一种多自由度机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种多自由度机械臂，包括底座、旋转台、第一关节臂、第二关节臂、手腕结构以及夹指机构，所述旋转台安装在底座上，所述第一关节臂的第一端通过第一涡轮传动机构与所述旋转台铰接，所述第二关节臂的第一端通过第二涡轮传动机构与所述第一关节臂的第二端铰接以使所述第二关节臂具有绕所述第一关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的一侧通过第三涡轮传动机构与所述第二关节臂的第二端铰接以使所述手腕结构具有绕所述第二关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的另一侧设有夹指机构，所述夹指机构通过设于手腕结构处的第一电机实现旋转运动。本发明专利技术所述的多自由度机械臂，可实现多自由度抓取功能，增加了机械臂关节的灵敏度。

【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
，具体涉及一种多自由度机械臂。
技术介绍
在现代工业传送中将一件工件通过机械臂移动到另一个地方，放置的位置是无法通过单一机械臂任意选定，单个工业机械手自由度低，导致需要更多的机械臂亦或其他辅助装置。因为现在工业化传输是空间化的、一体化，需要六个维度，现有单个工业机械手自由度少，难以完成空间化的传输。因此，提高机械臂关节的自由度是目前急需解决的问题。
技术实现思路
为了克服上述技术问题，本专利技术提供一种多自由度机械臂，其可实现多自由度精准抓取，增加了机械臂关节的灵敏度。为实现上述目的，本专利技术所提供的一种多自由度机械臂，包括底座、旋转台、第一关节臂、第二关节臂、手腕结构以及夹指机构，所述旋转台安装在所述底座上，所述第一关节臂的第一端通过第一涡轮传动机构与所述旋转台铰接，所述第二关节臂的第一端通过第二涡轮传动机构与所述第一关节臂的第二端铰接以使所述第二关节臂具有绕所述第一关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的一侧通过第三涡轮传动机构与所述第二关节臂的第二端铰接以使所述手腕结构具有绕所述第二关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的另一侧设有所述夹指机构，所述夹指机构通过设于所述手腕结构处的第一电机实现旋转运动。进一步地，所述第二关节臂内设有滑动导轨副，所述第二关节臂的第二端还通过所述滑动导轨副与所述手腕结构连接以带动所述手腕结构伸长或回缩。进一步地，所述滑动导轨副包括第二电机、丝杆及滑动件，所述第二电机固定于所述第二关节臂的外壳内，所述丝杆的一端与所述第二电机连接，所述丝杆的另一端与所述滑动件固定连接，所述滑动件与所述手腕结构连接。进一步地，所述底座包括底座本体、第三电机、联轴器、轴承及若干紧定螺栓；所述底座本体的底板上设有带轴孔的凸台，所述第一电机轴穿过所述凸台的轴孔，所述第三电机的轴上套设有所述联轴器；所述底座本体上设有轴承座，所述旋转台底部设有转轴，所述转轴通过所述轴承安装在所述轴承座上且所述旋转台的转轴与所述联轴器固定连接；所述轴承座与所述底板之间通过若干紧定螺栓固定连接。进一步地，所述底座与旋转台组成一个关节，所述旋转台与第一涡轮传动机构及第一关节臂组成一个关节，所述第一关节臂与第二涡轮传动机构及第二关节臂组成一个关节，所述第二关节臂与第三涡轮传动机构及手腕结构组成一个关节，所述第二关节臂与滑动导轨副及手腕结构组成一个关节，所述手腕结构与第一电机及夹指机构组成一个关节，每个关节都有一个关节自由度。进一步地，所述夹指机构可拆卸地设于所述手腕结构的另一侧。进一步地，还包括第四电机，所述第一涡轮传动机构、第二涡轮传动机构、第三涡轮传动机构分别通过一个第四电机进行驱动。进一步地，所述第一电机为控制电机，所述第三电机为减速电机。本专利技术所提供的一种多自由度机械臂相比于现有技术，具有以下技术效果：通过设计所述旋转台安装在所述底座上以控制机械臂的旋转，所述第一关节臂的第一端通过第一涡轮传动机构与所述旋转台铰接，所述第二关节臂的第一端通过第二涡轮传动机构与所述第一关节臂的第二端铰接以使所述第二关节臂具有绕所述第一关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的一侧通过第三涡轮传动机构与所述第二关节臂的第二端铰接以使所述手腕结构具有绕所述第二关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的另一侧设有所述夹指机构，所述夹指机构通过设于所述手腕结构处的第一电机实现旋转运动；从而在使用本专利技术所述的多自由度机械臂进行工作时，可实现多自由度精准抓取，增加了机械臂关节的灵敏度，实现工业化运输的空间化、一体化，降低了装置成本、维修成本。附图说明图1为本专利技术实施例的多自由度机械臂的整体结构示意图。其中，1、底座，11、底座本体，111、凸台，112、轴承座，12、第三电机，13、联轴器，14、轴承，15、紧定螺栓，2、旋转台，3、第一关节臂，4、第二关节臂，5、手腕结构，6、夹指机构，7、第一涡轮传动机构，8、第一电机，9、滑动导轨副，91、第二电机，92、丝杆，93、滑动件，10、第四电机。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种多自由度机械臂，包括底座1、旋转台2、第一关节臂3、第二关节臂4、手腕结构5以及夹指机构6，所述旋转台2安装在所述底座1上，所述第一关节臂3的第一端通过第一涡轮传动机构7与所述旋转台2铰接，所述第二关节臂4的第一端通过第二涡轮传动机构与所述第一关节臂3的第二端铰接以使所述第二关节臂4具有绕所述第一关节臂3旋转的自由度，所述手腕结构5的一侧通过第三涡轮传动机构与所述第二关节臂4的第二端铰接以使所述手腕结构5具有绕所述第二关节臂4旋转的自由度，所述手腕结构5的另一侧设有所述夹指机构6，所述夹指机构6通过设于所述手腕结构5处的第一电机8实现旋转运动；通过设计所述旋转台2安装在所述底座1上以控制机械臂的旋转，所述第一关节臂3的第一端通过第一涡轮传动机构7与所述旋转台2铰接，所述第二关节臂4的第一端通过第二涡轮传动机构与所述第一关节臂3的第二端铰接以使所述第二关节臂4具有绕所述第一关节臂3旋转的自由度，所述手腕结构5的一侧通过第三涡轮传动机构与所述第二关节臂4的第二端铰接以使所述手腕结构5具有绕所述第二关节臂4旋转的自由度，所述手腕结构5的另一侧设有所述夹指机构6，所述夹指机构6通过设于所述手腕结构5处的第一电机8实现旋转运动；从而在使用本专利技术所述的多自由度机械臂进行工作时，可实现多自由度精准抓取，增加了机械臂关节的灵敏度，实现工业化运输的空间化、一体化，降低了装置成本、维修成本。在本专利技术实施例中，在所述第一关节臂3、第二关节臂4的关节处使用所述第一涡轮传动机构7、第二涡轮传动机构，可在简化减速机构的同时获得较大的传动比，蜗轮蜗杆配合紧密，有效提高了所述机械臂的结构精度。此外，所述夹指机构6通过设于所述手腕结构5处的第一电机8实现旋转运动，所述夹指机构6的旋转角度可达360°，所述手腕结构5最大可与所述第二关节臂4垂直，提高了所述夹指机构6的灵活性。在本专利技术实施例中，需要说明的是：本专利技术所述的多自由度机械臂以MCU为计算核心，在机械手臂上引出信号控制端并与控制系统通信连接，操控者可参考机械臂上带有的图像采集设备并通过控制台的指令遥控，使机械臂完成预想的动作角度。其控制系统以烧录有控制程序的armcortexm3内核单片机为核心。所述机械臂具有独立的电源模块供电及UART串口协议进行，以保证所述机械臂在其他的工作台上可快速配备使用。在本专利技术所述的多自由度机械臂的夹指机构6处，装载着高灵敏度的压力传感器，压力传感器会有对应的压力感受并将反馈数据发送到MCU中进行角度微调计算，并将微调角度PWM脉冲发送给手臂上的执行机构模块。以提高所述机械臂使用的简便性、可控度、安全性及稳定性。优选地，所述第二关节臂4内设有滑动导轨副9，所述第二关节臂4的第二端还通过所述滑动导轨副9与所述手腕结构5连接以带动所述手腕结构5伸长或回缩。通过设计所述第二关节臂4的第二端还通过所述滑动导轨副9与所述手腕结构5连接以带动所述手腕结构5伸长或回缩，从而为机械臂增加了一个直线自由度，使得机械臂还可以做直线伸缩运动，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度机械臂，其特征在于，包括底座、旋转台、第一关节臂、第二关节臂、手腕结构以及夹指机构，所述旋转台安装在所述底座上，所述第一关节臂的第一端通过第一涡轮传动机构与所述旋转台铰接，所述第二关节臂的第一端通过第二涡轮传动机构与所述第一关节臂的第二端铰接以使所述第二关节臂具有绕所述第一关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的一侧通过第三涡轮传动机构与所述第二关节臂的第二端铰接以使所述手腕结构具有绕所述第二关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的另一侧设有所述夹指机构，所述夹指机构通过设于所述手腕结构处的第一电机实现旋转运动。

【技术特征摘要】
1.一种多自由度机械臂，其特征在于，包括底座、旋转台、第一关节臂、第二关节臂、手腕结构以及夹指机构，所述旋转台安装在所述底座上，所述第一关节臂的第一端通过第一涡轮传动机构与所述旋转台铰接，所述第二关节臂的第一端通过第二涡轮传动机构与所述第一关节臂的第二端铰接以使所述第二关节臂具有绕所述第一关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的一侧通过第三涡轮传动机构与所述第二关节臂的第二端铰接以使所述手腕结构具有绕所述第二关节臂旋转的自由度，所述手腕结构的另一侧设有所述夹指机构，所述夹指机构通过设于所述手腕结构处的第一电机实现旋转运动。2.如权利要求1所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述第二关节臂内设有滑动导轨副，所述第二关节臂的第二端还通过所述滑动导轨副与所述手腕结构连接以带动所述手腕结构伸长或回缩。3.如权利要求2所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述滑动导轨副包括第二电机、丝杆及滑动件，所述第二电机固定于所述第二关节臂的外壳内，所述丝杆的一端与所述第二电机连接，所述丝杆的另一端与所述滑动件固定连接，所述滑动件与所述手腕结构连接。4.如权利要求1所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述底座包括底座本体、第三电机、联轴器、轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫浩明，王作桓，黄伟鹏，刘大龙，邓嘉豪，黄澎奋，全寿昌，
申请(专利权)人：广东工业大学华立学院，
类型：发明
国别省市：广东,44