自平衡机械臂制造技术

本发明专利技术涉及生产设备技术领域，提出了一种自平衡机械臂。包括：基座和设置于基座上的第一驱动件；大臂机构与基座转动连接，第一驱动件用于驱动大臂机构绕第一轴线转动；大臂机构包括转动轴；第二驱动组件用于驱动转动轴绕第二轴线转动；小臂机构包括安装座、第二驱动件和四连杆机构；第二驱动件用于驱动四连杆机构绕第三轴线摆动；配重机构与小臂机构分别位于大臂机构的两端；配重机构包括：电机、线性模组和配重块，电机驱动线性模组运动，以调整配重块的位置。控制器与电机相连接，控制器用于根据小臂机构的重量和配重块的重量，控制电机运行，以调整配重块的位置。本申请可有效减小设备在转动过程中的震颤，提高系统稳定性及控制精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
自平衡机械臂


[0001]本专利技术涉及生产设备
，具体而言，涉及一种自平衡机械臂。

技术介绍

[0002]相关技术中，自平衡机械臂所采用的机械臂，由于通过多段转轴连接，实现物料的抓取，在实际应用过程中，由于转动惯量的作用，导致自平衡机械臂在运行过程中稳定性较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0004]有鉴于此，本专利技术的一个方面提出了一种自平衡机械臂，包括：基座和设置于所述基座上的第一驱动件；大臂机构，与所述基座转动连接，第一驱动件用于驱动所述大臂机构绕第一轴线转动，所述大臂机构包括转动轴；第二驱动组件，设置于所述大臂机构，与所述转动轴相连接，用于驱动转动轴绕第二轴线转动；小臂机构，包括安装座、第二驱动件和四连杆机构，安装座设置于所述转动轴的一端，且能够跟随所述转动轴转动；所述第二驱动件设置于所述安装座；所述四连杆机构包括第一铰接部和第二铰接部，所述第一铰接部与所述第二驱动件的输出端相连接，所述第二铰接部与所述转动轴的另一端转动连接；所述第二驱动件用于驱动所述四连杆机构绕第三轴线摆动；配重机构，设置于大臂机构，所述配重机构与所述小臂机构分别位于所述大臂机构的两端；所述配重机构包括：电机；线性模组，与所述电机相连接；配重块，设置于所述线性模组，所述电机驱动所述线性模组运动，以调整所述配重块的位置，进而改变自平衡机械臂工作过程中转动惯量大小；控制器，与所述电机相连接，所述控制器用于根据所述小臂机构的重量和所述配重块的重量，控制所述电机运行，以调整所述配重块的位置；其中，所述第一轴线为所述第一驱动件的转动轴线，所述第二轴线为所述转动轴的转动轴线，所述第三轴线为所述第二驱动件的转动轴线，所述第一轴线和所述第二轴线相互平行设置，所述第三轴线与所述第二轴线相互垂直设置。
[0005]可选地，所述四连杆机构包括：第一杆体，包括所述第一铰接部；第二杆体，包括所述第二铰接部，所述第一杆体和所述第二杆体平行设置；第三杆体，所述第三杆体与所述转动轴平行设置，并与所述第一杆体和所述第二杆体分别铰接；其中，所述转动轴、所述第一杆体、所述第二杆体和所述第三杆体形成所述四连杆机构。
[0006]可选地，第二驱动组件包括：第三驱动件，设置于大臂机构，第三驱动件的输出轴伸入大臂机构的壳体内；第一锥齿轮，设于输出轴，位于壳体内；传动轴，设置于壳体内，传动轴能够相对于壳体转动；第二锥齿轮，设置于传动轴的一端，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接；第三锥齿轮，设置于传动轴的另一端；第四锥齿轮，套设于转动轴上，与第三锥齿轮相啮合；其中，第三驱动件驱动第一锥齿轮转动，通过第二锥齿轮带动传动轴转动，通过第三锥齿轮和第四锥齿轮带动转动轴转动，进而带动小臂机构相对于大臂机构转动。
[0007]可选地，所述第三杆体包括主体部和伸出部，所述主体部的两端分别与第一杆体
的端部和第二杆体的端部相铰接，所述伸出部伸出所述第二杆体，所述第三杆体为一体式杆体结构；小臂机构还包括：第一舵机，设置于四连杆机构；末端执行机构，与第一舵机转动连接，第一舵机驱动末端执行机构绕第四轴线摆动。其中，所述第四轴线为所述第一舵机的转动轴线。
[0008]可选地，末端执行机构包括：连接架，与第一舵机转动连接；第二舵机，设置于连接架；安装架，与第二舵机转动连接，第二舵机用于驱动安装架绕第五轴线转动，所述第五轴线为所述第二舵机的转动轴线；第三舵机，设置于安装架上；夹手机构，设置于安装架，第三舵机与夹手机构转动连接。
[0009]可选地，夹手机构包括：相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，第三舵机与第一齿轮相连接；两个夹指，分别与第一齿轮和第二齿轮相连接；其中，所述第三舵机通过驱动所述第一齿轮和所述第二齿轮相向运动，以实现两个夹指夹取物料，通过驱动所述第一齿轮和所述第二齿轮相反向运动，以实现两个夹指释放物料。
[0010]可选地，所述控制器具体用于：获取所述配重块的重量m1和所述小臂机构的重量m2;以及获取所述小臂机构的重心至所述第一轴线的距离L2；根据m1、m2和L2，确定所述配重块的重心至所述第一轴线的距离L1；根据L1，控制所述电机运行，以将所述配重块调整至距离所述第一轴线为L1的位置。
[0011]本申请实施例提供的自平衡机械臂，至少能够实现以下技术效果：本申请提供的自平衡机械臂包括：基座、第一驱动件、大臂机构、小臂机构、第二驱动组件和配重机构。其中，基座用于承载第一驱动件。大臂机构与第一驱动件的输出端相连接，第一驱动件能够驱动大臂机构相对于基座转动，以调整大臂机构的的转动角度，进而带动设置于大臂机构上的小臂机构转动。设置于大臂机构的第二驱动组件与转动轴相连接，第二驱动组件用于驱动转动轴相对于大臂机构转动。小臂机构包括安装座、第二驱动件和四连杆机构。其中，安装座设置于转动轴的一端，第二驱动组件驱动转动轴转动过程中，安装座跟随转动轴转动，进而通过第二驱动组件能够调整小臂机构相对于大臂机构的转动角度。第二驱动件设置于安装座上，第二驱动件与四连杆机构相连接。第二驱动件用于驱动四连杆机构摆动，进而通过第二驱动件能够调整设置于四连杆机构的摆动角度。这样，通过第一驱动件，第二驱动组件和第二驱动件实现了机械臂的多个自由度的位置的调整，进而提升了机械臂的控制精度，提升智能化程度。
[0012]进一步地，本申请提供的机械臂还包括设置于大臂机构的配重机构。通过将配重机构和小臂机构分别布置于大臂机构的两端，通过配重机构实现降低机械臂转动过程中转动惯量，有效减小设备在转动过程中的震颤，提高系统稳定性及控制精度。
[0013]进一步地，配重机构包括电机、线性模组和配重块。通过电机驱动线性模组运动，进而带动配重块运动，以调整配重块的位置。通过设置配重机构，能够根据小臂机构一侧的参数信息，对配重块的位置进行调整，以达到大臂机构两侧的平衡性，降低了转动过程中的转动惯量，进而达到降低整个设备在运行过程中的震颤，提升整个设备的稳定性。
[0014]进一步地，本申请提供的自平衡机械臂还包括控制器。控制器与电机相连接，控制器用于根据小臂机构的重量和配重块的重量，控制电机运行，以调整配重块的位置。通过控制器控制自平衡机械臂工作。根据小臂机构的重量和配重块的重量，实现对配重块位置的调整，以调整小臂机构一侧和配重机构的一侧的平衡性，进而达到降低整个设备的转动惯
量，提升整个设备运行的稳定性和控制精度。
[0015]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0016]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1示出了本专利技术的一个实施例的自平衡机械臂的结构示意图；图2示出了图1所示实施例的自平衡机械臂的小臂机构及第二驱动组件示意图；图3示出了图1所示实施例的自平衡机械臂的第二驱动组件及配重机构示意图；图4示出了图1所示实施例的自平衡机械臂的部分结构示意图；图5示出了图1所示实施例的自平衡机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自平衡机械臂，其特征在于，包括：基座和设置于所述基座上的第一驱动件；大臂机构，与所述基座转动连接，第一驱动件用于驱动所述大臂机构绕第一轴线转动，所述大臂机构包括转动轴；第二驱动组件，设置于所述大臂机构，与所述转动轴相连接，用于驱动转动轴绕第二轴线转动；小臂机构，包括安装座、第二驱动件和四连杆机构，安装座设置于所述转动轴的一端，且能够跟随所述转动轴转动；所述第二驱动件设置于所述安装座；所述四连杆机构包括第一铰接部和第二铰接部，所述第一铰接部与所述第二驱动件的输出端相连接，所述第二铰接部与所述转动轴的另一端转动连接；所述第二驱动件用于驱动所述四连杆机构绕第三轴线摆动；配重机构，设置于大臂机构，所述配重机构与所述小臂机构分别位于所述大臂机构的两端；所述配重机构包括：电机；线性模组，与所述电机相连接；配重块，设置于所述线性模组，所述电机驱动所述线性模组运动，以调整所述配重块的位置，进而改变自平衡机械臂工作过程中转动惯量大小；控制器，与所述电机相连接，所述控制器用于根据所述小臂机构的重量和所述配重块的重量，控制所述电机运行，以调整所述配重块的位置；其中，所述第一轴线为所述第一驱动件的转动轴线，所述第二轴线为所述转动轴的转动轴线，所述第三轴线为所述第二驱动件的转动轴线，所述第一轴线和所述第二轴线相互平行设置，所述第三轴线与所述第二轴线相互垂直设置。2.根据权利要求1所述的自平衡机械臂，其特征在于，所述四连杆机构包括：第一杆体，包括所述第一铰接部；第二杆体，包括所述第二铰接部，所述第一杆体和所述第二杆体平行设置；第三杆体，所述第三杆体与所述转动轴平行设置，并与所述第一杆体和所述第二杆体分别铰接；其中，所述转动轴、所述第一杆体、所述第二杆体和所述第三杆体构成所述四连杆机构。3.根据权利要求2所述的自平衡机械臂，其特征在于，所述第二驱动组件包括：第三驱动件，设置于所述大臂机构，所述第三驱动件的输出轴伸入所述大臂机构的壳体内；第一锥齿轮，设于所述输出轴，位于所述壳体内；传动轴，设置于所述壳体内，所述传动轴能够相对于所述壳体转动；第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭忠峰，杨钧麟，徐威，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：