿的工位控制。

申請公布號為CN105171726A(申請號為201510607815.0)的中國發明專利《一種多關節仿生機械臂》，其中公開的機械臂結構通過多關節的設置可以實現多方向轉動，轉動自由度大，但是該結構中關節數量多，結構相對復雜，動作響應有延遲，累積誤差高，工作過程中相應故障率高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種結構簡單、轉動自由度高無需參數精準控制且故障率低的仿生機械臂。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種仿生機械臂，包括大臂桿、小臂桿，其特征在于：所述大臂桿上設置一安裝球窩，所述小臂桿的后端具有球狀體，所述球狀體能夠匹配容納在所述安裝球窩內并相對于所述安裝球窩自由轉動；

所述大臂桿的兩側與小臂桿之間分別連接有多根第一調節繩索，以用于調節所述小臂桿相對于所述大臂桿進行左右方向上的擺動，并且所述臂桿內設置有用于張緊所述第一調節繩索的第一張緊機構組；

所述大臂桿的上部與小臂桿之間連接有多根第二調節繩索，以用于調節所述小臂桿相對于所述大臂桿進行上下方向上的擺動，并且所述臂桿內設置有用于張緊所述第二調節繩索的第二張緊機構組。

作為改進，所述小臂桿包括第一臂桿和第二臂桿，所述球狀體位于所述第一臂桿的后端，所述第一臂桿的前端與所述第二臂桿的后端轉動連接。

為了方便調節第一臂桿與第二臂桿之間的相對轉動，所述第一臂桿的兩側和第二臂桿兩側之間分別對應連接有第三調節繩索，所述第一臂桿內設置有用于張緊所述第三調節繩索的第三張緊機構組。

簡單地，所述第一張緊機構組包括與所述第一調節繩索相同數量的張緊機構，所述第二張緊機構組包括與所述第二調節繩索相同數量的張緊機構，所述第三張緊機構組包括與所述第三調節繩索相同數量的張緊機構；

所述張緊機構包括電機、與所述電機驅動連接的絲桿組件、連接在所述絲桿組件上的滾輪、設置在各繩索固定點的拉力傳感器、控制器，所述電機、拉力傳感器分別與所述控制器電信號連接，所述控制器能夠根據接收的拉力傳感器傳送的繩索的內部瞬間拉力信號控制電機動作，進而所述絲桿組件能夠在所述電機的驅動下調節包繞在所述滾輪上繩索的松緊度。

簡單地，所述絲桿組件包括基架、絲桿、安裝臺、滾輪安裝架；