一種串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂結(jié)構(gòu),所述機(jī)械臂結(jié)構(gòu)包括第一關(guān)節(jié)組件、第二關(guān)節(jié)組件、第三關(guān)節(jié)組件、第四關(guān)節(jié)組件、第五關(guān)節(jié)組件，所述第一關(guān)節(jié)電機(jī)安裝在腰關(guān)節(jié)上，兩套減速器的輸出齒輪又分別對(duì)稱布置在固定在基座上的大齒輪兩邊，小齒輪與腰關(guān)節(jié)是連接一體，所述小齒輪與大齒輪嚙合；本實(shí)用新型這種結(jié)構(gòu)能很好的消除傳動(dòng)時(shí)齒輪之間的間隙，從而提高傳動(dòng)精度。第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而省去了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方案中的諧波減速器或是擺線針輪減速器，所以這種新型機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不僅提高了機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性，并且降低了成本、縮短了機(jī)械臂的制造周期。
【專利說明】一種串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域，特別是涉及一種串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的機(jī)械臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過電機(jī)帶動(dòng)減速器最后傳動(dòng)到關(guān)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，這種驅(qū)動(dòng)方式要求使用減速比大、體積小、重量輕、高精度的減速器，一般是諧波減速器或擺線針輪減速器。這類減速器價(jià)格昂貴、加工技術(shù)難且訂貨周期長。如果這類驅(qū)動(dòng)方式中用到的減速器及其配件的精度達(dá)不到要求，機(jī)械臂很容易發(fā)生振動(dòng)，機(jī)械臂的定位精度無法保證。這樣很大程度上限制了機(jī)械臂在自動(dòng)化領(lǐng)域的運(yùn)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是在解決上述現(xiàn)有技術(shù)難點(diǎn)，提供一種采用電機(jī)帶動(dòng)對(duì)稱布置在大齒輪兩邊的小齒輪，小齒輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)也圍繞著大齒輪公轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能很好的消除傳動(dòng)時(shí)齒輪之間的間隙，從而提高傳動(dòng)精度；第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而省去了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方案中的諧波減速器或是擺線針輪減速器，所以這種新型機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)不僅提高了機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性，且易于實(shí)現(xiàn)，精度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械臂結(jié)構(gòu)包括第一關(guān)節(jié)組件、第二關(guān)節(jié)組件、第三關(guān)節(jié)組件、第四關(guān)節(jié)組件、第五關(guān)節(jié)組件，所述第一關(guān)節(jié)組件包括基座、大齒輪、腰關(guān)節(jié)、第一關(guān)節(jié)電機(jī)、兩套第一關(guān)節(jié)減速器，所述第一關(guān)節(jié)電機(jī)安裝在腰關(guān)節(jié)上，兩套減速器的輸出齒輪又分別對(duì)稱布置在固定在基座上的大齒輪兩邊，小齒輪與腰關(guān)節(jié)是連接一體，所述小齒輪與大齒輪嚙合。當(dāng)?shù)谝魂P(guān)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過同步帶傳動(dòng)，兩套減速器輸出軸上的小齒輪開始自轉(zhuǎn)，由于小齒輪與大齒輪嚙合，而大齒輪固定不動(dòng)，所以小齒輪同時(shí)也圍繞大齒輪公轉(zhuǎn)，而小齒輪與腰關(guān)節(jié)是連接一體的，從而帶動(dòng)腰關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。在腰關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在大齒輪左側(cè)的小齒輪始終和大齒輪輪齒的左側(cè)相接觸，在大齒輪右側(cè)的小齒輪始終和大齒輪輪齒的右側(cè)相接觸，從而消除了傳動(dòng)時(shí)齒輪之間的傳動(dòng)間隙。
[0005]在上述技術(shù)方案中，所述第二關(guān)節(jié)組件包括大臂、安裝在大臂上的第二關(guān)節(jié)電機(jī)、第二關(guān)節(jié)絲杠、第二關(guān)節(jié)滑塊、第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿，所述第二關(guān)節(jié)絲杠上設(shè)置有第二關(guān)節(jié)絲杠螺母，第二關(guān)節(jié)絲杠螺母與第二關(guān)節(jié)絲杠連接，第二關(guān)節(jié)絲杠又與第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿連接。當(dāng)?shù)诙P(guān)節(jié)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在第二關(guān)節(jié)絲杠上的第二關(guān)節(jié)絲杠螺母開始做直線運(yùn)動(dòng)，第二關(guān)節(jié)絲杠螺母與第二關(guān)節(jié)滑塊連接，第二關(guān)節(jié)滑塊又與第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿連接，所以第二關(guān)節(jié)絲杠螺母開始直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，與第二關(guān)節(jié)滑塊連接的第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿與大臂、腰關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)滑塊組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述第三關(guān)節(jié)組件包括大臂、安裝在大臂上的第三關(guān)節(jié)電機(jī)、第三關(guān)節(jié)絲杠，所述第三關(guān)節(jié)絲杠設(shè)置有第三關(guān)節(jié)絲杠螺母，第三關(guān)節(jié)絲杠螺母與第三關(guān)節(jié)絲杠滑塊連接，第三關(guān)節(jié)絲杠滑塊又與第三關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿連接，第三關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿與第三關(guān)節(jié)搖桿連接，第三關(guān)節(jié)搖桿又與小臂連接。這樣第三關(guān)節(jié)絲杠滑塊與第三關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿、第三關(guān)節(jié)搖桿、大臂組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，所以第三關(guān)節(jié)絲杠螺母開始做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，第三關(guān)節(jié)搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小臂轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]機(jī)械臂的第四關(guān)節(jié)傳動(dòng)方案:第四關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)是依靠于兩套串聯(lián)的平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，這樣不管是第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)還是第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，第四關(guān)節(jié)上的手腕與地面的夾角始終不變。如果一開始讓手腕與地面垂直。那么在搬運(yùn)過程中不管其他關(guān)節(jié)怎么轉(zhuǎn)動(dòng)，手腕始終與地面垂直，這樣搬運(yùn)的物體始終與地面平行，十分有利于碼垛等搬運(yùn)工作。
[0008]機(jī)械臂的第五關(guān)節(jié)傳動(dòng)方案:第五關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過電機(jī)帶動(dòng)減速器輸出軸來傳動(dòng)的。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述大齒輪左側(cè)的小齒輪始終和大齒輪輪齒的左側(cè)相接觸，在大齒輪右側(cè)的小齒輪始終和大齒輪輪齒的右側(cè)相接觸。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，該種新型串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)是采用電機(jī)帶動(dòng)對(duì)稱布置在大齒輪兩邊的小齒輪，小齒輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)也圍繞著大齒輪公轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)能很好的消除傳動(dòng)時(shí)齒輪之間的間隙，從而提高傳動(dòng)精度。第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而省去了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方案中的諧波減速器或是擺線針輪減速器，所以這種新型機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不僅提高了機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性，并且降低了成本、縮短了機(jī)械臂的制造周期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]本實(shí)用新型將通過實(shí)施例并參照附圖的方式說明，其中:
[0012]圖1是本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)施例中新型串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂的總裝圖；
[0013]圖2是本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)施例中第一關(guān)節(jié)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)分解示意圖；
[0014]圖3是本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)施例中第二關(guān)節(jié)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)施例中第三關(guān)節(jié)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]其中:I是基座，2是第一關(guān)節(jié)減速器，3是第一關(guān)節(jié)電機(jī)，4是腰關(guān)節(jié)，5是第二關(guān)節(jié)電機(jī)，6是大臂，7是第三關(guān)節(jié)電機(jī)8是小臂9是腕關(guān)節(jié)，10是第五關(guān)節(jié)電機(jī)，11是第五關(guān)節(jié)減速器，12是主動(dòng)同步帶輪，13是從動(dòng)同步帶輪，14是同步帶，15是小齒輪，16是大齒輪，17是第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿，18是第二關(guān)節(jié)滑塊，19是第二關(guān)節(jié)絲杠，20是第二關(guān)節(jié)減速齒輪，21是第二關(guān)節(jié)絲杠螺母，22是第三關(guān)節(jié)滑塊，23是第三關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿，24是第三關(guān)節(jié)搖桿，25是第三關(guān)節(jié)絲杠螺母，26是第三關(guān)節(jié)減速齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
[0018]參見圖1及圖2，整個(gè)機(jī)械臂包含基座1、第一關(guān)節(jié)電機(jī)3、第一關(guān)節(jié)減速器2、腰關(guān)節(jié)4、大臂6、第二關(guān)節(jié)電機(jī)5、第三關(guān)節(jié)電機(jī)7、小臂8、腕關(guān)節(jié)9、第五關(guān)節(jié)電機(jī)10、第五關(guān)節(jié)減速器11。第一關(guān)節(jié)傳動(dòng)組件包含基座1、第一關(guān)節(jié)減速器2、主動(dòng)同步帶輪12、從動(dòng)同步帶輪13、同步帶14、第一關(guān)節(jié)電機(jī)3、小齒輪15、腰關(guān)節(jié)4、大齒輪16。第一關(guān)節(jié)電機(jī)3通過主動(dòng)同步帶輪12、從動(dòng)同步帶輪13及同步帶14，將帶動(dòng)一關(guān)節(jié)減速器2輸出軸上的小齒輪15轉(zhuǎn)動(dòng)。小齒輪15在自轉(zhuǎn)的同時(shí)將圍繞大齒輪16公轉(zhuǎn)，小齒輪15與腰關(guān)節(jié)4相連，大齒輪16與基座I相連，所以小齒輪15在公轉(zhuǎn)時(shí)，將帶動(dòng)腰關(guān)節(jié)4相對(duì)于基座I轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]參見圖3，第二關(guān)節(jié)傳動(dòng)組件包含腰關(guān)節(jié)4、第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿17、第二關(guān)節(jié)滑塊18、第二關(guān)節(jié)絲杠19、大臂6、第二關(guān)節(jié)減速齒輪20、第二關(guān)節(jié)電機(jī)5、第二關(guān)節(jié)絲杠螺母21。第二關(guān)節(jié)電機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第二關(guān)節(jié)減速齒輪20將帶動(dòng)第二關(guān)節(jié)絲杠19轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙P(guān)節(jié)絲杠19轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)第二關(guān)節(jié)絲杠螺母21將做直線運(yùn)動(dòng)，從而第二關(guān)節(jié)滑塊18做直線運(yùn)動(dòng)。第二關(guān)節(jié)滑塊18做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿17將轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)大臂6轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]參見圖4，第三關(guān)節(jié)傳動(dòng)組件包含第三關(guān)節(jié)滑塊22、第三關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿23、第三關(guān)節(jié)搖桿24、小臂8、第三關(guān)節(jié)絲杠螺母25、第三關(guān)節(jié)電機(jī)7、第三關(guān)節(jié)減速齒輪26。第三關(guān)節(jié)電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，從而第三關(guān)節(jié)減速齒輪26開始轉(zhuǎn)動(dòng)，第三關(guān)節(jié)減速齒輪26將帶動(dòng)三關(guān)節(jié)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使第三關(guān)節(jié)絲杠螺母25做直線運(yùn)動(dòng)，第三關(guān)節(jié)絲杠螺母25又帶動(dòng)第三關(guān)節(jié)滑塊22做直線運(yùn)動(dòng)，第三關(guān)節(jié)滑塊22通過第三關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿23使第三關(guān)節(jié)搖桿24轉(zhuǎn)動(dòng)，最終驅(qū)動(dòng)小臂8轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0021]本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械臂結(jié)構(gòu)包括第一關(guān)節(jié)組件、第二關(guān)節(jié)組件、第三關(guān)節(jié)組件、第四關(guān)節(jié)組件、第五關(guān)節(jié)組件，其特征為所述第一關(guān)節(jié)組件包括基座、大齒輪、腰關(guān)節(jié)、第一關(guān)節(jié)電機(jī)、兩套第一關(guān)節(jié)減速器，所述第一關(guān)節(jié)電機(jī)安裝在腰關(guān)節(jié)上，兩套減速器的輸出齒輪又分別對(duì)稱布置在固定在基座上的大齒輪兩邊，小齒輪與腰關(guān)節(jié)是連接一體，所述小齒輪與大齒輪嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，其特征為所述第二關(guān)節(jié)組件包括大臂、安裝在大臂上的第二關(guān)節(jié)電機(jī)、第二關(guān)節(jié)絲杠、第二關(guān)節(jié)滑塊、第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿，所述第二關(guān)節(jié)絲杠上設(shè)置有第二關(guān)節(jié)絲杠螺母，第二關(guān)節(jié)絲杠螺母與第二關(guān)節(jié)滑塊連接，第二關(guān)節(jié)滑塊又與第二關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，其特征為所述第三關(guān)節(jié)組件包括大臂、安裝在大臂上的第三關(guān)節(jié)電機(jī)、第三關(guān)節(jié)絲杠，所述第三關(guān)節(jié)絲杠設(shè)置有第三關(guān)節(jié)絲杠螺母，第三關(guān)節(jié)絲杠螺母與第三關(guān)節(jié)絲杠滑塊連接，第三關(guān)節(jié)絲杠滑塊又與第三關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿連接，第三關(guān)節(jié)主動(dòng)連桿與第三關(guān)節(jié)搖桿連接，第三關(guān)節(jié)搖桿又與小臂連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，其特征為所述大齒輪左側(cè)的小齒輪始終和大齒輪輪齒的左側(cè)相接觸，在大齒輪右側(cè)的小齒輪始終和大齒輪輪齒的右側(cè)相接觸。
【文檔編號(hào)】B25J18/00GK203460188SQ201320503882
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】胡天鏈, 吳健, 田超, 梁艷陽, 唐皇, 陳剛 申請(qǐng)人:綿陽福德機(jī)器人有限責(zé)任公司