一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂，包括基座，基座上以串联的方式依次连接有均由自动控制装置进行控制的第一蜗轮蜗杆传动机构、第二蜗轮蜗杆传动机构、第三蜗轮蜗杆传动机构、第四蜗轮蜗杆传动机构、第五蜗轮蜗杆传动机构以及第六齿轮传动机构，其中，各个蜗轮蜗杆传动机构均包括电机、由电机驱动的蜗杆以及与蜗杆相配合的蜗轮，各个蜗轮蜗杆传动机构均设置在各自的支撑架上，其中，第一蜗轮蜗杆传动机构的支撑架固定在基座上，其余各级蜗轮蜗杆传动机构的支撑架均与上一级蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮固定连接。本实用新型专利技术可作为机器人教学教具。

A six DOF mechanical arm based on Fischertechnik model

The utility model discloses a six DOF mechanical arm based on Fischertechnik model includes a base, the base are connected in series the first worm gear transmission mechanism, are controlled by the automatic control device of the second worm gear transmission mechanism, a worm transmission mechanism third, fourth, fifth worm gear and worm gear transmission mechanism worm gear and sixth gear transmission mechanism, wherein, the worm gear transmission mechanism comprises a motor, a worm and worm gear driven by a motor with worm phase, each worm drive mechanism are arranged on the support frame respectively, wherein the first worm gear transmission mechanism of the supporting frame is fixed on the base, the supporting frame the levels of the worm drive mechanism and the worm gear on a worm gear transmission mechanism is fixedly connected with the. The utility model can be used as a teaching aid for a robot.

【技术实现步骤摘要】
一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂
本技术属于机械手臂
，具体涉及一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂。
技术介绍
随着工业的发展，尤其是智能制造、机器人自动化方面，越来越多的教学机构、科研机构应用工业机器人进行教学培训、展开科研项目，现有的工业机器人通常存在着结构体积大、重量大、开发周期长、不易于机器人控制系统的研发且制造成本高等不足。现有技术中有待提供一种结构简单、重量轻、开发周期短、易于研发机器人控制系统、制造成本低的多自由度机械手臂，应用于诸如机器人教学教具、作为开发机器人控制系统的平台等应用场景。
技术实现思路
本技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂，该机械手臂应用市场上由慧鱼公司提供的模型搭建标准件进行构建，具有结构简单、重量轻、搭建方便、开发周期短、易于研发机器人控制系统、制造成本低等优点，尤其适用于诸如机器人教学教具、作为开发机器人控制系统的平台等应用场景。本技术的目的通过以下技术方案实现：一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂，包括基座，基座上以串联的方式依次连接有均由自动控制装置进行控制的第一蜗轮蜗杆传动机构、第二蜗轮蜗杆传动机构、第三蜗轮蜗杆传动机构、第四蜗轮蜗杆传动机构、第五蜗轮蜗杆传动机构以及第六齿轮传动机构，其中，各个蜗轮蜗杆传动机构均包括电机、由电机驱动的蜗杆以及与蜗杆相配合的蜗轮，各个蜗轮蜗杆传动机构均设置在各自的支撑架上，其中，第一蜗轮蜗杆传动机构的支撑架固定在基座上，其余各级蜗轮蜗杆传动机构的支撑架均与上一级蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮固定连接；所述第六齿轮传动机构包括第六电机、由第六电机驱动的主动齿轮以及与主动齿轮啮合的从动齿轮，该第六齿轮传动机构设置于第六支撑架上，该第六支撑架与第五蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮固定连接。上述基于慧鱼模型的六自由度机械手臂的工作原理是：上述机械手臂由五个蜗轮蜗杆传动机构和一个轮传动机构串接形成六自由度串联机械臂，每级传动机构提供一个自由度，该机械臂的末端根据需要设置特定的末端执行器，工作时由自动控制装置发出控制指令，控制各级传动机构中电机转动设定的角度，各级传动机构的动作组合在一起构成末端执行器的运动轨迹，使得末端执行器按设定的路径运动。本技术的一个优选方案，其中，所述第一蜗轮蜗杆传动机构包括第一电机、与第一电机主轴连接的第一蜗杆以及与第一蜗杆相配合的第一蜗轮，该第一蜗轮蜗杆传动机构设置于第一支撑架上，所述第一蜗杆的轴线水平设置，所述第一蜗轮的轴线垂直设置。通过采用上述结构形式的第一蜗轮蜗杆传动机构，使得第一蜗轮能够在水平面内转动，从而为末端执行器提供在水平面内转动的自由度。本技术的一个优选方案，其中，所述第二蜗轮蜗杆传动机构包括第二电机、与第二电机主轴连接的第二蜗杆以及与第二蜗杆相配合的第二蜗轮，该第二蜗轮蜗杆传动机构设置于第二支撑架上，所述第二支撑架固定在第一蜗轮的顶部并向上延伸，所述第二蜗杆的轴线水平设置，所述第二蜗轮的轴线也为水平设置。通过采用上述结构形式的第二蜗轮蜗杆传动机构，使得第二蜗轮能够在铅垂面内转动，从而为末端执行器提供在铅垂面内转动的自由度。本技术的一个优选方案，其中，所述第三蜗轮蜗杆传动机构包括第三电机、与第三电机主轴连接的第三蜗杆以及与第三蜗杆相配合的第三蜗轮，该第三蜗轮蜗杆传动机构设置于第三支撑架上，所述第三支撑架固定在第二蜗轮的侧面上；所述第三支撑架和第二支撑架之间设有第一级转动角度限位机构，该第一级转动角度限位机构包括设置在第二支撑架上的两个第一级限位开关以及设在第三支撑架上的两个第一级触发件，所述两个第一级限位开关分别设置于两个第一级触发件的转动范围的极限位置处。上述第三蜗轮蜗杆传动机构工作时绕着第二蜗轮的水平轴线转动，其中的第三蜗杆的轴线在工作过程是变化的，并由第三蜗轮输出旋转运动；整个第三蜗轮蜗杆传动机构的活动范围由第一级转动角度限位机构限定，当第一级触发件运动到极限位置并触发第一级限位开后，停止向前转动。本技术的一个优选方案，其中，所述第四蜗轮蜗杆传动机构包括第四电机、第四蜗杆以及与第四蜗杆相配合的第四蜗轮，所述第四电机主轴上连接有传动杆，该传动杆的末端通过锥齿传动机构与第四蜗杆连接；该第四蜗轮蜗杆传动机构设置于第四支撑架上，所述第四支撑架固定在第三蜗轮的侧面上；所述第四支撑架和第三支撑架之间设有第二级转动角度限位机构，该第二级转动角度限位机构包括设置在第三支撑架上的两个第二级限位开关以及设在第四支撑架上的两个第二级触发件，所述两个第二级限位开关分别设置于两个第二级触发件的转动范围的极限位置处。上述结构的第四蜗轮蜗杆传动机构中，通过设置传动杆，使得第四蜗杆与第四电机之间可以相距一定的距离，从而延长机械臂的长度，同时也使得第四支撑架上的重力分布更加均衡，使得机械臂的重心稳定；另外，设置第二级转动角度限位机构，可以限定整个第四蜗轮蜗杆传动机构的活动范围，其工作原理与第一级转动角度限位机构相似。本技术的一个优选方案，其中，所述第五蜗轮蜗杆传动机构包括第五电机、第五蜗杆以及与第五蜗杆相配合的第五蜗轮，所述第五电机的主轴与第五蜗杆之间通过依次啮合的三个圆柱齿轮连接；该第五蜗轮蜗杆传动机构设置于第五支撑架上，所述第五支撑架固定在第四蜗轮上。上述结构的第五蜗轮蜗杆传动机构中，通过在第五电机的主轴与第五蜗杆之间通过依次啮合的三个圆柱齿轮进行传动，使得第五电机、第五蜗杆以及第五蜗轮在第五支撑架上的布置更加合理，重力分布均匀，提高机械臂的稳定性。本技术的一个优选方案，其中，所述第六支撑架固定在第五蜗轮上；所述第六支撑架和第五支撑架之间设有第三级转动角度限位机构，该第三级转动角度限位机构包括设置在第五支撑架上的两个第三级限位开关以及设在第六支撑架上的两个第三级触发件，所述两个第三级限位开关分别设置于两个第三级触发件的转动范围的极限位置处。上述结构中，设置第三级转动角度限位机构，可以限定整个第六齿轮传动机构的活动范围，其工作原理与第一级转动角度限位机构相似。本技术的一个优选方案，其中，所述第一级触发件、第二级触发件以及第三级触发件均由方块件叠加形成。这样可以根据需要调节触发件的长度，从而改变相应传动机构的活动范围，满足多样化的工作要求。本技术的一个优选方案，其中，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机以及第六电机均为直流电机。本技术的一个优选方案，其中，所述第六齿轮传动机构中的从动齿轮上设有气动机械手爪机构；所述气动机械手爪机构包括固定在基座上的气泵、固定在所述从动齿轮上的气缸和转动连接于所述从动齿轮上的两个机械手爪；所述气缸的推杆上转动连接有两片连接片，两片连接片分别连接两个机械手爪。设置上述气动机械手爪机构作为末端执行器，可以实现夹持搬运工作；通过气缸的推杆拉动连接机械手爪的连接片，从而使机械手爪闭合抓住物品，该连接片相当于人体的经脉，该方式结构简单并且控制精准。本技术与现有技术相比具有以下的有益效果：1、本技术的机械手臂具有六自由度，能够从六个部位实现转动，从而能够灵活地将末端执行器移动到手臂长度范围内的各个部位。2、本技术的机械手臂采用慧鱼模型制造有着结构简单、重量轻、开发周期短、易于研发机器人控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂，包括基座，其特征在于：基座上以串联的方式依次连接有均由自动控制装置进行控制的第一蜗轮蜗杆传动机构、第二蜗轮蜗杆传动机构、第三蜗轮蜗杆传动机构、第四蜗轮蜗杆传动机构、第五蜗轮蜗杆传动机构以及第六齿轮传动机构，其中，各个蜗轮蜗杆传动机构均包括电机、由电机驱动的蜗杆以及与蜗杆相配合的蜗轮，各个蜗轮蜗杆传动机构均设置在各自的支撑架上，其中，第一蜗轮蜗杆传动机构的支撑架固定在基座上，其余各级蜗轮蜗杆传动机构的支撑架均与上一级蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮固定连接；所述第六齿轮传动机构包括第六电机、由第六电机驱动的主动齿轮以及与主动齿轮啮合的从动齿轮，该第六齿轮传动机构设置于第六支撑架上，该第六支撑架与第五蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂，包括基座，其特征在于：基座上以串联的方式依次连接有均由自动控制装置进行控制的第一蜗轮蜗杆传动机构、第二蜗轮蜗杆传动机构、第三蜗轮蜗杆传动机构、第四蜗轮蜗杆传动机构、第五蜗轮蜗杆传动机构以及第六齿轮传动机构，其中，各个蜗轮蜗杆传动机构均包括电机、由电机驱动的蜗杆以及与蜗杆相配合的蜗轮，各个蜗轮蜗杆传动机构均设置在各自的支撑架上，其中，第一蜗轮蜗杆传动机构的支撑架固定在基座上，其余各级蜗轮蜗杆传动机构的支撑架均与上一级蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮固定连接；所述第六齿轮传动机构包括第六电机、由第六电机驱动的主动齿轮以及与主动齿轮啮合的从动齿轮，该第六齿轮传动机构设置于第六支撑架上，该第六支撑架与第五蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮固定连接。2.根据权利要求1所述的一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂，其特征在于，所述第一蜗轮蜗杆传动机构包括第一电机、与第一电机主轴连接的第一蜗杆以及与第一蜗杆相配合的第一蜗轮，该第一蜗轮蜗杆传动机构设置于第一支撑架上，所述第一蜗杆的轴线水平设置，所述第一蜗轮的轴线垂直设置。3.根据权利要求2所述的一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂，其特征在于，所述第二蜗轮蜗杆传动机构包括第二电机、与第二电机主轴连接的第二蜗杆以及与第二蜗杆相配合的第二蜗轮，该第二蜗轮蜗杆传动机构设置于第二支撑架上，所述第二支撑架固定在第一蜗轮的顶部并向上延伸，所述第二蜗杆的轴线水平设置，所述第二蜗轮的轴线也为水平设置。4.根据权利要求3所述的一种基于慧鱼模型的六自由度机械手臂，其特征在于，所述第三蜗轮蜗杆传动机构包括第三电机、与第三电机主轴连接的第三蜗杆以及与第三蜗杆相配合的第三蜗轮，该第三蜗轮蜗杆传动机构设置于第三支撑架上，所述第三支撑架固定在第二蜗轮的侧面上；所述第三支撑架和第二支撑架之间设有第一级转动角度限位机构，该第一级转动角度限位机构包括设置在第二支撑架上的两个第一级限位开关以及设在第三支撑架上的两个第一级触发件，所述两个第一级限位开关分别设置于两个第一级触发件的转动范围的极限位置处。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜华，陈钦海，
申请(专利权)人：广州傲胜机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44