通用机械臂制造技术

本实用新型专利技术公开了一种通用机械臂，包括固定座、机械臂肩、上臂、肘关节、前臂、腕关节和手腕接口，手腕接口上设有用于与多种机械手卡接的卡槽，机械臂肩通过机械臂肩舵机转动设置在固定座上；上臂通过上臂抬动舵机铰接在机械臂肩上；肘关节通过上臂旋转舵机转动设置在上臂上；前臂通过肘关节舵机铰接在肘关节上；手腕与上臂之间依次设有腕部上下舵机和腕部左右舵机。本实用新型专利技术，完全模拟人类上肢骨骼结构，具有七个自由度，具有更高的灵活性，将舵机内置在各部件内，结构紧凑，灵敏度和动作精度高，噪音小，污染少，能在极端的温度环境下使用，可以根据需要安装在任意倾斜角度的基座上，适用性强。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械臂，具体涉及通用机械臂。
技术介绍
传统的六自由度的机械臂已经可以抵达三维空间中的任意一点位置，然而，六自由度有其明显的不足之处：六自由度的机械臂末端抵达空间任意一点位置的解法是唯一的，一旦中间出现障碍物，则会与之发生冲撞。也就是说，六自由度无法完全绕开空间当中可能出现的障碍物。理论上说，七个自由度才是机械臂需要的最少的自由度，同时，这也是人类的上肢自由度的数目。以七个自由度为目标的机械臂，将会是仿生机械臂未来的发展方向。但是目前七个自由度为目标的机械臂有许多不足，如中国专利技术专利申请CN 104608145 A公开的“一种基于人体工程学的七自由度仿人型机械臂系统”，以模拟人类骨骼为目的的机械臂，但是，它是以液压来传动，泄漏不可避免，因此不能实现严格的传动比；其次，它对温度敏感，使用和维修要求高。由此可见，目前的七自由度机械臂存在灵活性差、精度不足的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是目前的七自由度机械臂存在灵活性差、精度不足的问题。为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是提供了一种
通用机械臂，包括固定座、机械臂肩、上臂、肘关节、前臂、腕关节和手腕接口，所述手腕接口上设有用于与多种机械手卡接的卡槽，其中：所述机械臂肩通过机械臂肩舵机转动设置在所述固定座上；所述上臂内部设有上臂抬动舵机和上臂旋转舵机，所述上臂通过所述上臂抬动舵机铰接在所述机械臂肩上；所述肘关节通过上臂旋转舵机转动设置在所述上臂上，所述肘关节内设有肘关节舵机；所述前臂通过所述肘关节舵机铰接在所述肘关节上，所述前臂内设有前臂旋转舵机；所述腕关节包括腕部上下舵机和腕部左右舵机，所述腕部左右舵机通过所述前臂旋转舵机转动设置在所述前臂上，所述腕部上下舵机通过第一铰接轴铰接在所述腕部左右舵机上；所述手腕接口通过第二铰接轴铰接在所述腕部上下舵机上，且所述第一铰接轴与所述第二铰接轴垂直设置。在上述通用机械臂中，所述机械臂肩上设有两延伸板，所述上臂铰接在两所述延伸板之间。在上述通用机械臂中，所述前臂设有两对称的肘关节舵机臂，两所述肘关节舵机臂铰接在所述肘关节的两侧。在上述通用机械臂中，所述手腕接口包括连接板和两端的弧形板，所述弧形板铰接在所述腕部上下舵机上，所述连接板的外侧面上设有所述卡槽。在上述通用机械臂中，所述上臂旋转舵机与所述肘关节之间设有第一齿轮组件，所述前臂旋转舵机与所述腕部左右舵机之间设有第二齿轮组件。在上述通用机械臂中，所述上臂和所述前臂的壳体均由内、外两部分扣接而成。本技术，完全模拟人类上肢骨骼结构，具有七个自由度，具有更
高的灵活性，将舵机内置在各部件内，结构紧凑，灵敏度和动作精度高，噪音小，污染少，能在极端的温度环境下使用，可以根据需要安装在任意倾斜角度的基座上，适用性强。附图说明图1为本技术的正视图；图2为本技术的右视图；图3为本技术的后视图；图4为本技术中手腕接口和机械手的结构示意图。具体实施方式本技术提供了一种通用机械臂，灵活性高，结构紧凑，适用性强。下面结合具体实施例和说明书附图对本技术予以详细说明。如图1和图4所示，本技术提供的通用机械臂包括固定座1、机械臂肩3、上臂4、肘关节5、前臂6、腕关节和手腕接口8，手腕接口8上设有用于与多种机械手9卡接的卡槽83。如图2和图3所示，机械臂肩3通过机械臂肩舵机2转动设置在固定座1上；上臂4内部设有上臂抬动舵机41和上臂旋转舵机42，上臂4通过上臂抬动舵机41铰接在机械臂肩3上；肘关节5通过上臂旋转舵机42转动设置在上臂4上，肘关节5内设有肘关节舵机；前臂6通过肘关节舵机铰接在肘关节5上，前臂6内设有前臂旋转舵机61；腕关节包括腕部上下舵机72和腕部左右舵机71，腕部左右舵机71通过前臂旋转舵机61转动设置在前臂6上，腕部上下舵机72通过第一铰接轴铰接在腕部左右舵机71上；手腕接口8通过第二铰接轴铰接在腕部上下舵机72上，且第一铰接轴与第二铰接轴垂直设置。机械臂肩3上设有两延伸板，上臂4铰接在两延伸板之间。前臂6设
有两对称的肘关节舵机臂，两肘关节舵机臂铰接在肘关节5的两侧。上臂旋转舵机42与肘关节5之间设有第一齿轮组件，前臂旋转舵机61与腕部左右舵机71之间设有第二齿轮组件，便于精确调节前臂6和腕关节的转速。前臂6和腕关节的转动位置均设有滚动轴承，便于提高转动的精确度和平稳度，减小噪声。上臂4和前臂6的壳体均由内、外两部分扣接而成，安装方便，易于加工。手腕接口8包括连接板和两端的弧形板，弧形板铰接在腕部左右舵机71上，连接板的外侧面上设有卡槽83。机械手9卡接入卡槽83内，然后通过沉头螺钉固定。卡槽83的结构使其可适用于多用机械手，不受型号的限制。机械臂通过7个舵机实现7个自由度。7个舵机分别是机械臂肩舵机2、上臂抬动舵机41、上臂旋转舵机42、肘关节舵机、前臂旋转舵机61、腕部左右舵机71和腕部上下舵机72。机械臂肩舵机2用于实现肩部驱动，带动整个手臂360°旋转。上臂抬动舵机41用于实现机械臂肩3以外的部分的上下抬动，使上臂4能与机械臂肩3形成一定的角度范围，跟机械臂肩舵机2配合，也就是说根据机械臂肩3不同的角度位置，整个手臂的抬动方向是可控的。上臂旋转舵机42用于实现前臂6、腕关节和手腕接口8等的整体旋转。肘关节舵机用于实现前臂6的弯曲运动。前臂旋转舵机61用于实现手腕接口8和机械手9的转动。腕部左右舵机71用于实现机械臂腕部左右动作，使手腕接口8和机械手9能小范围移动，定位更准确，移动更灵活；腕部上下舵机72用于实现机械手9的翻腕动作，腕部左右舵机71和腕部上下舵机72协同实现手腕接口8和机械手9的水平或倾斜操作，使机械手9可以实现任意角度倾斜操作。整个机械臂通过7个舵机的协调动作，能够实现如同人手一样的全方位协调的自由动作，动作精准度高。本技术，完全模拟人类上肢骨骼结构，具有七个自由度，具有更
高的灵活性，将舵机内置在各部件内，结构紧凑，灵敏度和动作精度高，噪音小，污染少，能在极端的温度环境下使用，可以根据需要安装在任意倾斜角度的基座上，适用性强。本技术不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本技术的启示下作出的结构变化，凡是与本技术具有相同或相近的技术方案，均落入本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
通用机械臂，其特征在于，包括固定座、机械臂肩、上臂、肘关节、前臂、腕关节和手腕接口，所述手腕接口上设有用于与多种机械手卡接的卡槽，其中：所述机械臂肩通过机械臂肩舵机转动设置在所述固定座上；所述上臂内部设有上臂抬动舵机和上臂旋转舵机，所述上臂通过所述上臂抬动舵机铰接在所述机械臂肩上；所述肘关节通过上臂旋转舵机转动设置在所述上臂上，所述肘关节内设有肘关节舵机；所述前臂通过所述肘关节舵机铰接在所述肘关节上，所述前臂内设有前臂旋转舵机；所述腕关节包括腕部上下舵机和腕部左右舵机，所述腕部左右舵机通过所述前臂旋转舵机转动设置在所述前臂上，所述腕部上下舵机通过第一铰接轴铰接在所述腕部左右舵机上；所述手腕接口通过第二铰接轴铰接在所述腕部上下舵机上，且所述第一铰接轴与所述第二铰接轴垂直设置。

【技术特征摘要】
1.通用机械臂，其特征在于，包括固定座、机械臂肩、上臂、肘关节、前臂、腕关节和手腕接口，所述手腕接口上设有用于与多种机械手卡接的卡槽，其中：所述机械臂肩通过机械臂肩舵机转动设置在所述固定座上；所述上臂内部设有上臂抬动舵机和上臂旋转舵机，所述上臂通过所述上臂抬动舵机铰接在所述机械臂肩上；所述肘关节通过上臂旋转舵机转动设置在所述上臂上，所述肘关节内设有肘关节舵机；所述前臂通过所述肘关节舵机铰接在所述肘关节上，所述前臂内设有前臂旋转舵机；所述腕关节包括腕部上下舵机和腕部左右舵机，所述腕部左右舵机通过所述前臂旋转舵机转动设置在所述前臂上，所述腕部上下舵机通过第一铰接轴铰接在所述腕部左右舵机上；所述手腕接口通过第二铰接轴铰接在所述腕部上下舵机上，且所述第一铰接...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙天齐，
申请(专利权)人：奇弩北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11