一種多自由度機(jī)械臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械臂，尤其是一種多自由度機(jī)械臂。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的提高，越來越多的機(jī)械臂被投入到實(shí)際生產(chǎn)中去?，F(xiàn)有技術(shù)中對于如何設(shè)計(jì)、優(yōu)化機(jī)械臂也做出大量研究，提出了各種各樣的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)。例如邵艷鳴等(機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011年第10期)公開了一種七自由度機(jī)械臂；郭軍等(首屆全國航空航天領(lǐng)域中的力學(xué)問題學(xué)術(shù)研討會論文集，下冊，PP.51-54)對柔性雙連桿機(jī)械臂運(yùn)動規(guī)劃及仿真做出研究。
[0003]但是，實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要機(jī)械臂取用的零件、工具等，往往整齊地排放于儲藏中，機(jī)械臂僅需做出簡單的動作即可實(shí)現(xiàn)零件等的取放?，F(xiàn)有技術(shù)中多教導(dǎo)如何設(shè)計(jì)高自由度的機(jī)械臂，直接導(dǎo)致了其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和制造維護(hù)成本提高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多自由度機(jī)械臂，其是用市場上易于購得的通用型原件制造，可由操作人員現(xiàn)場地對機(jī)械故障進(jìn)行檢查排除、甚至更換零件；盡可能簡化機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，以提高其工作可靠性。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0006]一種多自由度機(jī)械臂，包括具有驅(qū)動輪的基座，基座上方安裝有升降桿，升降桿的頂端具有拾取臂，
[0007]所述拾取臂具有機(jī)械手和滑軌，機(jī)械手安裝于滑塊上，滑塊放置于滑軌中，
[0008]所述滑塊由鋼絲繩牽引，鋼絲繩收卷于位于升降桿和拾取臂連接處的鋼絲繩收卷輪上，鋼絲繩收卷輪由位于升降桿上端的馬達(dá)驅(qū)動，
[0009]所述滑塊的遠(yuǎn)離升降桿的一端具有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的另一端可拆卸地固定于拾取臂端部。
[0010]作為優(yōu)選，所述升降桿伸展后全高度為2-2.5m，所述拾取臂長度為1.5_2m。
[0011]作為優(yōu)選，所述鋼絲繩收卷輪可拆卸地安裝。
[0012]作為優(yōu)選，所述機(jī)械手按照垂直于地面、指向上的方式安裝，機(jī)械手具有對稱分布的2-4根機(jī)械指，機(jī)械指可實(shí)現(xiàn)張開和夾合的動作。
[0013]作為優(yōu)選，所述升降桿安裝于可360°旋轉(zhuǎn)的云臺上，升降桿和云臺之間還具有液壓千斤頂。
[0014]作為優(yōu)選，所述復(fù)位彈簧為兩根。
[0015]采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于:機(jī)械臂安裝于任何自驅(qū)動基座上，具有較高靈活性。機(jī)械臂按照儲藏高度可垂直調(diào)整自身高度、按照零件距離基座遠(yuǎn)近水平調(diào)整機(jī)械手位置，僅需要兩個自由度即可完成零件的拾取，極大地簡化了機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本。同時，機(jī)械臂使用鋼絲繩牽引作為動力傳動部件，相比齒輪、皮帶或鏈條傳動而言生產(chǎn)成本降低，且鋼絲繩牽引的結(jié)構(gòu)簡單、零部件易于購買和更換，降低了機(jī)械臂的使用維修成本。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明機(jī)械臂的示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明機(jī)械臂的側(cè)視圖。
[0018]圖3是本發(fā)明機(jī)械臂的拾取臂的俯視圖。
[0019]圖中:
[0020]1、基座；2、驅(qū)動輪；3、云臺；4、液壓千斤頂；5、升降桿；6、零件拾取臂；7、鋼絲繩收卷輪；8、馬達(dá)；9、復(fù)位彈簧；10、鋼絲繩；11、滑塊；12、機(jī)械手。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的一個【具體實(shí)施方式】中，機(jī)械臂具有3個自由度，即升降桿的垂直伸縮和旋轉(zhuǎn)、以及機(jī)械手的水平移動。出于進(jìn)一步降低成本的目的，升降桿的旋轉(zhuǎn)自由度還可以被取消。
[0022]如圖2-3所示，具有驅(qū)動輪2的基座I上安裝有升降桿5，升降桿5與基座I之間依次具有液壓千斤頂4和可360°旋轉(zhuǎn)云臺3。
[0023]升降桿5的頂端具有拾取臂6，拾取臂6具有機(jī)械手12和滑軌，機(jī)械手12安裝于滑塊11上，滑塊放置于滑軌中。所述滑塊11由鋼絲繩10牽引，鋼絲繩10收卷于位于升降桿5和拾取臂6連接處的鋼絲繩收卷輪7上，鋼絲繩收卷輪7可拆卸地安裝、并由位于升降桿5上端的馬達(dá)8驅(qū)動。如此設(shè)計(jì)，極大地減輕了拾取臂的重量，避免了后一自由度的設(shè)備重量累加與前一自由度上。同時，機(jī)械手12運(yùn)動距離可由鋼絲繩10收卷長度加以衡量，而后者又可以由鋼絲繩收卷輪7的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)測得，從而以最簡單的零件實(shí)現(xiàn)了足以滿足需要的功能。
[0024]所述滑塊11的遠(yuǎn)離升降桿5的一端具有兩根復(fù)位彈簧9，復(fù)位彈簧9的另一端可拆卸地固定于拾取臂6的端部。
[0025]升降桿全高度為2m，拾取臂長1.5m。
[0026]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多自由度機(jī)械臂，其特征在于，其包括具有驅(qū)動輪(2)的基座(1)，基座(I)上方安裝有升降桿(5)，升降桿(5)的頂端具有拾取臂(6)，所述拾取臂(6)具有機(jī)械手(12)和滑軌，機(jī)械手(12)安裝于滑塊上(11)，滑塊(11)放置于滑軌中，所述滑塊(11)由鋼絲繩(10)牽引，鋼絲繩(10)收卷于位于升降桿(5)和拾取臂(6)連接處的鋼絲繩收卷輪(7)上，鋼絲繩收卷輪(7)由位于升降桿(5)上端的馬達(dá)(8)驅(qū)動，所述滑塊(11)的遠(yuǎn)離升降桿(5)的一端具有復(fù)位彈簧(9)，復(fù)位彈簧(9)的另一端可拆卸地固定于拾取臂(6)端部。2.如權(quán)利要求1所述的多自由度機(jī)械臂，其特征在于，所述升降桿(5)伸展后全高度為2-2.5m，所述拾取臂(6)長度為1.5_2m。3.如權(quán)利要求1所述的多自由度機(jī)械臂，其特征在于，所述鋼絲繩收卷輪(7)可拆卸地安裝。4.如權(quán)利要求1所述的多自由度機(jī)械臂，其特征在于，所述升降桿(5)安裝于可360°旋轉(zhuǎn)的云臺(3)上。5.如權(quán)利要求4所述的多自由度機(jī)械臂，其特征在于，所述升降桿(5)和可360°旋轉(zhuǎn)的云臺(3 )之間還具有液壓千斤頂(4 )。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多自由度機(jī)械臂，包括具有驅(qū)動輪的基座，基座上方安裝有升降桿，升降桿的頂端具有拾取臂，所述拾取臂具有機(jī)械手和滑軌，機(jī)械手安裝于滑塊上，滑塊放置于滑軌中，所述滑塊由鋼絲繩牽引，鋼絲繩收卷于位于升降桿和拾取臂連接處的鋼絲繩收卷輪上，鋼絲繩收卷輪由位于升降桿上端的馬達(dá)驅(qū)動，所述滑塊的遠(yuǎn)離升降桿的一端具有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的另一端可拆卸地固定于拾取臂端部。該機(jī)械臂能夠滿足一般工業(yè)生產(chǎn)中取放零件的需要，且結(jié)構(gòu)簡單、易于維修保養(yǎng)，制造和維護(hù)成本低廉。
【IPC分類】B25J18/04, B25J9/00
【公開號】CN104972479
【申請?zhí)枴緾N201410129420
【發(fā)明人】宋明安, 王小龍, 孫潔, 同彥恒, 李志博, 麻輝
【申請人】寧夏巨能機(jī)器人系統(tǒng)有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月2日