一种单机轴联式多自由度关节机械臂制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单机轴联式多自由度关节机械臂，包括主臂，还包括第一旋转臂组件、第二旋转臂组件和第三旋转臂组件，所述主臂设置有驱动组件，其中驱动组件连接第一旋转臂组件，所述第一旋转臂组件端部连接第二旋转臂组件，其中第二旋转臂组件端部连接第三旋转臂组件，所述第一旋转臂组件、第二旋转臂组件和第三旋转臂组件分别可绕自身轴向转动，其中第二旋转臂组件可绕第一旋转臂组件端部旋转，其中第三旋转臂组件可绕第二旋转臂组件端部旋转。本实用新型专利技术减少了伺服电机和减速机的使用量，降低了生产成本、使用成本和后期保养维修的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种单机轴联式多自由度关节机械臂
本技术涉及机器人关节机械臂
，特别涉及一种单机轴联式多自由度关节机械臂。
技术介绍
在现有的技术背景中，机器人的每一个关节都配置有一个伺服电机，以及相配套的减速机构，以此来调整调节关联关节的角位移和执行机构的相对坐标位移，此种结构配置方案，虽可以达到控制调整约束各关节及相连关节杆件机械臂的目的，但因其伺服电机、减速机不能串联共用，致使其生产成本、使用成本，后期保养维护等成本增加，且每个关节运动路径在一个平面维度内，制约了关节机械臂的多维灵活性和操作性能。
技术实现思路
为了解决现有关节机械臂存在的问题，本技术提供了一种单机轴联式多自由度关节机械臂。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种单机轴联式多自由度关节机械臂，包括主臂，还包括第一旋转臂组件、第二旋转臂组件和第三旋转臂组件，所述主臂设置有驱动组件，其中驱动组件连接第一旋转臂组件，所述第一旋转臂组件端部连接第二旋转臂组件，其中第二旋转臂组件端部连接第三旋转臂组件，所述第一旋转臂组件、第二旋转臂组件和第三旋转臂组件分别可绕自身轴向转动，其中第二旋转臂组件可绕第一旋转臂组件端部旋转，其中第三旋转臂组件可绕第二旋转臂组件端部旋转。优选的，所述驱动组件包括伺服电机、减速机齿轮和从动齿轮，其中伺服电机设置于机械臂主臂上，所述伺服电机输出端连接减速机齿轮，其中减速机齿轮与从动齿轮配合，所述从动齿轮带动第一旋转臂组件转动。优选的，所述第一旋转臂组件包括第一旋转轴、第一联动轴、第一机械臂杆件、第一旋转臂主臂、第一旋转臂轴承座、第一旋转轴锁紧螺母、第一联动轴伞轮、第一旋转关节伞轮、第一关节轴、第一连动轴轴承座、第一连接螺栓和第一电磁离合器，其中第一联动轴一端连接从动齿轮，所述第一联动轴的另一端依次穿过第一旋转臂主臂、第一电磁离合器和第一机械臂杆件中间的空腔连接第一联动轴伞轮，所述第一旋转臂主臂一端与第一旋转轴锁紧螺母连接，其中第一旋转臂主臂腔中配置有第一旋转臂轴承座，所述第一电磁离合器内部设置有第一电磁离合器输入轴和第一电磁离合器输出轴，其中第一旋转轴安装在第一旋转臂轴承座上，所述第一旋转轴一端通过第一连接螺栓与第一机械臂杆件相连，同时第一连接螺栓与第一电磁离合器输出轴相连，所述第一联动轴穿过第一旋转轴的空腔与第一电磁离合器输入轴相连，其中第一联动轴通过第一连动轴轴承座固定在第一机械臂杆件上，当第一电磁离合器在结合状态时，所述第一机械臂杆件通过第一旋转轴绕第一联动轴转动；所述第一联动轴伞轮与第一机械臂杆件相交处的第一旋转关节伞轮配合，其中第一旋转关节伞轮与第一关节轴相连，所述第一旋转关节伞轮一端连接第一联动轴，另一端连接第二旋转臂组件，将第一联动轴的动力转至第二旋转臂组件，所述第一关节轴与第一电磁离合器输入轴相连，所述第一电磁离合器输出轴与第一机械臂杆件相连，当第一电磁离合器在结合状态时，第一联动轴通过带动第一联动轴伞轮带动第一电磁离合器输出轴转动，再带动第二旋转臂组件绕第一关节轴旋转。优选的，所述第二旋转臂组件包括第二旋转轴、第二联动轴、第二机械臂杆件、第二旋转臂主臂、第二旋转臂轴承座、第二旋转轴锁紧螺母、第二联动轴伞轮、第二旋转关节伞轮、第二关节轴、第二连动轴轴承座、第二连接螺栓和第二电磁离合器，其中第二联动轴一端连接第一旋转臂组件端部的第二旋转关节伞轮，所述第二联动轴的另一端依次穿过第二旋转臂主臂、第二电磁离合器和第二机械臂杆件中间的空腔连接第二联动轴伞轮，所述第二旋转臂主臂一侧与第二旋转轴锁紧螺母连接，其中第二旋转臂主臂腔中配置有第二旋转臂轴承座，所述第二电磁离合器内部设置有第二电磁离合器输入轴和第二电磁离合器输出轴，其中第二旋转轴安装在第二旋转臂轴承座上，所述第二旋转轴一端通过第二连接螺栓与第二机械臂杆件相连，同时第二连接螺栓与第二电磁离合器输出轴相连，所述第二联动轴穿过第二旋转轴的空腔与第二电磁离合器输入轴相连，其中第二联动轴通过第二连动轴轴承座固定在第二机械臂杆件上，当第二电磁离合器在结合状态时，所述第二机械臂杆件通过第二旋转轴绕第二联动轴转动；所述第二联动轴伞轮与第二机械臂杆件相交处的第二旋转关节伞轮配合，其中第二旋转关节伞轮与第二关节轴相连，所述第二旋转关节伞轮一端连接第二联动轴，另一端连接第三旋转臂组件，将第二联动轴的动力转至第三旋转臂组件，所述第二关节轴与第二电磁离合器输入轴相连，所述第二电磁离合器输出轴与第二机械臂杆件相连，当第二电磁离合器在结合状态时，第二联动轴通过带动第二联动轴伞轮带动第二电磁离合器输出轴转动，再带动第三旋转臂组件绕第二关节轴旋转。优选的，当第一电磁离合器在结合状态时，第一联动轴通过带动第一联动轴伞轮带动第一电磁离合器输出轴转动，再带动第二机械臂杆件绕第一关节轴旋转。优选的，所述第三旋转臂组件包括第三联动轴、第三机械臂杆件、第三联动轴伞轮、第三旋转关节伞轮、第三连动轴轴承座、第三连接螺栓和第三电磁离合器，其中第三联动轴一端连接第二旋转臂组件端部的第三旋转关节伞轮，所述第三联动轴的另一端依次穿过第三电磁离合器和第三机械臂杆件中间的空腔连接第三联动轴伞轮，所述第三电磁离合器内部设置有第三电磁离合器输入轴和第三电磁离合器输出轴，其中第三连接螺栓与第三电磁离合器输出轴相连，所述第三联动轴与第三电磁离合器输入轴相连，其中第三联动轴固定在第三机械臂杆件上，当第三电磁离合器在结合状态时，所述第三机械臂杆件绕第三联动轴转动；所述第三联动轴伞轮与第三机械臂杆件相交处的第三旋转关节伞轮配合，其中第三旋转关节伞轮与第三连动轴轴承座相连，所述第三电磁离合器输出轴与第三机械臂杆件相连。优选的，当第二电磁离合器在结合状态时，第二联动轴通过带动第二联动轴伞轮带动第二电磁离合器输出轴转动，再带动第三机械臂杆件绕第二关节轴旋转。与现有技术相比，本技术的优点在于：（1）本技术采用一部伺服电机配置相应的减速机，通过相互关联的联动轴、联动轴伞轮和旋转关节伞轮，配合电磁离合器，使各旋转臂组件能够独立或者协同完成操作命令，本技术减少了伺服电机和减速机的使用量，降低了生产成本和使用成本，减少了后期保养维修的成本；（2）本技术各旋转臂组件可绕轴向转动，其中第二旋转臂组件可绕第一旋转臂组件端部转动，第三旋转臂组件可绕第二旋转臂组件端部转动，即可实现多自由度的关节机械臂，具有多维灵活性，并且可操作性强。附图说明图1、本技术的主视结构示意图；图2、本技术的俯视结构示意图；图3、本技术主臂和第一旋转臂组件的结构示意图；图4、本技术第二旋转臂组件的结构示意图；图5、本技术第三旋转臂组件的结构示意图。附图标记说明：1主臂，2伺服电机，3减速机齿轮，4-1第一旋转轴，4-2第二旋转轴，5-1第一电磁离合器输入轴，5-2第二电磁离合器输入轴，5-3第三电磁离合器输入轴，6-1第一联动轴，6-2第二联动轴，6-3第三联动轴，7-1第一机械臂杆件，7-2第二机械臂杆件，7-3第三机械臂杆件，8-1第一旋转臂主臂，8-2第二旋转臂主臂，9从动齿轮，10-1第一电磁离合器输出轴，10-2第二电磁离合器输出轴，10-3第三电磁离合器输出轴，11-1第一旋转臂轴承座，11-2第二旋转臂轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单机轴联式多自由度关节机械臂，包括主臂（1），其特征在于：还包括第一旋转臂组件、第二旋转臂组件和第三旋转臂组件，所述主臂（1）设置有驱动组件，其中驱动组件连接第一旋转臂组件，所述第一旋转臂组件端部连接第二旋转臂组件，其中第二旋转臂组件端部连接第三旋转臂组件，所述第一旋转臂组件、第二旋转臂组件和第三旋转臂组件分别可绕自身轴向转动，其中第二旋转臂组件可绕第一旋转臂组件端部旋转，其中第三旋转臂组件可绕第二旋转臂组件端部旋转。

【技术特征摘要】
1.一种单机轴联式多自由度关节机械臂，包括主臂（1），其特征在于：还包括第一旋转臂组件、第二旋转臂组件和第三旋转臂组件，所述主臂（1）设置有驱动组件，其中驱动组件连接第一旋转臂组件，所述第一旋转臂组件端部连接第二旋转臂组件，其中第二旋转臂组件端部连接第三旋转臂组件，所述第一旋转臂组件、第二旋转臂组件和第三旋转臂组件分别可绕自身轴向转动，其中第二旋转臂组件可绕第一旋转臂组件端部旋转，其中第三旋转臂组件可绕第二旋转臂组件端部旋转。2.根据权利要求1所述的一种单机轴联式多自由度关节机械臂，其特征在于：所述驱动组件包括伺服电机（2）、减速机齿轮（3）和从动齿轮（9），其中伺服电机（2）设置于机械臂主臂（1）上，所述伺服电机（2）输出端连接减速机齿轮（3），其中减速机齿轮（3）与从动齿轮（9）配合，所述从动齿轮（9）带动第一旋转臂组件转动。3.根据权利要求2所述的一种单机轴联式多自由度关节机械臂，其特征在于：所述第一旋转臂组件包括第一旋转轴（4-1）、第一联动轴（6-1）、第一机械臂杆件（7-1）、第一旋转臂主臂（8-1）、第一旋转臂轴承座（11-1）、第一旋转轴锁紧螺母（12-1）、第一联动轴伞轮（13-1）、第一旋转关节伞轮（14-1）、第一关节轴（15-1）、第一连动轴轴承座（16-1）、第一连接螺栓（17-1）和第一电磁离合器（18-1），其中第一联动轴（6-1）一端连接从动齿轮（9），所述第一联动轴（6-1）的另一端依次穿过第一旋转臂主臂（8-1）、第一电磁离合器（18-1）和第一机械臂杆件（7-1）中间的空腔连接第一联动轴伞轮（13-1），所述第一旋转臂主臂（8-1）一端与第一旋转轴锁紧螺母（12-1）连接，其中第一旋转臂主臂（8-1）腔中配置有第一旋转臂轴承座（11-1），所述第一电磁离合器（18-1）内部设置有第一电磁离合器输入轴（5-1）和第一电磁离合器输出轴（10-1），其中第一旋转轴（4-1）安装在第一旋转臂轴承座（11-1）上，所述第一旋转轴（4-1）一端通过第一连接螺栓（17-1）与第一机械臂杆件（7-1）相连，同时第一连接螺栓（17-1）与第一电磁离合器输出轴（10-1）相连，所述第一联动轴（6-1）穿过第一旋转轴（4-1）的空腔与第一电磁离合器输入轴（5-1）相连，其中第一联动轴（6-1）通过第一连动轴轴承座（16-1）固定在第一机械臂杆件（7-1）上，当第一电磁离合器（18-1）在结合状态时，所述第一机械臂杆件（7-1）通过第一旋转轴（4-1）绕第一联动轴（6-1）转动；所述第一联动轴伞轮（13-1）与第一机械臂杆件（7-1）相交处的第一旋转关节伞轮（14-1）配合，其中第一旋转关节伞轮（14-1）与第一关节轴（15-1）相连，所述第一旋转关节伞轮（14-1）一端连接第一联动轴（6-1），另一端连接第二旋转臂组件，将第一联动轴（6-1）的动力转至第二旋转臂组件，所述第一关节轴（15-1）与第一电磁离合器输入轴（5-1）相连，所述第一电磁离合器输出轴（10-1）与第一机械臂杆件（7-1）相连，当第一电磁离合器（18-1）在结合状态时，第一联动轴（6-1）通过带动第一联动轴伞轮（13-1）带动第一电磁离合器输出轴（10-1）转动，再带动第二旋转臂组件绕第一关节轴（15-1）旋转。4.根据权利要求3所述的一种单机轴联式多自由度关节机械臂，其特征在于：所述第二旋转臂组件包括第二旋转轴（4-2）、第二联动轴（6-2）、第二机械臂杆件（7-2）、第二旋转臂主臂（8-2）、第二旋转臂轴承座（11-2）、第二旋转轴锁紧螺母（12-2）、第二联动轴伞轮（13-2）、第二旋转关节伞轮（14-2）、第二关节轴（15-2）、第二连动轴轴承座（16-2）、第二连接螺栓（17-2）和第二电磁离合器（18-2），其中第二联动轴（6-2）一端连接第一旋转臂组件端部的第二旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：白会永，王振锋，同会民，
申请(专利权)人：陕西蓝智机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61