[發明專利]自平衡機械臂

在審

• 申請號: 202211276688.7
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115351816A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 郭忠峰;楊鈞麟;徐威
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及生產設備技術領域，提出了一種自平衡機械臂。包括：基座和設置于基座上的第一驅動件；大臂機構與基座轉動連接，第一驅動件用于驅動大臂機構繞第一軸線轉動；大臂機構包括轉動軸；第二驅動組件用于驅動轉動軸繞第二軸線轉動；小臂機構包括安裝座、第二驅動件和四連桿機構；第二驅動件用于驅動四連桿機構繞第三軸線擺動；配重機構與小臂機構分別位于大臂機構的兩端；配重機構包括：電機、線性模組和配重塊，電機驅動線性模組運動，以調整配重塊的位置。控制器與電機相連接，控制器用于根據小臂機構的重量和配重塊的重量，控制電機運行，以調整配重塊的位置。本申請可有效減小設備在轉動過程中的震顫，提高系統穩定性及控制精度。

技術領域

本發明涉及生產設備技術領域，具體而言，涉及一種自平衡機械臂。

背景技術

相關技術中，自平衡機械臂所采用的機械臂，由于通過多段轉軸連接，實現物料的抓取，在實際應用過程中，由于轉動慣量的作用，導致自平衡機械臂在運行過程中穩定性較低。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

有鑒于此，本發明的一個方面提出了一種自平衡機械臂，包括：基座和設置于所述基座上的第一驅動件；大臂機構，與所述基座轉動連接，第一驅動件用于驅動所述大臂機構繞第一軸線轉動，所述大臂機構包括轉動軸；第二驅動組件，設置于所述大臂機構，與所述轉動軸相連接，用于驅動轉動軸繞第二軸線轉動；小臂機構，包括安裝座、第二驅動件和四連桿機構，安裝座設置于所述轉動軸的一端，且能夠跟隨所述轉動軸轉動；所述第二驅動件設置于所述安裝座；所述四連桿機構包括第一鉸接部和第二鉸接部，所述第一鉸接部與所述第二驅動件的輸出端相連接，所述第二鉸接部與所述轉動軸的另一端轉動連接；所述第二驅動件用于驅動所述四連桿機構繞第三軸線擺動；配重機構，設置于大臂機構，所述配重機構與所述小臂機構分別位于所述大臂機構的兩端；所述配重機構包括：電機；線性模組，與所述電機相連接；配重塊，設置于所述線性模組，所述電機驅動所述線性模組運動，以調整所述配重塊的位置，進而改變自平衡機械臂工作過程中轉動慣量大小；控制器，與所述電機相連接，所述控制器用于根據所述小臂機構的重量和所述配重塊的重量，控制所述電機運行，以調整所述配重塊的位置；其中，所述第一軸線為所述第一驅動件的轉動軸線，所述第二軸線為所述轉動軸的轉動軸線，所述第三軸線為所述第二驅動件的轉動軸線，所述第一軸線和所述第二軸線相互平行設置，所述第三軸線與所述第二軸線相互垂直設置。

可選地，所述四連桿機構包括：第一桿體，包括所述第一鉸接部；第二桿體，包括所述第二鉸接部，所述第一桿體和所述第二桿體平行設置；第三桿體，所述第三桿體與所述轉動軸平行設置，并與所述第一桿體和所述第二桿體分別鉸接；其中，所述轉動軸、所述第一桿體、所述第二桿體和所述第三桿體形成所述四連桿機構。

可選地，第二驅動組件包括：第三驅動件，設置于大臂機構，第三驅動件的輸出軸伸入大臂機構的殼體內；第一錐齒輪，設于輸出軸，位于殼體內；傳動軸，設置于殼體內，傳動軸能夠相對于殼體轉動；第二錐齒輪，設置于傳動軸的一端，第一錐齒輪與第二錐齒輪嚙合連接；第三錐齒輪，設置于傳動軸的另一端；第四錐齒輪，套設于轉動軸上，與第三錐齒輪相嚙合；其中，第三驅動件驅動第一錐齒輪轉動，通過第二錐齒輪帶動傳動軸轉動，通過第三錐齒輪和第四錐齒輪帶動轉動軸轉動，進而帶動小臂機構相對于大臂機構轉動。

可選地，所述第三桿體包括主體部和伸出部，所述主體部的兩端分別與第一桿體的端部和第二桿體的端部相鉸接，所述伸出部伸出所述第二桿體，所述第三桿體為一體式桿體結構；小臂機構還包括：第一舵機，設置于四連桿機構；末端執行機構，與第一舵機轉動連接，第一舵機驅動末端執行機構繞第四軸線擺動。其中，所述第四軸線為所述第一舵機的轉動軸線。

可選地，末端執行機構包括：連接架，與第一舵機轉動連接；第二舵機，設置于連接架；安裝架，與第二舵機轉動連接，第二舵機用于驅動安裝架繞第五軸線轉動，所述第五軸線為所述第二舵機的轉動軸線；第三舵機，設置于安裝架上；夾手機構，設置于安裝架，第三舵機與夾手機構轉動連接。