[發明專利]一種新型擬人機械臂肩關節

在審

• 申請號: 201811522732.1
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109397328A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 陳永秋;張金明;孟凡飛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明專利公開了一種新型擬人機械臂肩關節，屬于擬人機械臂研究領域，有電機帶動減速器，減速器帶動連桿傳動，通過連桿傳動來實現機械臂較大的力和力矩傳動，并且三個電機都設計在肩關節內部，其有益效果為結構緊湊并且提高機械臂工作效率。

技術領域

本發明涉及機械臂領域，特別是涉及擬人機械臂的肩關節設計。

背景技術

機械臂在工業制造領域應用越來越廣泛，特點是通過編程完成各種預期的作業任務，在構造上兼顧了人手臂和機器各自的優點，而擬人機械臂是機械臂研究領域的一個重點內容，而現有擬人機械臂存在肩關節受力和力矩較小的限制，并且存在避開障礙的范圍較小等問題。

發明內容

本發明設計了一種新型擬人機械臂肩關節，解決了現有機械臂肩關節的一些問題，采用了以下方案：一種新型擬人機械臂肩關節，包括下基座，所述的下基座通過螺栓與電機座相連，所述的電機座與電機相連，所述的電機與錐齒輪相連。所述錐齒輪與錐齒輪嚙合，所述錐齒輪與軸固定，所述的軸與直齒輪相連，所述的直齒輪與圓形齒條嚙合，所述的圓形齒條與上基座相連，所述的上基座通過螺栓與電機座相連，所述的電機座與電機相連，所述的電機與減速器相連，所述減速器輸出軸與直齒輪相連。所述直齒輪與中空齒輪嚙合，所述中空齒輪通過花鍵套在聯軸器上，所述的聯軸器通過螺栓固定在中空軸上，所述上基座通過螺栓與電機座相連，所述的電機座與電機相連，所述的電機與減速器相連，所述減速器輸出軸與連桿相連。所述連桿與T型軸相連，所述T型軸通過軸承與軸承座相連，所述軸承座與萬向節聯軸器相連，所述萬向節聯軸器與連桿相連，所述連桿與連桿相連，所述的連桿固定于軸，所述軸與帶有孔位的中空軸相連，所述中空軸與手臂體相連。

應用時，采用電機帶動連桿傳動的方式來增大肩關節所承受末端的力和力矩，并且用萬向節聯軸器連接軸承座，此軸承座帶有軸承和T型軸連接連桿來實現肩關節自由度二和三的正常運動，并且此設計結構可以實現從肩關節開始避開障礙，從而克服避開障礙的范圍較小的問題。

附圖說明：

圖1為一種新型擬人機械臂肩關節結構示意圖

圖2為本發明的肩關節自由度一傳動結構示意圖

圖3為本發明的肩關節自由度二傳動結構示意圖

圖4為本發明的肩關節自由度三傳動結構示意圖

圖5為本發明的肩關節自由度三中T型軸與軸承座剖視圖

圖6為本發明的肩關節自由度二、三組合傳動結構示意圖

圖7為本發明的肩關節下基座結構示意圖

圖8為本發明的肩關節上基座結構示意圖

圖中1為下基座，2為電機，3為電機座，4為錐齒輪，5為直齒輪，6為錐齒輪，7為軸，8為軸承，9為圓形齒條，10為電機，,11為減速器,12為直齒,13為中空齒輪，14為聯軸器，15為軸承,16為空心軸，17為電機,18為減速器,19為連桿,20為T型軸，21為軸承座，22為萬向節聯軸器，23為連桿,24為連桿,25為軸,26為手臂體，27為軸承,28為上基座，29為電機座,30為電機座。

具體實施方式：

圖1至圖8共同描述了本發明的實施例，該例中為實現機械臂肩關節的三自由度運動，自由度一的運動方式，電機(2)通過電機座(3)與下基座(1)相連，電機(2)與錐齒輪(4)相連，錐齒輪(4)與錐齒輪(6)嚙合，錐齒輪(6)與直齒輪(5)固定在相同軸(7)上，直齒輪(5)與圓形齒條(9)嚙合，圓形齒條(9)與軸承(8)共同放置在下基座(1)上，圓形齒條(9)與上基座(28)固定，隨著圓形齒條(9)轉動帶動上基座(28)轉動，自由度二運動方式，上基座(28)通過電機座(30)與電機(10)相連，電機(10)通過減速器(11)帶動直齒(12)轉動，直齒(12)帶動中空齒輪(13)轉動，中空齒輪(13)與聯軸器(14)固定，聯軸器(14)與空心軸(16)固定，空心軸(16)與軸承(15)放置在上基座(28)內，空心軸(16)隨著直齒(12)轉動而轉動，自由度三運動方式，上基座(28)通過電機座(29)與電機(17)相連，電機(17)連接減速器(18)帶動連桿(19)轉動，連桿(19)帶動T型軸(20)和軸承座(21)擺動，軸承座(21)帶動萬向節聯軸器(22)、連桿(23)和連桿(24)擺動，連桿(24)固定在軸(25)上，軸(25)固定手臂體(26)，從而實現隨著電機(17)轉動手臂體(26)上下擺動，在運動時隨著自由度二的轉動，自由度三通過萬向節聯軸器(22)和T型軸(20)的擺動和轉動來實現協同運動。