[實(shí)用新型]一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920993961.5
• 申請(qǐng)日: 2019-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210551219U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃沿江;陳彥霖;張憲民;宋春雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/04
• 分類號(hào): B25J9/04;B25J9/10;B25J9/12
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 謝靜娜

1.一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，包括第一機(jī)臂、第二機(jī)臂、腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)，肩關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)之間的為第一機(jī)臂，肘關(guān)節(jié)與腕關(guān)節(jié)之間的為第二機(jī)臂，所述腕關(guān)節(jié)為三自由度的運(yùn)動(dòng)副，腕關(guān)節(jié)包括一個(gè)兩自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)串聯(lián)一個(gè)單自由度虎克鉸機(jī)構(gòu)，肘關(guān)節(jié)為單自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，肩關(guān)節(jié)為三自由度并聯(lián)球關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械臂還包括一個(gè)肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和三個(gè)腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，設(shè)于第二機(jī)臂上靠近肩關(guān)節(jié)的一端的肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)均通過(guò)繩驅(qū)傳動(dòng)分別控制肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，所述第一機(jī)臂和第二機(jī)臂連接處為肘關(guān)節(jié)，第一機(jī)臂和第二機(jī)臂通過(guò)齒輪嚙合，過(guò)齒輪的圓心設(shè)有用于保持嚙合距離的連接桿，齒輪上設(shè)有用于控制肘關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)滑輪。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，所述第一機(jī)臂和第二機(jī)臂的齒輪上設(shè)有兩對(duì)動(dòng)滑輪，每個(gè)齒輪上各設(shè)有兩個(gè)動(dòng)滑輪，同一個(gè)齒輪上的動(dòng)滑輪位于同一直徑上且距圓心距離相等，兩對(duì)動(dòng)滑輪的繞繩均與連接桿平行，兩對(duì)動(dòng)滑輪的繞繩均通過(guò)收放線與肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，所述腕關(guān)節(jié)的兩自由度的并聯(lián)結(jié)構(gòu)上設(shè)有四對(duì)用于實(shí)現(xiàn)腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)滑輪，相對(duì)設(shè)置的兩對(duì)動(dòng)滑輪為一組，有兩組動(dòng)滑輪分別控制一個(gè)自由度，每組動(dòng)滑輪通過(guò)收放線與一個(gè)腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，所述虎克鉸上設(shè)有兩根反方向環(huán)繞圓柱的連接線，經(jīng)定滑輪傳出，與一個(gè)腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，在腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和/或肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的繩驅(qū)傳動(dòng)中串聯(lián)彈性件以調(diào)節(jié)腕關(guān)節(jié)或肘關(guān)節(jié)的剛度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，所述肩關(guān)節(jié)包括三個(gè)搖臂和用于控制三個(gè)搖臂實(shí)現(xiàn)獨(dú)立周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述三個(gè)搖臂都布置在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的周向，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括三組復(fù)合傳動(dòng)組件，一組復(fù)合傳動(dòng)組件對(duì)應(yīng)與一個(gè)搖臂連接；所述每個(gè)搖臂包括螺桿、一個(gè)帶輪、一個(gè)繞繩輪和用于連接帶輪與繞繩輪的內(nèi)連桿，帶輪和繞繩輪均設(shè)于螺桿上，內(nèi)連桿與帶輪固定，繞繩輪在內(nèi)連桿上滑動(dòng)，繞繩輪上固定有螺母，螺母與螺桿相配合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括中心軸和球關(guān)節(jié)外圓，每組復(fù)合傳動(dòng)組件包括肩關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪傳動(dòng)、帶輪傳動(dòng)和繞繩傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)將肩關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的非同軸旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)街行妮S的同軸旋轉(zhuǎn)，帶輪傳動(dòng)將中心軸的同軸旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的搖臂上，繞繩傳動(dòng)約束搖臂與球關(guān)節(jié)外圓相切并進(jìn)行純滾動(dòng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，所述三個(gè)肩關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)均設(shè)于球關(guān)節(jié)外圓的內(nèi)部，其中一個(gè)肩關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與另兩個(gè)肩關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)呈相反方向設(shè)置。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種面向人機(jī)協(xié)作仿生輕量化機(jī)械臂，其特征在于，所述搖臂上設(shè)有三自由度的并聯(lián)球關(guān)節(jié)和用于輸出動(dòng)力的載物臺(tái)，載物臺(tái)與第一機(jī)臂連接。