[實用新型]一種基于連桿滑塊的新型三軸并聯機械手臂

有效

• 申請號: 201920822050.6
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN210282284U
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 王東;汪志勝;張仲雄;沈楷程;陳丹艷;馮盼;全朋坤
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: B25J9/02
• 分類號: B25J9/02;B25J15/00;B25J9/12;B25J11/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種基于連桿滑塊的新型三軸并聯機械手臂，主要由升降裝置、底盤、連桿滑塊機構和末端執行器四部分構成；升降裝置主要包括框架、組合滑塊、動力傳動裝置，其中框架為若干型材和連接塊安裝成的三棱柱式立體框架；組合滑塊包括銷孔塊、十字連接架、連接片、滾輪、雙頭螺桿等，將其組合連接成框形并分別套于立柱上；動力傳動裝置包括電機、同步帶及從動輪，同步帶固定嵌于組合滑塊的銷孔塊中，各電機驅動下的同步帶能帶動組合滑塊沿柱上下；連桿滑塊機構包括直線導軌滑塊和進給驅動連桿，連接連桿的一組合滑塊沿柱移動能使導軌完成進給運動，兩滑塊沿柱上下錯動使導軌傾斜。本機械臂結構簡單巧妙且穩定，豎直移動跨度大并能多自由度地運動。

技術領域

本發明屬于機械技術領域，涉及一種機械臂，特別涉及一種基于連桿滑塊的新型三軸并聯機械手臂，如圖書館上架機器人、果園采摘機器人等的機械臂。

背景技術

目前，目前圖書館的書架和果園果樹的豎直跨度都較大，對相應機器人的機械臂的豎直行程要求大，傳統的工業機器人價格昂貴且復雜，市場上流行的六自由度機械臂都是利用舵機驅動的小機械手，無法做到大行程。目前也有一些加大垂直提升的機械臂，如剪叉式、十字單柱式的圖書館機器人的機械臂，但剪叉式平臺不能實現傾斜，而十字單柱式雖然能豎直和水平運動，但其穩定性不好。

發明內容

為了克服上述現有技術中機械臂結構單一、控制復雜、造價及售額高等種種缺陷，本發明的目的在于提供一種基于連桿滑塊的新型三軸并聯機械手臂，其豎直行程大，穩定可靠，結構簡單，易于控制，能實現快速穩定升降和進給，尤其適合夾持小物品的機器人(如圖書館上架機器人、果園采摘機器人等)使用，且基于大部分標準件和已有的末端執行器就能快速設計開發和制作。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于連桿滑塊的新型三軸并聯機械手臂，其特征在于，主要由底盤1、升降裝置2、連桿滑塊機構3和末端執行器4四部分構成，其中：

所述底盤1用于與機器人連接；

所述升降裝置2主要包括三棱柱框架、組合滑塊2-1以及動力傳動裝置三部分，所述三棱柱框架的底部連接在底盤1上，所述組合滑塊2-1有三個，分別設置于三棱柱框架的三個縱軸上，所述動力傳動裝置有三個，分別帶動一個組合滑塊2-1沿相應的縱軸上下滑動；

所述連桿滑塊機構3主要包括直線導軌滑塊和進給驅動連桿3-3，直線導軌滑塊機構由導軌3-2和位于導軌3-2上沿其滑動的兩個滑塊3-1和組成，兩個滑塊3-1分別安裝在兩個組合滑塊2-1上，進給驅動連桿3-3一端由銷釘連接導軌 3-2的末端，另一端設置在第三個組合滑塊2-1上，第三個組合滑塊2-1的上下移動使導軌3-2完成進給運動，兩個滑塊3-1上下不同的錯動方式使導軌3-2傾斜不同的角度；

所述末端執行器4固定安裝在導軌3-2前端。

所述三棱柱框架由三根縱向的標準型材長管2-2、六根水平的短管2-7并結合四個底邊連接塊2-8和兩個尖端連接塊2-11拼接而成，其中每兩個底邊連接塊2-8和一個尖端連接塊2-11將三根短管2-7連接成一個三角形，兩個三角形分別布置在三根型材長管2-2的上端和下端，并在三角形的頂點處連接，型材長管2-2即所述三棱柱框架的縱軸；所述組合滑塊2-1包括銷孔塊2-1-1，銷孔塊 2-1-1連接十字連接架2-1-3，十字連接架2-1-3兩側固定安裝連接片2-1-4，套有滾輪2-1-7的雙頭螺桿2-1-6連接兩側的連接片2-1-4形成框式結構，長管2-2 從該框式結構中穿過使得組合滑塊2-1能夠緊裹住型材長管2-2上下移動，其中滾輪2-1-7作用于型材長管2-2；所述動力傳動裝置安裝于三棱柱框架底端的底邊連接塊2-8頂面，包括電機2-4、電機支持架2-3、同步帶2-6及從動輪2-9，同步帶2-6固定嵌于組合滑塊2-1的銷孔塊2-1-1中，在電機2-4驅動下，各同步帶2-6帶動相應組合滑塊2-1沿相應型材長管2-2上下移動。