一种多自由度机械臂制造技术

本发明专利技术涉及一种多自由度机械臂，包括：支撑座、回转机构、伸缩机构、俯仰驱动部件、折叠机构、旋转机构、开合机构及机械爪。回转机构设置在支撑座的底部；伸缩机构的一端与支撑座铰接；俯仰驱动部件的一端铰接在支撑座的顶部，另一端与伸缩机构铰接；折叠机构设置在伸缩机构的另一端；伸缩机构带动折叠机构直线运动；旋转机构与折叠机构连接；开合机构设置在旋转机构的输出端；机械爪与开合机构连接；开合机构驱动机械爪张开或合拢。该多自由度机械臂能进行6自由度复合运动，能适应复杂环境施工作业。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度机械臂
本专利技术涉及机械臂
，特别涉及一种多自由度机械臂。
技术介绍
在诸多作业环境内作业内容比较复杂，例如巷道内施工作业等，为了提高机械化作业程度、降低人工劳动强度和作业风险，需要引进机械臂代替人工作业。工程作业设备机械臂多为起吊臂，起吊臂底座具有回转装置，液压马达提供回转动力，起吊臂通过俯仰油缸和伸缩油缸，还可完成俯仰和伸缩运动，进而完成起吊作业，以上运动的控制均通过液压阀组实现。现有技术中的工程作业臂运行自由度有限，作业不灵活，无法适应复杂环境的施工作业。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多自由度机械臂，解决了或部分解决了现有技术中的工程作业臂运行自由度有限，作业不灵活，无法适应复杂环境的施工作业的技术问题，实现了机械臂的6自由度复合运动，能适应复杂环境施工作业的技术效果。本专利技术提供的一种多自由度机械臂，包括：支撑座；回转机构，设置在所述支撑座的底部，能驱动所述支撑座绕竖直轴线旋转；伸缩机构，一端与所述支撑座铰接；俯仰驱动部件，一端铰接在所述支撑座的顶部，另一端与所述伸缩机构铰接；所述俯仰驱动部件能驱动所述伸缩机构在竖直平面内摆动；折叠机构，设置在所述伸缩机构的另一端；所述伸缩机构带动所述折叠机构直线运动；旋转机构，与所述折叠机构连接；所述折叠机构驱动所述旋转机构折叠或展开；开合机构，设置在所述旋转机构的输出端；机械爪，与所述开合机构连接；所述开合机构驱动所述机械爪张开或合拢。作为优选，所述回转机构为蜗轮蜗杆回转装置；所述蜗轮蜗杆回转装置包括：回转驱动部件、蜗杆及蜗轮；所述回转驱动部件的输出端与所述蜗杆固定连接，带动所述蜗杆做直线往复运动；所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述支撑座固定在所述蜗轮上。作为优选，所述回转驱动部件为液压回转马达；所述蜗杆与所述蜗轮配合时具有自锁功能；所述蜗轮无法驱动所述蜗杆运动；所述蜗轮绕竖直轴线转动。作为优选，所述伸缩机构包括：伸缩驱动部件及若干根机械臂；若干根所述机械臂相互之间滑动连接；若干根所述机械臂中位于一端部的所述机械臂与所述支撑座铰接，位于另一端部的所述机械臂与所述第一折叠臂固定连接；所述伸缩驱动部件与若干根所述机械臂连接，带动若干根所述机械臂相对滑动，使所述伸缩机构伸长或缩短。作为优选，所述伸缩驱动部件为捆绑伸缩油缸；所述伸缩机构包括三根机械臂，分别为：一级机械臂、二级机械臂及三级机械臂；所述一级机械臂的一端铰接在所述支撑座上；所述俯仰驱动部件的另一端铰接在所述一级机械臂上；所述二级机械臂滑动套接在所述一级机械臂的内部；所述三级机械臂滑动套接在所述二级机械臂的内部；所述第一折叠臂固定在所述三级机械臂的端部；所述捆绑伸缩油缸包括：缸座、能远离或靠近所述缸座的第一输出端及第二输出端；所述缸座与所述二级机械臂固定连接；所述第一输出端与所述一级机械臂固定连接；所述第二输出端与所述三级机械臂固定连接。作为优选，所述三级机械臂位于所述二级机械臂内部的端部连接有聚氨酯滑块；所述二级机械臂位于所述一级机械臂内部的端部连接有聚氨酯滑块；所述捆绑伸缩油缸设置有第一液压顺序阀及第二液压顺序阀；所述第一液压顺序阀设置在所述第一输出端的驱动油路中；所述第二液压顺序阀设置在所述第二输出端的驱动油路中；其中，所述捆绑伸缩油缸伸长时，所述第一液压顺序阀及所述第二液压顺序阀控制所述第一输出端伸长后开始伸长所述第二输出端；所述捆绑伸缩油缸缩回时，所述第一液压顺序阀及所述第二液压顺序阀控制所述第二输出端缩回后开始缩回所述第一输出端。作为优选，所述折叠机构包括：第一折叠臂、第二折叠臂、第一连杆、第二连杆及折叠驱动部件；所述第一折叠臂固定在所述伸缩机构的另一端；所述第二折叠臂与所述第一折叠臂铰接；所述第一连杆的一端与所述第一折叠臂铰接，另一端与所述第二连杆铰接；所述第二连杆与所述第二折叠臂铰接；所述折叠驱动部件的一端与所述第二折叠臂铰接，另一端与所述第二连杆铰接；所述旋转机构设置在所述第二折叠臂上。作为优选，所述折叠驱动部件为液压油缸；所述第二折叠臂相对所述第一折叠臂的转动范围为0～180°；其中，所述折叠驱动部件缩短到最小行程时，所述第二折叠臂相对所述第一折叠臂转动到所述旋转机构远离所述第一折叠臂的第一极限位置，此时，所述旋转机构的转动轴线与所述伸缩机构的伸缩方向平行；所述折叠驱动部件伸长到最大行程时，所述第二折叠臂相对所述第一折叠臂转动到所述旋转机构靠近所述第一折叠臂的第二极限位置，此时，所述旋转机构的转动轴线与所述伸缩机构的伸缩方向平行。作为优选，所述旋转机构为螺线式摆动油缸；所述螺线式摆动油缸包括：内表面设置有螺旋齿槽的缸体及外表面设置有与所述螺旋齿槽啮合的螺旋齿的活塞杆；所述缸体内的液压油驱动所述活塞杆伸长或缩短的同时所述活塞杆进行正向或反向转动；所述开合机构设置在所述活塞杆的端部。作为优选，所述开合机构包括：开合驱动部件、第一拉杆及第二拉杆；所述开合驱动部件固定在所述旋转机构的输出端；所述第一拉杆及所述第二拉杆铰接在所述开合驱动部件的输出端；所述机械爪包括：第一爪部及第二爪部；所述第一爪部及所述第二爪部铰接在所述开合驱动部件的固定端；所述第一拉杆与所述第一爪部铰接；所述第二拉杆与所述第二爪部铰接；其中，所述开合驱动部件推或拉所述第一拉杆及所述第二拉杆，带动所述第一爪部及所述第二爪部绕各自的铰接点转动而相对分离或靠近，继而使所述机械爪张开或合拢。本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：由于采用了由支撑座、回转机构、伸缩机构、俯仰驱动部件、折叠机构、旋转机构、开合机构及机械爪组成的多自由度机械臂，回转机构驱动支撑座绕竖直轴线转动，俯仰驱动部件带动伸缩机构在竖直平面内摆动，伸缩机构带动折叠机构伸长或缩短，折叠机构驱动旋转机构折叠或展开，旋转机构带动开合机构旋转，开合机构驱动机械爪张开或合拢，使该机械臂具有6个方位的自由度，使机械爪能完成摆动、俯仰、伸缩、折叠、旋转和开合这6种运动，动作灵巧，能满足复杂环境施工作业的动作要求。这样，有效解决了现有技术中的工程作业臂运行自由度有限，作业不灵活，无法适应复杂环境的施工作业的技术问题，实现了机械臂的6自由度复合运动，能适应复杂环境施工作业的技术效果。附图说明图1为本专利技术提供的多自由度机械臂中折叠机构折叠的结构示意图；图2为本专利技术提供的多自由度机械臂中折叠机构展开的结构主视图；图3为图2的结构俯视图。(图示中各标号代表的部件依次为：1回转机构，2支撑座，3俯仰驱动部件，4伸缩机构，5折叠机构，6旋转机构，7开合机构，8机械爪，9吊钩，11回转驱动部件，12蜗轮，13蜗杆，41一级机械臂，42二级机械臂，43三级机械臂，44缸座，45第二输出端，46第一输出端，51第一连杆，52第二连杆，53折叠驱动部件，54第一折叠臂，55第二折叠臂，71开合驱动部件，72第一拉杆，73第二拉杆，81第一爪部，82第二爪部)具体实施方式本申请实施例提供了一种多自由度机械臂，解决了或部分解决了现有技术中的工程作业臂运行自由度有限，作业不灵活，无法适应复杂环境的施工作业的技术问题，通过设置由支撑座、回转机构、伸缩机构、俯仰驱动部件、折叠机构、旋转机构、开合机构及机械爪组成的多自由度机械臂，实现了机械臂的6自由度复合运动，能适应复杂环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多自由度机械臂，其特征在于，所述多自由度机械臂包括：支撑座；回转机构，设置在所述支撑座的底部，能驱动所述支撑座绕竖直轴线旋转；伸缩机构，一端与所述支撑座铰接；俯仰驱动部件，一端铰接在所述支撑座的顶部，另一端与所述伸缩机构铰接；所述俯仰驱动部件能驱动所述伸缩机构在竖直平面内摆动；折叠机构，设置在所述伸缩机构的另一端；所述伸缩机构带动所述折叠机构直线运动；旋转机构，与所述折叠机构连接；所述折叠机构驱动所述旋转机构折叠或展开；开合机构，设置在所述旋转机构的输出端；机械爪，与所述开合机构连接；所述开合机构驱动所述机械爪张开或合拢。

【技术特征摘要】
1.一种多自由度机械臂，其特征在于，所述多自由度机械臂包括：支撑座；回转机构，设置在所述支撑座的底部，能驱动所述支撑座绕竖直轴线旋转；伸缩机构，一端与所述支撑座铰接；俯仰驱动部件，一端铰接在所述支撑座的顶部，另一端与所述伸缩机构铰接；所述俯仰驱动部件能驱动所述伸缩机构在竖直平面内摆动；折叠机构，设置在所述伸缩机构的另一端；所述伸缩机构带动所述折叠机构直线运动；旋转机构，与所述折叠机构连接；所述折叠机构驱动所述旋转机构折叠或展开；开合机构，设置在所述旋转机构的输出端；机械爪，与所述开合机构连接；所述开合机构驱动所述机械爪张开或合拢。2.如权利要求1所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述回转机构为蜗轮蜗杆回转装置；所述蜗轮蜗杆回转装置包括：回转驱动部件、蜗杆及蜗轮；所述回转驱动部件的输出端与所述蜗杆固定连接，带动所述蜗杆做直线往复运动；所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述支撑座固定在所述蜗轮上。3.如权利要求2所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述回转驱动部件为液压回转马达；所述蜗杆与所述蜗轮配合时具有自锁功能；所述蜗轮无法驱动所述蜗杆运动；所述蜗轮绕竖直轴线转动。4.如权利要求1所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述伸缩机构包括：伸缩驱动部件及若干根机械臂；若干根所述机械臂相互之间滑动连接；若干根所述机械臂中位于一端部的所述机械臂与所述支撑座铰接，位于另一端部的所述机械臂与所述第一折叠臂固定连接；所述伸缩驱动部件与若干根所述机械臂连接，带动若干根所述机械臂相对滑动，使所述伸缩机构伸长或缩短。5.如权利要求4所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述伸缩驱动部件为捆绑伸缩油缸；所述伸缩机构包括三根机械臂，分别为：一级机械臂、二级机械臂及三级机械臂；所述一级机械臂的一端铰接在所述支撑座上；所述俯仰驱动部件的另一端铰接在所述一级机械臂上；所述二级机械臂滑动套接在所述一级机械臂的内部；所述三级机械臂滑动套接在所述二级机械臂的内部；所述第一折叠臂固定在所述三级机械臂的端部；所述捆绑伸缩油缸包括：缸座、能远离或靠近所述缸座的第一输出端及第二输出端；所述缸座与所述二级机械臂固定连接；所述第一输出端与所述一级机械臂固定连接；所述第二输出端与所述三级机械臂固定连接。6.如权利要求5所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述三级机械臂位于所述二级机械臂内部的端部连接有聚氨酯滑块；所述二级机械臂位于所述一级机械臂内部的端部连接有聚氨酯滑块；所述捆绑伸缩油缸设置有第一液压...

【专利技术属性】
技术研发人员：关晋凯，
申请(专利权)人：航天重型工程装备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42