[發明專利]一種可翻轉抗沖擊的機械臂及其驅動方法

有效

• 申請號: 202011563224.5
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112720444B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 許明;張帝
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J15/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種可翻轉抗沖擊的機械臂，其特征在于：包括仿肱骨模塊（1）、仿尺骨模塊（2）、仿橈骨模塊（3）、執行器安裝塊（7）和機械臂驅動模塊（5）；仿尺骨模塊（2）、仿橈骨模塊（3）的一端均與仿肱骨模塊（1）連接，另一端均與執行器安裝塊（7），分別用于帶動執行器安裝塊（7）擺動和翻轉；所述的仿肱骨模塊（1）包括肱骨桿（1-1）和橈骨球鉸座（1-3）；所述的仿尺骨模塊（2）包括尺骨桿（2-1）；所述的仿橈骨模塊（3）包括橈骨桿（3-1）；尺骨桿（2-1）、橈骨桿（3-1）的內端與肱骨桿（1-1）一端的不同位置分別構成球面副；橈骨桿（3-1）的外端與執行器安裝塊（7）鉸接；尺骨桿（2-1）的外端與執行器安裝塊（7）構成球面副；所述的機械臂驅動模塊（5）包括第一伸縮元件和第二伸縮元件；第一伸縮元件的一端與肱骨桿（1-1）鉸接，另一端與尺骨桿（2-1）中部靠內端位置鉸接；所述的橈骨桿（3-1）的中部套置有套環（3-3）；第二伸縮元件的一端與肱骨桿（1-1）構成球面副，另一端與套環（3-3）構成球面副；

所述的仿尺骨模塊（2）包括肱骨球鉸座（2-2）和彈性韌帶（2-3）；所述的仿肱骨模塊（1）還包括肱骨關節球（1-2）和樞軸銷（1-4）；樞軸銷（1-4）貫穿肱骨關節球（1-2），且兩端均外部；所述的肱骨球鉸座（2-2）固定在尺骨桿（2-1）的內端；肱骨球鉸座（2-2）與肱骨關節球（1-2）構成能夠脫離的球面副；所述的肱骨球鉸座（2-2）的兩側均開設有V型勾槽（2-4），且均設置有彈性韌帶（2-3）；肱骨關節球（1-2）兩側的樞軸銷（1-4）與兩個V型勾槽（2-4）分別接觸；所述彈性韌帶（2-3）的兩端均與肱骨球鉸座（2-2）固定，中部繞過對應的樞軸銷（1-4）上環形凹槽（1-6），提供樞軸銷（1-4）與V型勾槽（2-4）保持連接狀態的彈力；

所述的橈骨球鉸座（1-3）與肱骨桿（1-1）的端部固連；所述的肱骨關節球（1-2）固定在肱骨桿（1-1）的端部；所述的仿橈骨模塊（3）包括橈骨桿（3-1）和磁球接頭（3-2）；所述的磁球接頭（3-2）固定在橈骨桿（3-1）的內端；磁球接頭（3-2）與橈骨球鉸座（1-3）通過磁力吸附在一起，并構成能夠脫離的球面副；

所述的執行器安裝塊（7）上安裝有機械手模塊（4）；所述的機械手模塊包括連桿式手指組件（4-4）和手指驅動組件；連桿式手指組件（4-4）包括第一支座（4-6），第一連桿（4-7）、第二連桿（4-8）、第三連桿（4-9）、第四連桿（4-10）和第五連桿（4-11）；第一支座（4-6）固定在手掌（4-1）側面；所述第一連桿（4-7）的中下部與第一支座（4-6）的中部鉸接，第一連桿（4-7）的另一端與第三連桿（4-9）的中下部鉸接，第一連桿（4-7）的一端與拉桿（4-5）的另一端鉸接；所述的第二連桿（4-8）的一端與第一支座（4-6）的側面鉸接，第二連桿（4-8）的另一端與第三連桿（4-9）的一端鉸接；所述的第三連桿（4-9）的另一端與第四連桿（4-10）的中下部鉸接；所述第五連桿（4-11）的一端與第一連桿（4-7）的另一端鉸接，第五連桿（4-11）的另一端與第四連桿（4-10）的一端鉸接；所述的手指驅動組件包括舵機（4-2）、連接轉盤（4-3）和拉桿（4-5）；舵機（4-2）固定在手掌（4-1）的中部，主軸上固連有連接塊；連接塊采用彈性材料；拉桿（4-5）的一端與連接轉盤（4-3）連接，另一端與第一連桿（4-7）的內端連接；

所述的拉桿（4-5）的中后部間隔固定有第一固定塊（4-12）和第二固定塊（4-13）；在第一固定塊（4-12）和第二固定塊（4-13）之間設置有滑塊（4-14），所述滑塊（4-14）與拉桿（4-5）滑動連接；所述滑塊（4-14）與連接轉盤（4-3）鉸接；所述的第一固定塊（4-12）與滑塊（4-14）之間設置有第一彈簧（4-15）；所述的第二固定塊（4-13）與滑塊（4-14）之間設置有第二彈簧（4-16）。

2.根據權利要求1所述的一種可翻轉抗沖擊的機械臂，其特征在于：所述尺骨桿（2-1）的內端與肱骨桿（1-1）所成球面副受沖擊能夠錯位來避免破壞。

3.根據權利要求1所述的一種可翻轉抗沖擊的機械臂，其特征在于：所述橈骨桿（3-1）的內端與肱骨桿（1-1）所成球面副受沖擊能夠脫離來避免破壞。