[發(fā)明專利]一種具有多自由度的機(jī)器人手臂單元

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110778570.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN113524153A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡天琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 胡天琦
• 主分類號(hào): B25J9/04
• 分類號(hào): B25J9/04;B25J9/10;B25J9/12
• 代理公司: 合肥維可專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34135
• 代理人: 吳明華

1.一種具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，包括底座、第一節(jié)臂、第二節(jié)臂以及執(zhí)行端，所述第一節(jié)臂與所述底座鉸接，第二節(jié)臂與第一節(jié)臂鉸接，執(zhí)行端與第二節(jié)臂之間通過(guò)連接座組件轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

其中，所述連接座組件包括固定座、球體結(jié)構(gòu)以及與所述球體結(jié)構(gòu)適配的球形殼體，所述球形殼體固定安裝在固定座內(nèi)，并且所述固定座通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)座與所述第二節(jié)臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述球體結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別固定連接有沿徑向分布的第一固定桿和第二固定桿，所述第一固定桿與所述執(zhí)行端固定連接，所述第二固定桿的末端與設(shè)于所述固定座內(nèi)的第一導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)連接，并在所述第一導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)上安裝有用于驅(qū)動(dòng)所述第二固定桿末端的驅(qū)動(dòng)單元，使得所述第二固定桿的末端通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元在第一導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)上行走。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，所述球形殼體的兩側(cè)分別開設(shè)有用于穿過(guò)所述第一固定桿和第二固定桿的長(zhǎng)條形開口，所述長(zhǎng)條形開口的長(zhǎng)度與執(zhí)行端的擺動(dòng)角度相適應(yīng)；

兩個(gè)長(zhǎng)條形開口對(duì)稱分布在所述球形殼體的側(cè)部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，所述第一導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述固定座內(nèi)的導(dǎo)軌板，所述導(dǎo)軌板上設(shè)有多個(gè)與所述球體結(jié)構(gòu)同心的弧形軌道，所述驅(qū)動(dòng)單元安裝在多個(gè)所述弧形軌道上，所述第二固定桿的末端與所述驅(qū)動(dòng)單元連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，所述固定座的內(nèi)部設(shè)有腔體結(jié)構(gòu)，所述球體結(jié)構(gòu)、球形殼體、第一導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)均設(shè)于所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，并且所述球形殼體與所述腔體結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁一體成型；

所述球體結(jié)構(gòu)滾動(dòng)連接在球形殼體的內(nèi)部。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，所述球形殼體在遠(yuǎn)離所述第一導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的外側(cè)設(shè)有第二導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，使得所述執(zhí)行端通過(guò)所述第二導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)與所述球形殼體滑動(dòng)連接；

所述第二導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)沿球形殼體的側(cè)面分布，使得第二導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)與所述長(zhǎng)條形開口平行。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，所述第二導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)包括第一軌道以及第二軌道，所述第一軌道與第二軌道分別固定安裝在遠(yuǎn)離第一導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的所述長(zhǎng)條形開口的兩側(cè)，使得所述第一軌道和第二軌道相對(duì)于所述長(zhǎng)條形開口對(duì)稱分布；

所述執(zhí)行端的末端固定安裝有滑塊，所述執(zhí)行端通過(guò)滑塊與所述第一軌道和第二軌道滑動(dòng)連接；

所述滑塊朝向所述球形殼體的側(cè)面為弧形凹面，并且所述弧形凹面的圓心與球形殼體的球心重合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端連接的傳動(dòng)齒輪；

所述弧形軌道的數(shù)量設(shè)有三個(gè)，分別為第一弧形軌道、第二弧形軌道、第三弧形軌道，其中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)滑動(dòng)連接第一弧形軌道上，所述第二弧形軌道上設(shè)有第一弧形通槽，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端穿過(guò)第一弧形通槽，并與所述傳動(dòng)齒輪連接；

所述第一弧形通槽的寬度與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端相適應(yīng)，使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端沿第一弧形通槽的長(zhǎng)度方向移動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，所述第三弧形軌道的弧形面上設(shè)有傳動(dòng)齒，所述傳動(dòng)齒輪與所述傳動(dòng)齒嚙合；

所述第三弧形軌道的兩端分別固定連接有擋板。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，所述第一弧形軌道、第二弧形軌道以及第三弧形軌道分別與所述導(dǎo)軌板垂直，并且所述第一弧形軌道、第二弧形軌道、第三弧形軌道均位于導(dǎo)軌板遠(yuǎn)離球形殼體的一側(cè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有多自由度的機(jī)器人手臂單元，其特征在于，所述導(dǎo)軌板上還設(shè)有用于穿過(guò)所述第二固定桿的第二弧形通槽。