一種多自由度夾持臂機器人的制作方法

本發明涉及機械領域，具體是一種多自由度夾持臂機器人。

背景技術：

自從20世紀80年代以來，人們一直希望減少機器人運動件的質量來改善其動態性能，并取得了可喜的成果。但這些工作都是圍繞減輕機器人桿件質量展開。而安裝在串聯機器人關節處的電機、減速器實際上對機器人動態性能影響很大。而且，為了保證電機輸出大功率，其輸出轉速很高，就需要大傳動比的減速器將其減速到適合機器人工作的速度。而研制體積小、質量輕的大傳動比減速器也是我國機器人行業遇到的比較棘手的問題。目前，國產機器人用電機和減速器與國際先進水平的機器人用電機、減速器的差距之一，就是質量(重量)和體積大，這會導致機器人的轉動慣量大、機器人動態性能不佳、易產生較大振動等問題。如果電機、減速器能夠安裝在機架上，不是安裝在關節處隨機械臂運動，則沒有轉動慣量大所帶來的各種問題。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足，提供一種多自由度夾持臂機器人。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種多自由度夾持臂機器人，包括支撐桿、第一大臂、第一小臂、第一夾持件、第二大臂、第二小臂、第二夾持件、第一三角件、第二三角件、第三三角件、機架、第一滑塊、第二滑塊、第三滑塊、第四滑塊、第五滑塊、第六滑塊、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿、第十一連桿、第十二連桿、第十三連桿、第十四連桿、第十五連桿、第十六連桿、第十七連桿、第一三角件、第二三角件和第三三角件，

支撐桿下端固定在機架上，

第一大臂中部通過轉動副一連接在支撐桿上端，

第二大臂中部通過轉動副二連接在支撐桿上端，

支撐桿上設有沿軸向的第一滑槽、第二滑槽、第四滑槽和第五滑槽，

第一大臂上設有沿軸向的第三滑槽，

第二大臂上設有沿軸向的第六滑槽，

第一滑塊安裝在第一滑槽中，

第二滑塊安裝在第二滑槽中，

第三滑塊安裝在第三滑槽中，

第四滑塊安裝在第四滑槽中，

第五滑塊安裝在第五滑槽中，

第六滑塊安裝在第六滑槽中，

第一連桿一端通過轉動副三連接在機架上，

第一連桿另一端通過轉動副四與第二連桿一端連接，

第二連桿另一端通過轉動副五連接在第一滑塊上，

第三連桿一端也通過轉動副五連接在第一滑塊上，

第三連桿另一端通過轉動副六與第一大臂一端連接，

第一大臂另一端通過轉動副七連接在第一小臂中部，

第四連桿一端通過轉動副八連接在機架上，

第四連桿另一端通過轉動副九與第五連桿一端連接，

第五連桿另一端通過轉動副十連接在第二滑塊上，

第六連桿一端也通過轉動副十連接在第二滑塊上，

第六連桿另一端通過轉動副十一與第一三角件第一角連接，

第一三角件第二角通過轉動副十二與第七連桿一端連接，

第七連桿另一端通過轉動副十三與第二三角件第一角連接，

第二三角件第二角通過轉動副十四與第八連桿一端連接，

第八連桿另一端通過轉動副十五連接在第三滑塊上，

第九連桿一端也通過轉動副十五連接在第三滑塊上，

第九連桿另一端通過轉動副十六與第一小臂一端連接，

第一小臂另一端通過轉動副十七連接在第一夾持件上；

第一三角件第三角和第二三角件第三角同時通過轉動副十八連接在第一大臂上，

第十連桿一端通過轉動副十九連接在機架上，

第十連桿另一端通過轉動副二十與第十一連桿一端連接，

第十一連桿另一端通過轉動副二十一連接在第四滑塊上，

第十二連桿一端也通過轉動副二十一連接在第四滑塊上，

第十二連桿另一端通過轉動副二十二與第二大臂一端連接，

第二大臂另一端通過轉動副二十三連接在第二小臂上；

第十三連桿一端通過轉動副二十四連接在機架上，

第十三連桿另一端通過轉動副二十五與第十四連桿一端連接，

第十四連桿另一端通過轉動副二十六連接在第五滑塊上，

第十五連桿一端也通過轉動副二十六連接在第五滑塊上，

第十五連桿另一端通過轉動副二十七與第三三角件第一角連接，

第三三角件第二角通過轉動副二十八與第十六連桿一端連接，

第十六連桿另一端通過轉動副二十九連接在第六滑塊上，

第十七連桿一端也通過轉動副二十九連接在第六滑塊上，

第十七連桿另一端通過轉動副三十與第二小臂一端連接，

第二小臂另一端通過轉動副三十一連接在第二夾持件上，

第三三角件第三角通過轉動副三十二連接在第二大臂上。

還包括第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機和第四伺服電機，轉動副三由第一伺服電機驅動，轉動副八由第二伺服電機驅動，轉動副二十由第三伺服電機驅動，轉動副二十四由第四伺服電機驅動。

所述機架通過轉動副三十四安裝在底座上。

與現有技術相比較，本發明具備的有益效果：

本發明實現將全部電機和減速器安裝到基座附近的低重心輕量化結構設計，電機和減速器都不隨運動桿件做大幅度運動。克服了現有機器人將電機和減速器安裝在關節上，所產生的運動慣量大、殘余振動明顯和高速工作定位精度低等缺點，具有結構可靠性高、穩定性好和成本低等特點。

附圖說明

圖1為本發明所述的多自由度夾持臂機器人的整體結構示意圖一。

圖2為本發明所述的多自由度夾持臂機器人的整體結構示意圖二。

圖3為本發明所述的支撐桿、第一大臂、第一小臂和第一夾持件之間的裝配結構示意圖。

圖4為本發明所述的第一大臂角度調整傳動鏈的裝配結構示意圖。

圖5為本發明所述的第一小臂角度調整傳動鏈的裝配結構示意圖。

圖6為本發明所述的支撐桿、第二大臂、第二小臂和第二夾持件之間的裝配結構示意圖。

圖7為本發明所述的第二大臂角度調整傳動鏈和第二小臂角度調整傳動鏈的裝配結構示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明的技術方案作進一步闡述。

實施例1

一種多自由度夾持臂機器人，包括支撐桿50、第一大臂51、第一小臂52、第一夾持件53、第二大臂54、第二小臂55、第二夾持件56、第一三角件57、第二三角件58、第三三角件59、機架60、第一滑塊61、第二滑塊62、第三滑塊63、第四滑塊64、第五滑塊65、第六滑塊66、第一連桿1、第二連桿2、第三連桿3、第四連桿4、第五連桿5、第六連桿6、第七連桿7、第八連桿8、第九連桿9、第十連桿10、第十一連桿11、第十二連桿12、第十三連桿13、第十四連桿14、第十五連桿15、第十六連桿16、第十七連桿17、第一三角件57、第二三角件58和第三三角件59，

如圖3和圖6所示，

支撐桿50下端固定在機架60上，

第一大臂51中部通過轉動副一101連接在支撐桿50上端，

第二大臂52中部通過轉動副二102連接在支撐桿50上端，

支撐桿50上設有沿軸向的第一滑槽71、第二滑槽72、第四滑槽74和第五滑槽75，

第一大臂51上設有沿軸向的第三滑槽73，

第二大臂54上設有沿軸向的第六滑槽76，

第一滑塊61安裝在第一滑槽71中，

第二滑塊62安裝在第二滑槽72中，

第三滑塊63安裝在第三滑槽73中，

第四滑塊64安裝在第四滑槽74中，

第五滑塊65安裝在第五滑槽75中，

第六滑塊66安裝在第六滑槽76中，

如圖4所示，第一大臂角度調整傳動鏈連接關系如下：

第一連桿1一端通過轉動副三103連接在機架60上，

第一連桿1另一端通過轉動副四104與第二連桿2一端連接，

第二連桿2另一端通過轉動副五105連接在第一滑塊61上，

第三連桿3一端也通過轉動副五105連接在第一滑塊61上，

第三連桿3另一端通過轉動副六106與第一大臂51一端連接，

第一大臂51另一端通過轉動副七107連接在第一小臂52中部，

如圖5所示，第一小臂角度調整傳動鏈連接關系如下：

第四連桿4一端通過轉動副八108連接在機架60上，

第四連桿4另一端通過轉動副九109與第五連桿5一端連接，

第五連桿5另一端通過轉動副十110連接在第二滑塊62上，

第六連桿6一端也通過轉動副十110連接在第二滑塊62上，

第六連桿6另一端通過轉動副十一111與第一三角件57第一角連接，

第一三角件57第二角通過轉動副十二112與第七連桿7一端連接，

第七連桿7另一端通過轉動副十三113與第二三角件58第一角連接，

第二三角件58第二角通過轉動副十四114與第八連桿8一端連接，

第八連桿8另一端通過轉動副十五115連接在第三滑塊63上，

第九連桿9一端也通過轉動副十五115連接在第三滑塊63上，

第九連桿9另一端通過轉動副十六116與第一小臂52一端連接，

第一小臂52另一端通過轉動副十七117連接在第一夾持件53上；

第一三角件57第三角和第二三角件58第三角同時通過轉動副十八118連接在第一大臂51上，

如圖7所示，第二大臂角度調整傳動鏈連接關系如下：

第十連桿10一端通過轉動副十九119連接在機架60上，

第十連桿10另一端通過轉動副二十120與第十一連桿11一端連接，

第十一連桿11另一端通過轉動副二十一121連接在第四滑塊64上，

第十二連桿12一端也通過轉動副二十一121連接在第四滑塊64上，

第十二連桿12另一端通過轉動副二十二122與第二大臂54一端連接，

第二大臂54另一端通過轉動副二十三123連接在第二小臂55上；

如圖7所示，第二小臂角度調整傳動鏈連接關系如下：

第十三連桿13一端通過轉動副二十四124連接在機架60上，

第十三連桿13另一端通過轉動副二十五125與第十四連桿14一端連接，

第十四連桿14另一端通過轉動副二十六126連接在第五滑塊65上，

第十五連桿15一端也通過轉動副二十六126連接在第五滑塊65上，

第十五連桿15另一端通過轉動副二十七127與第三三角件59第一角連接，

第三三角件59第二角通過轉動副二十八128與第十六連桿16一端連接，

第十六連桿16另一端通過轉動副二十九129連接在第六滑塊66上，

第十七連桿17一端也通過轉動副二十九129連接在第六滑塊66上，

第十七連桿17另一端通過轉動副三十130與第二小臂55一端連接，

第二小臂55另一端通過轉動副三十一131連接在第二夾持件56上，

第三三角件59第三角通過轉動副三十二132連接在第二大臂54上。

進一步的，

還包括第一伺服電機67、第二伺服電機68、第三伺服電機69和第四伺服電機70，

轉動副三103由第一伺服電機67驅動，

轉動副八108由第二伺服電機68驅動，

轉動副二十120由第三伺服電機69驅動，

轉動副二十四124由第四伺服電機70驅動。

進一步的，

所述機架通過轉動副三十四安裝在底座77上。

第一連桿、第二連桿和第三連桿連接而成的傳動鏈控制第一大臂的角度調整，

第四連桿、第五連桿、第六連桿、第一三角件、第七連桿、第二三角件、第八連桿和第九連桿連接而成的傳動鏈控制第一小臂的角度調整，

第十連桿、第十一連桿和第十二連桿連接而成的傳動鏈控制第二大臂的角度調整，

第十三連桿、第十四連桿、第十五連桿、第三三角件、第十六連桿和第十七連桿連接而成的傳動鏈控制第二小臂的角度調整。