[發明專利]一種可重構機械臂的單元模塊

有效

• 申請號: 202011521934.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112720442B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 朱大昌;杜寶林;謝清華;盤意華;吳光毅
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J18/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

一種可重構機械臂的單元模塊，包括支撐機構和滑塊連接機構；支撐機構包括第一殼體、連接臂、第二殼體、第一電機、第二電機；連接臂的一端與第一殼體轉動連接，連接臂的另一端與第二殼體固定連接；第一電機固定于第一殼體內，第一電機的輸出軸與連接臂固定連接并驅動連接臂轉動，第二電機固定于第二殼體內；滑塊連接機構包括圓盤、安裝柱，安裝柱設于圓盤的一側，圓盤上開有軸孔，第二電機的輸出軸通過軸孔與圓盤的另一側連接；第一殼體的一端設有安裝孔，安裝柱與安裝孔的形狀相適應。本發明可以根據不同的使用需求快速安裝和拆卸關節模組，從而調整機械臂的構型，屬于機械臂結構領域。

技術領域

本發明涉及機械臂結構領域，具體涉及一種可重構機械臂的單元模塊。

背景技術

本發明是一種可重構機械臂的單元模塊。現如今現代化的進程中，工業一直處于飛速發展的現代，形式各異的自動化技術也被廣泛應用，機械手在自動化生產中有著舉足輕重的地位，尤其是在工業中被越來越廣泛的應用。由此同時越來越多的機械臂的操作人員在現代工業中被廣泛的需要，這也帶動了機械臂的教育行業的興起。在現有的機械臂的培訓教育模式中，主要是通過購買市場上比較成熟的六軸機械臂進行教學。這種機械臂在教學的使用過程中，由于其機械結構和電器系統很集成化、系統化，導致在教學過程中不能夠很好的對機械機構和其內部系統進行教學，同時由于現在工業生產中機械臂的模式更為多樣化、四軸機械臂、六軸機械臂、雙臂協作等多樣化的工作模式的興起，單一的機械臂的本體不能很好的滿足教學多樣化、通用化的要求。

例如公開號為CN207402804的專利公開了一種模塊化六軸機械臂。在該機械臂中引入模塊化思想，由六個模塊化機械臂關節分別與連桿拼接成完整的機械臂，在連桿的兩端均設計與模塊化關節的接口，通過該接口與關節相固定。不同的連桿具有相同的接口，可按照不同的組合和安裝順序來安裝機械臂，以獲得不同構型的機械臂，突破機械臂結構對其功能的限制。每段連桿均采取流線型設計，且符合流體力學特點。但是該機械臂的缺點是不能根據使用需求快速拆卸和安裝關節模組。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種可重構機械臂的單元模塊，以根據不同的使用需求快速安裝和拆卸關節模組，從而調整機械臂的構型。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種可重構機械臂的單元模塊，包括支撐機構和滑塊連接機構；支撐機構包括第一殼體、連接臂、第二殼體、第一電機、第二電機；連接臂的一端與第一殼體轉動連接，連接臂的另一端與第二殼體固定連接；第一電機固定于第一殼體內，第一電機的輸出軸與連接臂固定連接并驅動連接臂轉動，第二電機固定于第二殼體內；滑塊連接機構包括圓盤、安裝柱，安裝柱設于圓盤的一側，圓盤上開有軸孔，第二電機的輸出軸通過軸孔與圓盤的另一側連接；第一殼體的一端設有安裝孔，安裝柱與安裝孔的形狀相適應，從而一個可重構機械臂的單元模塊的第二殼體通過滑塊連接機構與另一個可重構機械臂的單元模塊的第一殼體連接。采用這種結構后，第二電機的輸出軸與圓盤的中心孔固定，輸出軸的旋轉帶動圓盤的轉動，圓盤與下一單元模塊的第一殼體通過滑塊連接機構相連接，圓盤轉動時帶動下一單元模塊轉動。

作為一種優選，連接臂與第一殼體通過第一軸承連接，第一軸承包括內圈和外圈，內圈與第一殼體固定連接，外圈與連接臂固定連接。

采用這種結構后，第一軸承的作用主要是支撐機械旋轉體，使得連接臂在由第一電機帶動旋轉時不會發生軸向移動，提高了運動精度，同時降低其運動過程中的摩擦系數，并保證其回轉精度。連接臂在轉動時為軸承外圈提供徑向載荷，帶動外圈旋轉，且連接臂的端部與內圈之間留有空隙，使得電機通過主軸帶動連接臂轉動時而不與內圈產生摩擦，從而避免了連接臂端面與第一殼體上表面的磨損，連接臂的內部與電機輸出軸相連，輸出軸對連接臂起到支撐和傳動的作用，輸出軸直接連接底部第一電機，由第一電機驅動輸出軸從而帶動連接臂的轉動，使整個模塊能繞電機輸出軸的方向旋轉。連接臂上方連接第二殼體，第二殼體內部用來放置并固定第二電機，第二電機的輸出軸繞另一方向旋轉，該輸出軸連接下一單元模塊的第一殼體，并使下一單元模塊能繞該軸旋轉。