[實(shí)用新型]一種五自由度機(jī)械臂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720994756.1
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN207139805U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張亮;李俊
• 申請（專利權(quán)）人: 金剛自動化科技（鎮(zhèn)江）有限公司;河北科技師范學(xué)院
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J17/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 許峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械臂，具體來說，涉及一種五自由度機(jī)械臂。

背景技術(shù)

果蔬收獲是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的重要環(huán)節(jié)，為提高勞動生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)收獲作業(yè)自動化和智能化，國內(nèi)外對農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人的機(jī)械臂進(jìn)行了試驗(yàn)性的探索，現(xiàn)已開發(fā)出的大多數(shù)農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人的機(jī)械臂采用類似于通用工業(yè)機(jī)械臂的構(gòu)型。該機(jī)械臂存在以下問題：（1）與釆摘對象和作業(yè)環(huán)境間缺乏協(xié)調(diào)性；（2）僅適應(yīng)于特定的環(huán)境和單一作業(yè)，通用性較差，且不便對其系統(tǒng)進(jìn)行升級和擴(kuò)展，具有很大的局限性；（3）成本高，機(jī)構(gòu)笨重，嚴(yán)重影響了采摘機(jī)器人的實(shí)用化、商品化進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種五自由度機(jī)械臂，以提高機(jī)械臂的承載力，降低工作時(shí)的慣性，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種五自由度機(jī)械臂，所述機(jī)械臂包括腰部、減速器、基座、腰部伺服電機(jī)、肩部伺服電機(jī)、第一大臂絲杠、第一大臂滑塊、第一肘部推桿、第一肘部連桿、大臂連板、腕部伺服電機(jī)、末端執(zhí)行器連接件、小臂、第二肘部連桿、第二大臂滑塊、第二大臂絲杠、第二肘部推桿、大臂基座、第一大臂伺服電機(jī)、第二大臂伺服電機(jī)；其中，腰部通過減速器與基座相連，腰部伺服電機(jī)固定連接在腰部上，且腰部伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與減速器的輸入端固定連接；肩部伺服電機(jī)固定連接在腰部上，肩部伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與大臂基座固定連接，大臂基座和腰部可轉(zhuǎn)動連接；第一大臂伺服電機(jī)、第二大臂伺服電機(jī)和大臂導(dǎo)軌均固定連接在大臂基座上；第一大臂絲杠一端和第二大臂絲杠一端分別與大臂連板可轉(zhuǎn)動連接，第一大臂絲杠另一端和第二大臂伺服電機(jī)的動力輸出軸固定連接，第二大臂絲杠另一端和第一大臂伺服電機(jī)的動力輸出軸固定連接；第一大臂滑塊通過螺旋副與第一大臂絲杠連接，第二大臂滑塊通過螺旋副與第二大臂絲杠連接；第一肘部推桿一端和第二肘部推桿一端分別與第一大臂滑塊可轉(zhuǎn)動連接，第一肘部推桿另一端與第一肘部連桿一端相連，第一肘部連桿與第二大臂滑塊可轉(zhuǎn)動連接，第一肘部連桿另一端與小臂固定連接；第二肘部推桿另一端與第二肘部連桿一端相連，第二肘部連桿與第二大臂滑塊可轉(zhuǎn)動連接，第二肘部連桿另一端與小臂固定連接；腕部伺服電機(jī)固定連接在小臂上，末端執(zhí)行器連接件與小臂可轉(zhuǎn)動連接，腕部伺服電機(jī)通過傳動部件帶動末端執(zhí)行器連接件轉(zhuǎn)動。

作為優(yōu)選例，所述傳動部件包括第一腕部驅(qū)動桿、連桿和第二腕部驅(qū)動桿，腕部伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與第一腕部驅(qū)動桿一端固定連接，第一腕部驅(qū)動桿另一端與連桿一端可轉(zhuǎn)動連接，連桿另一端與第二腕部驅(qū)動桿可轉(zhuǎn)動連接，第二腕部驅(qū)動桿和末端執(zhí)行器連接件固定連接。

作為優(yōu)選例，所述大臂導(dǎo)軌包括兩個(gè)第一大臂導(dǎo)軌和兩個(gè)第二大臂導(dǎo)軌，兩個(gè)第一大臂導(dǎo)軌分布在第一大臂絲杠兩側(cè)，兩個(gè)第二大臂導(dǎo)軌分布在第二大臂絲杠兩側(cè)；第一大臂滑塊套裝在第一大臂導(dǎo)軌上，第二大臂滑塊套裝在第二大臂導(dǎo)軌上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的機(jī)械臂具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）承載力大。本實(shí)施例并列設(shè)置兩個(gè)承載單元去承載機(jī)械臂抓取的物體重力。其中，第一肘部推桿和第一肘部連桿構(gòu)成一承載單元。第二肘部連桿和第二肘部推桿構(gòu)成了另一承載單元。兩個(gè)承載單元同時(shí)承載末端執(zhí)行器抓取的物體重力。這大大增加了機(jī)械臂的承載力。

（2）慣性小。本實(shí)施例中，腰部伺服電機(jī)、肩部伺服電機(jī)、第一大臂伺服電機(jī)、第二大臂伺服電機(jī)，都位于機(jī)械臂的下部。雖然腕部伺服電機(jī)位于上部，但是其重量較小。這使得整個(gè)機(jī)械臂的重心較低，慣性小，利于設(shè)備的安全運(yùn)行。

（3）動作靈活。本實(shí)施例中，機(jī)械臂為關(guān)節(jié)型機(jī)械臂，包括腰、肩、大臂、肘、小臂和腕，且肘部連桿相對于大臂基座具有一個(gè)自由度直線運(yùn)動和一個(gè)自由度轉(zhuǎn)動。整個(gè)機(jī)械臂動作靈活。同時(shí)，機(jī)械臂工作空間大。機(jī)械臂的肘部采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動和移動，增加了機(jī)器人的作業(yè)空間。本實(shí)施例的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)簡單、慣性小、易操控。

（4）占地面積小。本實(shí)施例中，所有部件都裝載在基座上?；嫉孛娣e小，使得整個(gè)機(jī)械臂占地面積小。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。