带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂制造技术

本发明专利技术涉及一种带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，包括底座、第一回转腰、第二回转腰、第一大臂部件、第二大臂部件、小臂、第一回转驱动杆、第二回转驱动杆、手爪部件、第一虎克铰、第二虎克铰、第一驱动销轴、第二驱动销轴、第一转动轴和第二转动轴，通过第一回转驱动杆、第二回转驱动杆、第一大臂驱动杆、第二大臂驱动杆、驱动杆和电机对工业机械臂进行协调驱动，可以实现工件在空间内的三维移动和三维转动。本发明专利技术通过对串并混联六自由度工业机械臂的设计，使得串并混联六自由度工业机械臂具有结构简单、精度高、承载能力强、工作空间大以及工艺性能好等优点，可以广泛地应用于汽车、电子、核工业、航空航天等现代工业领域。

Series-parallel six-degree-of-freedom industrial manipulator with two revolving waists

The invention relates to a series-parallel six-degree-of-freedom industrial manipulator with two revolving waists, including a base, a first revolving waist, a second revolving waist, a first arm component, a second arm component, a small arm, a first revolving driving rod, a second revolving driving rod, a claw component, a first Hooke hinge, a second Hooke hinge, a first driving pin shaft, a second driving pin shaft, a first revolving shaft and a second revolving pin. The second rotating shaft coordinates the drive of the industrial manipulator through the first rotating driving rod, the second rotating driving rod, the first arm driving rod, the second arm driving rod, the driving rod and the motor, thus realizing the three-dimensional movement and rotation of the workpiece in space. Through the design of the serial-parallel six-degree-of-freedom industrial manipulator, the serial-parallel six-degree-of-freedom industrial manipulator has the advantages of simple structure, high precision, strong bearing capacity, large workspace and good technological performance, and can be widely used in modern industrial fields such as automobile, electronics, nuclear industry, aerospace and so on.

【技术实现步骤摘要】
带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂
本专利技术属于工业机器人领域，特别是涉及一种可实现三维移动和三维转动的带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂。
技术介绍
六自由度工业机械臂是较早被应用于工业生产线的机器人之一。随着机器人技术的不断进步，六自由度工业机械臂的组成形式也在不断的改进。目前，六自由度工业机械臂主要包括串联、并联和串并混联三种结构形式，串联六自由度工业机械臂具有运动灵活、工作空间大、承载能力较小的特点；并联六自由度工业机械臂具有刚度大、精度高、承载能力大、工作空间小的特点；串并混联六自由度工业机械臂是近年来学者们融合串联和并联工业机械臂的优点而提出的一种工作空间和承载能力较为均衡的一种工业机械臂。串并混联工业机械臂可有效地弥补串联六自由度工业机械臂和并联六自由度工业机械臂的功能短板，可以广泛地应用于现代工业领域。
技术实现思路
针对以上情况，本专利技术提供一种带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，克服了现有技术中串联六自由度工业机械臂和并联六自由度工业机械臂的缺点，通过对串并混联六自由度工业机械臂的设计，使得串并混联六自由度工业机械臂具有结构简单、精度高、承载能力强、工作空间大以及工艺性能好等优点，可以广泛地应用于汽车、电子、核工业、航空航天等现代工业领域。本专利技术采用的技术方案是，一种带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，包括底座、第一回转腰、第二回转腰、第一大臂部件、第二大臂部件、小臂、第一回转驱动杆、第二回转驱动杆、手爪部件、第一虎克铰、第二虎克铰、第一驱动销轴、第二驱动销轴、第一转动轴和第二转动轴，所述第一回转腰和第二回转腰的第一端分别设于所述底座上表面的第一端和第二端，且与所述底座上表面转动连接，所述第一回转腰的第二端与所述第一大臂部件的第一下连接件固定连接，且所述第一大臂部件的第一上连接件通过所述第一虎克铰与所述小臂的中部连接，所述第二回转腰的第二端与所述第二大臂部件的第二下连接件固定连接，且所述第二大臂部件的第二上连接件通过所述第二虎克铰与所述小臂的第一端连接，所述第一回转驱动杆的第一端通过所述第一转动轴与所述第一下连接件的第一侧面转动连接，且其第二端与设于所述底座第三端中间位置的第一驱动销轴转动连接，所述第二回转驱动杆的第一端通过所述第二转动轴与所述第二下连接件的第一侧面转动连接，且其第二端与设于所述底座第四端中间位置的第二驱动销轴转动连接，所述手爪部件设于所述小臂的第二端。进一步地，所述第一大臂部件包括第一下连接件、第一中间连接件、第一上连接件、第一H形连接件、第二H形连接件、第三H形连接件、第四H形连接件、第一支撑销轴、第二支撑销轴、第三支撑销轴、第四支撑销轴、第一连接销轴、第二连接销轴和第一大臂驱动杆，所述第一H形连接件的第一端通过所述第一支撑销轴与所述第一下连接件的第一端转动连接，且所述第一H形连接件的第二端通过所述第一连接销轴与所述第二H形连接件的第一端转动连接，所述第二H形连接件的第二端通过所述第二支撑销轴与所述第一上连接件的第一端转动连接，且所述第一上连接件的第二端通过所述第三支撑销轴与所述第三H形连接件的第一端转动连接，所述第三H形连接件的第二端通过所述第二连接销轴与所述第四H形连接件的第一端转动连接，且所述第四H形连接件的第二端通过所述第四支撑销轴与所述第一下连接件的第二端转动连接，所述第一中间连接件的第一端与所述第一连接销轴固定连接，且其第二端与所述第二连接销轴固定连接，所述第一大臂驱动杆的第一端与所述第四支撑销轴的中部转动连接，且其第二端与所述第一连接销轴的中部转动连接。进一步地，所述第二大臂部件包括第二下连接件、第二中间连接件、第二上连接件、第五H形连接件、第六H形连接件、第七H形连接件、第八H形连接件、第五支撑销轴、第六支撑销轴、第七支撑销轴、第八支撑销轴、第三连接销轴、第四连接销轴、第二大臂驱动杆、驱动杆和第三转动轴，所述第五H形连接件的第一端通过所述第五支撑销轴与所述第二下连接件的第一端转动连接，且所述第五H形连接件的第二端通过所述第三连接销轴与所述第六H形连接件的第一端转动连接，所述第六H形连接件的第二端通过所述第六支撑销轴与所述第二上连接件的第一端转动连接，且所述第二上连接件的第二端通过所述第七支撑销轴与所述第七H形连接件的第一端转动连接，所述第七H形连接件的第二端通过所述第四连接销轴与所述第八H形连接件的第一端转动连接，且所述第八H形连接件的第二端通过所述第八支撑销轴与所述第二下连接件的第二端转动连接，所述第二中间连接件的第一端与所述第三连接销轴固定连接，且其第二端与所述第四连接销轴固定连接，所述第二大臂驱动杆的第一端与所述第八支撑销轴的中部转动连接，且其第二端与所述第三连接销轴的中部转动连接，所述驱动杆的第一端与所述第五支撑销轴的中部转动连接，且其第二端与设于所述第六H形连接件中间位置的第三转动轴转动连接。进一步地，所述手爪部件包括手爪、手爪转动轴和电机，所述手爪的第一端与所述手爪转动轴的第一端固定连接，所述手爪转动轴通过联轴器与所述电机的输出轴连接。优选地，所述第一回转腰和第二回转腰的转动轴线相互平行。优选地，所述第一支撑销轴、第二支撑销轴、第三支撑销轴、第四支撑销轴、第一连接销轴和第二连接销轴的轴线相互平行，且所述第五支撑销轴、第六支撑销轴、第七支撑销轴、第八支撑销轴、第三连接销轴、第四连接销轴和第三转动轴的轴线相互平行。优选地，所述第一支撑销轴轴线到所述第四支撑销轴轴线间的垂直距离与所述第一连接销轴轴线到所述第二连接销轴轴线间的垂直距离以及与所述第二支撑销轴轴线到所述第三支撑销轴轴线间的垂直距离均相等，所述第一支撑销轴轴线到所述第一连接销轴轴线间的垂直距离与所述第四支撑销轴轴线到所述第二连接销轴轴线间的垂直距离相等，所述第一连接销轴轴线到所述第二支撑销轴轴线间的垂直距离与所述第二连接销轴轴线到所述第三支撑销轴轴线间的垂直距离相等。优选地，所述第五支撑销轴轴线到所述第八支撑销轴轴线间的垂直距离与所述第三连接销轴轴线到所述第四连接销轴轴线间的垂直距离以及与所述第六支撑销轴轴线到所述第七支撑销轴轴线间的垂直距离均相等，所述第五支撑销轴轴线到所述第三连接销轴轴线间的垂直距离与所述第八支撑销轴轴线到所述第四连接销轴轴线间的垂直距离相等，所述第三连接销轴轴线到所述第六支撑销轴轴线间的垂直距离与所述第四连接销轴轴线到所述第七支撑销轴轴线间的垂直距离相等。优选地，所述第一虎克铰与所述小臂中部转动连接的水平轴线和所述第二虎克铰与所述小臂第一端转动连接的水平轴线相互平行，所述第一虎克铰与所述第一上连接件转动连接的竖直轴线和所述第二虎克铰与所述第二上连接件转动连接的竖直轴线相互平行。本专利技术的特点和有益效果是：1、本专利技术提供的带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，具有刚度大、精度高、承载能力强、运动灵活、工作空间大的优点；2、本专利技术提供的带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，机械臂中的所有运动副均利用转动副实现，结构工艺性能安全、稳定；3、本专利技术提供的带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，机械臂可以实现空间内的三维移动和三维转动，通用性较好，可以广泛地应用于汽车、电子、核工业、航空航天等现代工业领域。附图说明图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，其特征在于，包括底座、第一回转腰、第二回转腰、第一大臂部件、第二大臂部件、小臂、第一回转驱动杆、第二回转驱动杆、手爪部件、第一虎克铰、第二虎克铰、第一驱动销轴、第二驱动销轴、第一转动轴和第二转动轴，所述第一回转腰和第二回转腰的第一端分别设于所述底座上表面的第一端和第二端，且与所述底座上表面转动连接，所述第一回转腰的第二端与所述第一大臂部件的第一下连接件固定连接，且所述第一大臂部件的第一上连接件通过所述第一虎克铰与所述小臂的中部连接，所述第二回转腰的第二端与所述第二大臂部件的第二下连接件固定连接，且所述第二大臂部件的第二上连接件通过所述第二虎克铰与所述小臂的第一端连接，所述第一回转驱动杆的第一端通过所述第一转动轴与所述第一下连接件的第一侧面转动连接，且其第二端与设于所述底座第三端中间位置的第一驱动销轴转动连接，所述第二回转驱动杆的第一端通过所述第二转动轴与所述第二下连接件的第一侧面转动连接，且其第二端与设于所述底座第四端中间位置的第二驱动销轴转动连接，所述手爪部件设于所述小臂的第二端。

【技术特征摘要】
1.一种带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，其特征在于，包括底座、第一回转腰、第二回转腰、第一大臂部件、第二大臂部件、小臂、第一回转驱动杆、第二回转驱动杆、手爪部件、第一虎克铰、第二虎克铰、第一驱动销轴、第二驱动销轴、第一转动轴和第二转动轴，所述第一回转腰和第二回转腰的第一端分别设于所述底座上表面的第一端和第二端，且与所述底座上表面转动连接，所述第一回转腰的第二端与所述第一大臂部件的第一下连接件固定连接，且所述第一大臂部件的第一上连接件通过所述第一虎克铰与所述小臂的中部连接，所述第二回转腰的第二端与所述第二大臂部件的第二下连接件固定连接，且所述第二大臂部件的第二上连接件通过所述第二虎克铰与所述小臂的第一端连接，所述第一回转驱动杆的第一端通过所述第一转动轴与所述第一下连接件的第一侧面转动连接，且其第二端与设于所述底座第三端中间位置的第一驱动销轴转动连接，所述第二回转驱动杆的第一端通过所述第二转动轴与所述第二下连接件的第一侧面转动连接，且其第二端与设于所述底座第四端中间位置的第二驱动销轴转动连接，所述手爪部件设于所述小臂的第二端。2.根据权利要求1所述的带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，其特征在于，所述第一大臂部件包括第一下连接件、第一中间连接件、第一上连接件、第一H形连接件、第二H形连接件、第三H形连接件、第四H形连接件、第一支撑销轴、第二支撑销轴、第三支撑销轴、第四支撑销轴、第一连接销轴、第二连接销轴和第一大臂驱动杆，所述第一H形连接件的第一端通过所述第一支撑销轴与所述第一下连接件的第一端转动连接，且所述第一H形连接件的第二端通过所述第一连接销轴与所述第二H形连接件的第一端转动连接，所述第二H形连接件的第二端通过所述第二支撑销轴与所述第一上连接件的第一端转动连接，且所述第一上连接件的第二端通过所述第三支撑销轴与所述第三H形连接件的第一端转动连接，所述第三H形连接件的第二端通过所述第二连接销轴与所述第四H形连接件的第一端转动连接，且所述第四H形连接件的第二端通过所述第四支撑销轴与所述第一下连接件的第二端转动连接，所述第一中间连接件的第一端与所述第一连接销轴固定连接，且其第二端与所述第二连接销轴固定连接，所述第一大臂驱动杆的第一端与所述第四支撑销轴的中部转动连接，且其第二端与所述第一连接销轴的中部转动连接。3.根据权利要求1或者2所述的带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂，其特征在于，所述第二大臂部件包括第二下连接件、第二中间连接件、第二上连接件、第五H形连接件、第六H形连接件、第七H形连接件、第八H形连接件、第五支撑销轴、第六支撑销轴、第七支撑销轴、第八支撑销轴、第三连接销轴、第四连接销轴、第二大臂驱动杆、驱动杆和第三转动轴，所述第五H形连接件的第一端通过所述第五支撑销轴与所述第二下连接件的第一端转动连接，且所述第五H形连接件的第二端通过所述第三连接销轴与所述第六H形连接件的第一端转动连接，所述第六H形连接件的第二端通过所述第六支撑销轴与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：金振林，冯海兵，张金柱，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13