一种坐标型机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种坐标型机械臂，包括第一方向直线运动组件、第二方向直线运动组件和柔性臂组件，第二方向直线运动组件连接在第一方向直线运动组件上以使得第二方向直线运动组件能够沿着第一方向运动，柔性臂组件连接在第二方向直线运动组件上以使得柔性臂组件能够沿着第二方向运动，且第一方向与第二方向相互垂直；柔性臂组件包括驱动机构、绳索机构和整臂机构，驱动机构通过绳索机构连接并控制整臂机构以使得整臂机构能够在第一平面内运动，其中第一平面垂直于第二方向，且整臂机构的长度方向沿着第一方向设置。本发明专利技术提出的坐标型机械臂能够提高机械臂的灵活性、且保持高刚度和位置精度，尤其适用于充电机器人领域。

A coordinate type manipulator

The invention discloses a coordinate type manipulator, which includes the first linear motion component, the second direction linear motion component and the flexible arm component, and the second direction linear motion component is connected to the first direction linear motion component so that the second direction linear motion component can move along the first direction, and the flexible arm assembly is connected. Connected in a second direction linear motion component so that the flexible arm component can move in second directions and the first direction is perpendicular to the second direction; the flexible arm assembly comprises a driving mechanism, a rope mechanism, and an arm mechanism. The driving mechanism connects and controls the arm mechanism through a rope mechanism so that the arm mechanism can be in the third direction. A plane movement, wherein the first plane is perpendicular to the second direction, and the length direction of the whole arm mechanism is arranged along the first direction. The coordinate mechanical arm proposed by the invention can improve the flexibility of the manipulator and maintain high rigidity and positional accuracy, and is especially suitable for the field of charging robots.

【技术实现步骤摘要】
一种坐标型机械臂
本专利技术涉及机械臂领域，尤其涉及一种坐标型机械臂。
技术介绍
现有的坐标型机械臂包括圆柱坐标型机械臂、直角坐标型机械臂和球坐标型机械臂等，其中圆柱坐标型机械臂构型为一个旋转运动、一个直线运动加一个不在直线运动所在平面内的旋转运动；直角坐标型机械臂按直角坐标形式X、Y、Z方向的直线进行运动；球坐标型机械臂构型为两个旋转运动加一个直线运动。这些传统坐标型机械臂的构型机体所占空间体积大、动作范围小，导致了其灵活性较差，很难在狭小空间进行应用。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种坐标型机械臂，能够提高机械臂的灵活性、且保持高刚度和位置精度，尤其适用于充电机器人领域。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术公开了一种坐标型机械臂，包括第一方向直线运动组件、第二方向直线运动组件和柔性臂组件，其中所述第二方向直线运动组件连接在所述第一方向直线运动组件上以使得所述第二方向直线运动组件能够沿着第一方向运动，所述柔性臂组件连接在所述第二方向直线运动组件上以使得所述柔性臂组件能够沿着第二方向运动，且所述第一方向与所述第二方向相互垂直；所述柔性臂组件包括驱动机构、绳索机构和整臂机构，所述驱动机构通过所述绳索机构连接并控制所述整臂机构以使得所述整臂机构能够在第一平面内运动，其中所述第一平面垂直于所述第二方向，且所述整臂机构的长度方向沿着所述第一方向设置。优选地，所述驱动机构包括第三支撑底座、多个第三驱动电机、多个第三直线导轨、多个第三丝杆和多个第三滑块，其中所述第三驱动电机、所述第三直线导轨、所述第三丝杆和所述第三滑块分别一一对应设置，多个所述第三驱动电机和多个所述第三直线导轨分别固定设置在所述第三支撑底座上，多个所述第三丝杆分别连接在多个所述第三驱动电机上，多个所述第三滑块分别套合在多个所述第三丝杆上并分别设置在多个所述第三直线导轨上，以通过多个所述第三驱动电机驱动多个所述第三丝杆以带动多个所述第三滑块沿着多个所述第三直线导轨的方向移动。优选地，所述绳索机构包括多个定滑轮和多根绳索，所述定滑轮、所述绳索和所述第三滑块一一对应设置，多个所述定滑轮分别固定连接在多个所述第三滑块上，所述绳索的第一端固定设置在所述第三支撑底座上，第二端绕过所述定滑轮并穿出到所述整臂机构，固定连接在所述整臂机构上。优选地，所述绳索机构还包括多个紧绳器，且每根所述绳索对应设置两个所述紧绳器，每两个所述紧绳器分别用于固定每根所述绳索的两端。优选地，所述绳索机构还包括多个导向管，所述导向管与所述绳索一一对应设置，每根所述绳索在绕过所述定滑轮后穿入到所述导向管再连接在所述整臂机构上。优选地，所述整臂机构包括多个关节段，每个所述关节段分别对应连接两根所述绳索，其中每两根所述绳索的第二端分别固定连接在每个所述关节段的尾端处的沿着第三方向的两侧，其中所述第三方向垂直于第一方向和第二方向。优选地，每个关节段包括2～5个关节。优选地，所述整臂机构包括多个关节，每个所述关节的首尾两端分别设置两个销钉孔，各个所述关节的首尾两端分别通过两个销钉轴连接，两个所述销钉轴分别设置在所述关节的首端或尾端的沿着所述第二方向的两侧。优选地，每两个所述关节之间的连接部位处还设置有弹性元件。优选地，第一方向直线运动组件包括第一支撑底座、第一驱动电机、第一直线导轨、第一丝杆和第一滑块，所述第一驱动电机和所述第一直线导轨分别固定连接在所述第一支撑底座上，所述第一丝杆连接在所述第一驱动电机上，所述第一滑块套合在所述第一丝杆上并设置在所述第一直线导轨上，以通过所述第一驱动电机驱动所述第一丝杆以带动所述第一滑块沿着所述第一直线导轨的方向移动，其中所述第一直线导轨沿着所述第一方向设置，所述第二方向直线运动组件固定连接在所述第一滑块上；所述第二方向直线运动组件包括第二支撑底座、第二驱动电机、第二直线导轨、第二丝杆和第二滑块，所述第二驱动电机和所述第二直线导轨分别固定连接在所述第二支撑底座上，所述第二丝杆连接在所述第二驱动电机上，所述第二滑块套合在所述第二丝杆上并设置在所述第二直线导轨上，以通过所述第二驱动电机驱动所述第二丝杆以带动所述第二滑块沿着所述第二直线导轨的方向移动，其中所述第二直线导轨沿着所述第二方向设置，所述柔性臂组件固定连接在所述第二滑块上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术公开的坐标型机械臂，巧妙地将柔性臂组件引入到传统的坐标型机械臂中，其中并将柔性臂组件的自由度降低，仅需要在第一平面内进行平面运动，使得该坐标型机械臂的刚度和位置精度得到明显提升，并且结合第一方向直线运动组件和第二方向直线运动组件大大提高了柔性臂的运动范围，尤其适用于充电机器人领域。在进一步的方案中，柔性臂组件中的整臂机构通过绳索机构来控制，其中绳索机构中包括定滑轮和绳索，通过定滑轮使得第三直线导轨上滑块的行程减半，从而能够使得柔性臂组件的驱动机构的结构更为紧凑，缩小整个柔性臂组件的尺寸。在更进一步的方案中，柔性臂组件中的绳索机构中的每两根绳索的第二端分别固定连接在每个关节段的尾端处的沿着第三方向的两侧，且第三方向垂直于第一方向和第二方向，使得通过每两根绳索的伸长缩短来控制柔性臂组件的每个关节段沿着第三方向运动，而整个柔性臂组件可以分别通过第一方向直线运动组件和第二方向直线运动组件实现第一方向和第二方向的运动，通过该坐标型机械臂可以实现空间任意三维运动，能够满足充电机器人所需的刚度和位置精度，对于充电机器人领域尤其适用，且结构简单，能够大范围推广。附图说明图1是本专利技术优选实施例的坐标型机械臂的结构示意图；图2是图1中第一方向直线运动组件或第二方向直线运动组件的结构示意图；图3是图1中的柔性臂组件的结构示意图；图4是图3中的驱动机构和绳索机构的结构示意图；图5是图3中的整臂机构的结构示意图和关节放大示意图。具体实施方式下面对照附图并结合优选的实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术优选实施例的坐标型机械臂，包括第一方向直线运动组件1、第二方向直线运动组件2和柔性臂组件3；其中第二方向直线运动组件2连接在第一方向直线运动组件1上以使得第二方向直线运动组件2能够沿着第一方向运动，柔性臂组件3连接在第二方向直线运动组件2上以使得柔性臂组件3能够沿着第二方向运动，且第一方向与第二方向相互垂直。其中在本实施例中，第一方向为X轴或Y轴方向，第二方向为Z轴方向。如图2所示，是第一方向直线运动组件1或第二方向直线运动组件2的结构示意图；第一方向直线运动组件1包括第一支撑底座11、第一驱动电机12、第一直线导轨13、第一丝杆14和第一滑块15，第一驱动电机12和第一直线导轨13分别固定连接在第一支撑底座11上，第一丝杆14连接在第一驱动电机12上，第一滑块15套合在第一丝杆14上并设置在第一直线导轨13上，以通过第一驱动电机12驱动第一丝杆14以带动第一滑块15沿着第一直线导轨13方向移动，其中第一直线导轨13沿着第一方向设置，第二方向直线运动组件2固定连接在第一滑块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坐标型机械臂，其特征在于，包括第一方向直线运动组件、第二方向直线运动组件和柔性臂组件，其中所述第二方向直线运动组件连接在所述第一方向直线运动组件上以使得所述第二方向直线运动组件能够沿着第一方向运动，所述柔性臂组件连接在所述第二方向直线运动组件上以使得所述柔性臂组件能够沿着第二方向运动，且所述第一方向与所述第二方向相互垂直；所述柔性臂组件包括驱动机构、绳索机构和整臂机构，所述驱动机构通过所述绳索机构连接并控制所述整臂机构以使得所述整臂机构能够在第一平面内运动，其中所述第一平面垂直于所述第二方向，且所述整臂机构的长度方向沿着所述第一方向设置。

【技术特征摘要】
1.一种坐标型机械臂，其特征在于，包括第一方向直线运动组件、第二方向直线运动组件和柔性臂组件，其中所述第二方向直线运动组件连接在所述第一方向直线运动组件上以使得所述第二方向直线运动组件能够沿着第一方向运动，所述柔性臂组件连接在所述第二方向直线运动组件上以使得所述柔性臂组件能够沿着第二方向运动，且所述第一方向与所述第二方向相互垂直；所述柔性臂组件包括驱动机构、绳索机构和整臂机构，所述驱动机构通过所述绳索机构连接并控制所述整臂机构以使得所述整臂机构能够在第一平面内运动，其中所述第一平面垂直于所述第二方向，且所述整臂机构的长度方向沿着所述第一方向设置。2.根据权利要求1所述的坐标型机械臂，其特征在于，所述驱动机构包括第三支撑底座、多个第三驱动电机、多个第三直线导轨、多个第三丝杆和多个第三滑块，其中所述第三驱动电机、所述第三直线导轨、所述第三丝杆和所述第三滑块分别一一对应设置，多个所述第三驱动电机和多个所述第三直线导轨分别固定设置在所述第三支撑底座上，多个所述第三丝杆分别连接在多个所述第三驱动电机上，多个所述第三滑块分别套合在多个所述第三丝杆上并分别设置在多个所述第三直线导轨上，以通过多个所述第三驱动电机驱动多个所述第三丝杆以带动多个所述第三滑块沿着多个所述第三直线导轨的方向移动。3.根据权利要求2所述的坐标型机械臂，其特征在于，所述绳索机构包括多个定滑轮和多根绳索，所述定滑轮、所述绳索和所述第三滑块一一对应设置，多个所述定滑轮分别固定连接在多个所述第三滑块上，所述绳索的第一端固定设置在所述第三支撑底座上，第二端绕过所述定滑轮并穿出到所述整臂机构，并固定连接在所述整臂机构上。4.根据权利要求3所述的坐标型机械臂，其特征在于，所述绳索机构还包括多个紧绳器，且每根所述绳索对应设置两个所述紧绳器，每两个所述紧绳器分别用于固定每根所述绳索的两端。5.根据权利要求3所述的坐标型机械臂，其特征在于，所述绳索机构还包括多个导向管，所述导向管与所述绳索一一对...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁斌，王学谦，刘厚德，梁振猷，徐文福，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44