一種以超聲電機為驅動的機械手臂的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種以超聲電機為驅動的機械手臂，其特征在于：包括機座、機座旋轉超聲電機，所述機座的底部固定所述機座旋轉超聲電機；還包括主擺動臂、副擺動臂、主臂擺動超聲電機、副臂擺動超聲電機、第一傳動桿，第二傳動桿、V形連接件；所述第一傳動桿置于所述主擺動臂內，所述第二傳動桿置于副擺動臂內并與副擺動臂固定連接，所述主臂擺動超聲電機與主擺動臂連接，所述主擺動臂和所述副擺動臂的關節處安裝V形連接件；副臂擺動超聲電機通過第一傳動桿連接V形連接件，V形連接件的連接第二傳動桿。本實用新型將超聲電機應用于機器手臂上，直接由超聲電機作為驅動源，并且不需要減速裝置，能夠克服傳統電機需要復雜的傳動機構。
【專利說明】
一種以超聲電機為驅動的機械手臂
技術領域
[0001]本實用新型涉及到機器人及自動化領域，特別涉及一種以超聲電機為驅動的機械手臂及工作方法。
【背景技術】
[0002]隨著工業自動化的普及應用，無人化工廠已經不是遙不可及的夢想。機械手臂已經廣泛使用。在目前的工業領域，包括汽車行業、電子電器行業以及工程機械行業等，機械手臂都已大量使用于自動化生產線上。機械手臂是集精密化、柔性化、智能化以及軟件應用開發等先進制造技術于一體，然而其為產生復雜動作而需要使用多數的伺服馬達造成機械手臂的制作成本過高是不爭的事實，實不利于工廠大量使用機械手臂。并且，在一些只需移動和擺動運作情況下，如加工機上、下料操作，使用前述機械手臂對于工廠而言相當不經濟，成本高的問題。
【發明內容】
:
[0003]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種以超聲電機為驅動的機械手臂。該機械手臂具有結構簡單、快速響應、精密定位、靜音、低速大扭矩、成本低等特點。
[0004]技術方案:為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0005]一種以超聲電機為驅動的機械手臂，其特征在于:包括機座、機座旋轉超聲電機，機座的底部固機座旋轉超聲電機;還包括主擺動臂、副擺動臂、主臂擺動超聲電機、副臂擺動超聲電機、第一傳動桿，第二傳動桿、V形連接件;主擺動臂一端與機座連接，副擺動臂與主擺動臂的另一端旋轉連接，第一傳動桿置于主擺動臂內，第二傳動桿置于副擺動臂內并與副擺動臂固定連接，主臂擺動超聲電機固定于機座與主擺動臂的連接處的一側，副臂擺動超聲電機固定于相對的另一側，主臂擺動超聲電機與主擺動臂連接，主擺動臂和副擺動臂的關節處安裝V形連接件;V形連接件包含第一頂點、第二頂點、拐點，拐點通過轉動軸承固定于主擺動臂和副擺動臂連接處，副臂擺動超聲電機通過第一萬向套連接第一傳動桿的一端，第一傳動桿的另一端通過第二萬向套連接V形連接件的第一頂點，第二傳動桿的一端通過第三萬向套連接V形連接件的第二頂點。
[0006]進一步，超聲電機包括定子、轉子、輸出軸、底座和與底座連接的外殼，定子安裝在底座上，定子下表面粘貼有壓電陶瓷，壓電陶瓷的引線通過外殼與底座之間預留的縫隙引出;轉子安裝在輸出軸上，轉子上端粘貼有阻尼材料，轉子下端面粘貼有摩擦材料層并與定子接觸。
[0007]進一步的，所述主擺動臂和所述副擺動臂上均設有強化柱。
[0008]進一步的，所述主擺動臂或所述副擺動臂上設有通孔，所述通孔包括圓形、矩形或三角形。
[0009]有益效果:本實用新型將超聲電機應用于機器手臂上，直接由超聲電機作為驅動源，并且不需要減速裝置，能夠克服，傳統電機需要復雜的傳動機構。超聲電機2固定在機械臂的基座上，其主要是驅動整個機械臂的旋轉。電機與機械臂的基座直接連接無任何減少機構，使其減少了結構復雜所造成的誤差。在運行中實現了快速響應精密定位的功能。
[0010]超聲電機是利用壓電陶瓷的逆壓電效應、使定子在超聲頻段內產生振動，通過定子、轉子之間的摩擦獲得運動和扭矩，通過超聲電機的驅動，可以控制任意尺度的進退滑塊的運動。根據超聲電機自有的特性，電機斷電時間為3毫秒，啟動時間為6毫秒，所以超聲電機在往復運動時是沒有慣性的。機械臂由超聲電機直接驅動，無需任何的減少機構及剎車裝置。利用超聲電機低速大扭矩、斷電自鎖的特性，使現有的機械臂實現了結構簡單、快速響應、精密定位、靜音、效率高、成本低等優點。
[0011]主擺動臂與副擺動臂的關節處安裝了V型連接件。V型結構件取代了復雜的減速機及齒輪傳動機構，同時在也能起到陀螺儀作用。在機械臂做運動時副擺動臂電機驅動副擺動臂傳動桿，傳動桿與V型結構件連接。機械手臂的驅動電機為超聲電機直接安裝于手臂的關節傳動各部位，無需減速機構，直接驅動;輕量化設計，功率消耗低;提高了機械手臂的靈活性。
[0012]本實用新型的機器人手臂在滿足其功能的情況下，關節傳動機構簡單可靠、輕量化設計，功率消耗低；自適應型手抓提高了機械手臂的靈活性、降低了成本。
【附圖說明】
[0013]圖1是機械臂的主視圖，
[0014]圖2是機械臂的側視圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明
[0016]如圖1、圖2所示為一種以超聲電機為驅動的機械手臂，包括機座1、機座旋轉超聲電機2、主擺動臂3、副擺動臂12、主臂擺動超聲電機5、副臂擺動超聲電機4、第一傳動桿8，第二傳動桿7、V形連接件等組成。
[0017]具體的，機座旋轉超聲電機2固定在機座I底部上，主擺動臂3的一端與機座I連接，副擺動臂12與主擺動臂3的另一端旋轉連接，第一傳動桿8置于主擺動臂3內，第二傳動桿7置于副擺動臂12內并與副擺動臂12固定連接，主臂擺動超聲電機5固定于機座I與主擺動臂3的連接處的一側，副臂擺動超聲電機4固定于相對的另一側，主臂擺動超聲電機5與主擺動臂3連接，主擺動臂3和副擺動臂12的關節處安裝V形連接件。
[0018]如圖2所示，V形連接件包含三個點，分別是第一頂點14、第二頂點15、拐點16，拐點16通過轉動軸承固定于主擺動臂和副擺動臂連接處，副臂擺動超聲電機4通過第一萬向套9連接第一傳動桿8的一端，第一傳動桿8的另一端通過第二萬向套6連接V形連接件的第一頂點14，第二傳動桿7的一端通過第三萬向套1連接V形連接件的第二頂點15。
[0019]超聲電機包括定子、轉子、輸出軸、底座和與底座連接的外殼，所述定子安裝在底座上，定子下表面粘貼有壓電陶瓷，壓電陶瓷的引線通過外殼與底座之間預留的縫隙引出。轉子安裝在輸出軸上，轉子上端粘貼有阻尼材料，轉子下端面粘貼有摩擦材料層并與定子接觸。機械手臂的驅動電機為超聲電機直接安裝于手臂的關節傳動各部位，無需減速機構直接驅動，使其關節傳動機構簡單可靠。
[0020]主擺動臂3和所述副擺動臂12上均設有強化柱。主擺動臂3和副擺動臂12上設有圓形、矩形或三角形通孔，從而減輕擺動臂的重量。
[0021 ]第二傳動桿7與第三萬向套10連接以確保手臂能做運動時最大角度變化的運動。
[0022]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種以超聲電機為驅動的機械手臂，其特征在于:包括機座(I)、機座旋轉超聲電機(2)，所述機座的底部固定所述機座旋轉超聲電機;還包括主擺動臂(3)、副擺動臂(12)、主臂擺動超聲電機(5)、副臂擺動超聲電機(4)、第一傳動桿(8)，第二傳動桿(7)、V形連接件；所述主擺動臂(3)—端與機座(I)連接，所述副擺動臂(12)與所述主擺動臂(3)的另一端旋轉連接，所述第一傳動桿(8)置于所述主擺動臂(3)內，所述第二傳動桿(7)置于副擺動臂(12)內并與副擺動臂(12)固定連接，所述主臂擺動超聲電機(5)固定于所述機座(I)與所述主擺動臂(3)的連接處的一側，所述副臂擺動超聲電機(4)固定于相對的另一側，所述主臂擺動超聲電機(5)與主擺動臂(3)連接，所述主擺動臂(3)和所述副擺動臂(12)的關節處安裝V形連接件;所述V形連接件包含第一頂點(14)、第二頂點(15)、拐點(16)，所述拐點(16)通過轉動軸承固定于主擺動臂和副擺動臂連接處，所述副臂擺動超聲電機(4)通過第一萬向套(9)連接所述第一傳動桿(8)的一端，所述第一傳動桿(8)的另一端通過第二萬向套(6)連接所述V形連接件的第一頂點(14)，所述第二傳動桿(7)的一端通過第三萬向套(10)連接所述V形連接件的第二頂點(15)。2.如權利要求1所述的一種以超聲電機為驅動的機械手臂，其特征在于:所述超聲電機(2)包括定子、轉子、輸出軸、底座和與底座連接的外殼，所述定子安裝在底座上，定子下表面粘貼有壓電陶瓷，壓電陶瓷的引線通過外殼與底座之間預留的縫隙引出；所述轉子安裝在輸出軸上，轉子上端粘貼有阻尼材料，轉子下端面粘貼有摩擦材料層并與定子接觸。3.如權利要求1所述的一種以超聲電機為驅動的機械手臂，其特征在于:所述主擺動臂(3)和所述副擺動臂(12)上均設有強化柱。4.如權利要求3所述的一種以超聲電機為驅動的機械手臂，其特征在于:所述主擺動臂(3)或所述副擺動臂(12)上設有通孔，所述通孔包括圓形、矩形或三角形。
【文檔編號】B25J9/12GK205630638SQ201620330209
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月19日
【發明人】蘇勛濤, 蘇裔清, 蘇子瑞, 尹浩
【申請人】江蘇紫金東方超聲電機有限公司