【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械臂生产，具体涉及一种基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂。
技术介绍
1、机械臂即机械手臂，也常称为机械手，其功能模拟人的手臂，具有三维空间移动和夹持物体的功能，是机械人
中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造等领域都具有广泛应用。
2、在核技术的应用背景下，部分工作环境存在严重放射性介质，核原料生产和处理中广泛应用的基础设施为热室，热室内部环境相对而言较为恶劣，存在极强的辐射活性物质，人类无法利用人手对部分器具进行操作，必须借助一类机械臂，用于热室内的各种操作。
3、核工业领域的环境对机器人应用来说是苛刻的，它不仅具有高放射性特殊空间，而且设备精密复杂，普通机器人由于电机及相关元器件大多采用机械臂内置的形式，在寿命和可靠性上很难满足核工业环境的使用要求。
4、目前，大部分传统工业机器人为了实现机械臂的精确自动运行，采用了大量传感器，并将伺服电机集成在机械臂中，能提高精度和自动化水平，但大部分传感器、编码器等电气元件在核工业环境无法长期使用。如果完全采用耐辐射材料，一是造成成本大幅提升，且寿命很难做到较大，二是热室内电气元件的大量采用，容易导致故障率升高，强辐射环境造成维修困难。
5、而另一类纯机械的传统主从机械臂可以在核工业环境长期使用，但一般采用钢丝绳或/和链条传动，即每一自由度都需要单独的传动路径，分别实现各个关节的转动和摆动，从而在主动端进行操作，这种钢丝绳或/和链条传动的多自由度集成结构复杂，传动精度低，难
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种纯机械传动且传动精度高的基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂，包括依次相互连接的大臂、小臂和夹钳，还包括驱动组件，所述驱动组件包括驱动壳架和安装于所述驱动壳架上的驱动电机、驱动主齿轮、驱动从齿轮，多个所述驱动电机的转轴分别与多个所述驱动主齿轮连接，多个所述驱动主齿轮分别与多个所述驱动从齿轮啮合连接，所述一级传动轴之间通过自身中心通孔形成内外套装结构且中心线相互重合，相邻两个所述一级传动轴的两端之间通过对应轴承连接，中心位置的所述一级传动轴的上端与中心位置的所述驱动电机的转轴连接，其它多个所述一级传动轴的上端分别与多个所述驱动从齿轮连接，其中至少一个所述一级传动轴通过对应轴承与所述驱动壳架连接，最外面的所述一级传动轴的下端与横向的所述大臂的一端连接，除最外面以外的其它多个所述一级传动轴的下端分别穿过所述大臂一端的通孔后与置于所述大臂的内腔内的多个一级同步带轮连接，多个二级上同步带轮分别与多个竖向的二级传动轴的上端连接，多个所述二级传动轴之间通过自身中心通孔形成内外套装结构且中心线相互重合，相邻两个所述二级传动轴的两端之间通过对应轴承连接，其中至少一个所述二级传动轴的上端通过对应轴承与所述大臂的另一端连接，最外面的所述二级传动轴的下端与横向的所述小臂的一端连接，除最外面以外的其它多个所述二级传动轴的下端分别穿过所述大臂另一端的通孔和所述小臂一端的通孔后与置于所述小臂的内腔内的多个二级下同步带轮连接，多个三级同步带轮安装在所述小臂的内腔内的另一端且与所述夹钳连接且分别用于实现夹钳的对应功能，多个所述一级同步带轮与多个所述二级上同步带轮之间分别通过多个一级同步带连接，多个所述二级下同步带轮与多个所述三级同步带轮之间分别通过多个二级同步带连接。
4、作为优选，为了实现可靠的二级旋转臂驱动功能和夹钳的旋转、升降、夹持驱动功能，所述驱动电机和所述一级传动轴均为五个，所述驱动主齿轮、所述驱动从齿轮、所述一级同步带轮、所述二级上同步带轮、所述一级同步带和所述二级传动轴均为四个，所述二级下同步带轮、所述三级同步带轮和所述二级同步带均为三个，三个所述三级同步带轮分别为第一三级同步带轮、第二三级同步带轮和第三三级同步带轮，中心位置的所述一级传动轴的上端和最外面的所述一级传动轴的下部分别通过对应轴承与所述驱动壳架连接，中心位置的所述二级传动轴的上端和最外面的所述二级传动轴的下部分别通过对应轴承与所述大臂的对应端连接，所述夹钳的上部为夹钳基座，所述夹钳基座的下面安装有夹爪，所述夹钳基座的上端设有用于带动所述夹爪夹持和张开的夹爪驱动轴，所述基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂还包括旋转轴、齿轮副、夹爪驱动杆、螺杆、螺套和限位驱动套，竖向的所述旋转轴的下部位于所述小臂的内腔内且通过对应轴承与所述小臂连接，竖向的所述螺套位于所述小臂的内腔内且其下端通过对应轴承与所述小臂连接，竖向的所述限位驱动套的下端通过对应轴承与所述螺套的上端连接，所述限位驱动套的上端通过对应轴承与所述小臂连接，竖向的所述螺杆穿过所述限位驱动套的中心通孔和所述螺套的中心螺孔，竖向的所述夹爪驱动杆穿过所述螺杆的中心通孔，所述夹爪驱动杆的外壁与所述螺杆的中心通孔孔壁之间通过对应轴承连接，所述螺杆的外螺纹与所述螺套的内螺纹连接，所述螺杆的外壁设有一个或多个条形限位槽且其长度方向为竖向，所述限位驱动套的内壁上安装有多个外凸的滚珠，多个所述滚珠分别置于对应的所述条形限位槽内，所述夹爪驱动杆的上端通过所述齿轮副与所述旋转轴的上端连接，所述夹爪驱动杆的下端设有螺孔，所述夹爪驱动轴的上端设有外螺纹且置于所述夹爪驱动杆下端的螺孔内并螺纹连接，所述螺杆的下端与所述夹钳基座的上端连接，所述第一三级同步带轮与所述旋转轴的下部连接，所述第二三级同步带轮与所述螺套连接，所述第三三级同步带轮与所述限位驱动套连接。
5、作为优选，为了实现更可靠的旋转驱动功能并便于组装，多个所述驱动电机的转轴分别与多个减速机的输入端连接，中心位置的所述减速机的输出端与中心位置的所述一级传动轴的上端连接，其它多个所述减速机的输出端分别与多个连轴器的一端连接，多个所述连轴器的另一端分别与对应的多个所述驱动主齿轮连接。
6、本专利技术的有益效果在于：
7、本专利技术通过将驱动组件集中安装并通过纯机械结构的大臂和小臂组成多臂旋转传动结构，能够实现将电机、传感器、编码器等电子部件和电气元件设于高辐射的热室外工作的目的，避免了电子部件和电气元件因受到辐射而导致故障率高且维修困难的问题，利用纯机械传动实现了耐辐射、长寿命、高稳定的目的，满足了强辐射环境工作需要，并通过采用多个传动轴内外套装以及同步带轮及同步带的可靠传动结构，实现了夹钳在三维方向的位移控制及旋转和夹持控制功能，提高了传动精度和控制精度，降低了故障率。
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1.一种基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂，包括依次相互连接的大臂、小臂和夹钳，其特征在于：还包括驱动组件，所述驱动组件包括驱动壳架和安装于所述驱动壳架上的驱动电机、驱动主齿轮、驱动从齿轮，多个所述驱动电机的转轴分别与多个所述驱动主齿轮连接，多个所述驱动主齿轮分别与多个所述驱动从齿轮啮合连接，多个所述一级传动轴之间通过自身中心通孔形成内外套装结构且中心线相互重合，相邻两个所述一级传动轴的两端之间通过对应轴承连接，中心位置的所述一级传动轴的上端与中心位置的所述驱动电机的转轴连接，其它多个所述一级传动轴的上端分别与多个所述驱动从齿轮连接，其中至少一个所述一级传动轴通过对应轴承与所述驱动壳架连接，最外面的所述一级传动轴的下端与横向的所述大臂的一端连接，除最外面以外的其它多个所述一级传动轴的下端分别穿过所述大臂一端的通孔后与置于所述大臂的内腔内的多个一级同步带轮连接，多个二级上同步带轮分别与多个竖向的二级传动轴的上端连接，多个所述二级传动轴之间通过自身中心通孔形成内外套装结构且中心线相互重合，相邻两个所述二级传动轴的两端之间通过对应轴承连接，其中至少一个所述二级传动轴的上端通过对应轴承与所述
2.根据权利要求1所述的基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂，其特征在于：所述驱动电机和所述一级传动轴均为五个，所述驱动主齿轮、所述驱动从齿轮、所述一级同步带轮、所述二级上同步带轮、所述一级同步带和所述二级传动轴均为四个，所述二级下同步带轮、所述三级同步带轮和所述二级同步带均为三个，三个所述三级同步带轮分别为第一三级同步带轮、第二三级同步带轮和第三三级同步带轮，中心位置的所述一级传动轴的上端和最外面的所述一级传动轴的下部分别通过对应轴承与所述驱动壳架连接，中心位置的所述二级传动轴的上端和最外面的所述二级传动轴的下部分别通过对应轴承与所述大臂的对应端连接，所述夹钳的上部为夹钳基座，所述夹钳基座的下面安装有夹爪，所述夹钳基座的上端设有用于带动所述夹爪夹持和张开的夹爪驱动轴，所述基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂还包括旋转轴、齿轮副、夹爪驱动杆、螺杆、螺套和限位驱动套，竖向的所述旋转轴的下部位于所述小臂的内腔内且通过对应轴承与所述小臂连接，竖向的所述螺套位于所述小臂的内腔内且其下端通过对应轴承与所述小臂连接，竖向的所述限位驱动套的下端通过对应轴承与所述螺套的上端连接，所述限位驱动套的上端通过对应轴承与所述小臂连接，竖向的所述螺杆穿过所述限位驱动套的中心通孔和所述螺套的中心螺孔，竖向的所述夹爪驱动杆穿过所述螺杆的中心通孔，所述夹爪驱动杆的外壁与所述螺杆的中心通孔孔壁之间通过对应轴承连接，所述螺杆的外螺纹与所述螺套的内螺纹连接，所述螺杆的外壁设有一个或多个条形限位槽且其长度方向为竖向，所述限位驱动套的内壁上安装有多个外凸的滚珠，多个所述滚珠分别置于对应的所述条形限位槽内，所述夹爪驱动杆的上端通过所述齿轮副与所述旋转轴的上端连接，所述夹爪驱动杆的下端设有螺孔，所述夹爪驱动轴的上端设有外螺纹且置于所述夹爪驱动杆下端的螺孔内并螺纹连接，所述螺杆的下端与所述夹钳基座的上端连接，所述第一三级同步带轮与所述旋转轴的下部连接，所述第二三级同步带轮与所述螺套连接，所述第三三级同步带轮与所述限位驱动套连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂，其特征在于：多个所述驱动电机的转轴分别与多个减速机的输入端连接，中心位置的所述减速机的输出端与中心位置的所述一级传动轴的上端连接，其它多个所述减速机的输出端分别与多个连轴器的一端连接，多个所述连轴器的另一端分别与对应的多个所述驱动主齿轮连接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂，包括依次相互连接的大臂、小臂和夹钳，其特征在于：还包括驱动组件，所述驱动组件包括驱动壳架和安装于所述驱动壳架上的驱动电机、驱动主齿轮、驱动从齿轮，多个所述驱动电机的转轴分别与多个所述驱动主齿轮连接，多个所述驱动主齿轮分别与多个所述驱动从齿轮啮合连接，多个所述一级传动轴之间通过自身中心通孔形成内外套装结构且中心线相互重合，相邻两个所述一级传动轴的两端之间通过对应轴承连接，中心位置的所述一级传动轴的上端与中心位置的所述驱动电机的转轴连接，其它多个所述一级传动轴的上端分别与多个所述驱动从齿轮连接，其中至少一个所述一级传动轴通过对应轴承与所述驱动壳架连接，最外面的所述一级传动轴的下端与横向的所述大臂的一端连接，除最外面以外的其它多个所述一级传动轴的下端分别穿过所述大臂一端的通孔后与置于所述大臂的内腔内的多个一级同步带轮连接，多个二级上同步带轮分别与多个竖向的二级传动轴的上端连接，多个所述二级传动轴之间通过自身中心通孔形成内外套装结构且中心线相互重合，相邻两个所述二级传动轴的两端之间通过对应轴承连接，其中至少一个所述二级传动轴的上端通过对应轴承与所述大臂的另一端连接，最外面的所述二级传动轴的下端与横向的所述小臂的一端连接，除最外面以外的其它多个所述二级传动轴的下端分别穿过所述大臂另一端的通孔和所述小臂一端的通孔后与置于所述小臂的内腔内的多个二级下同步带轮连接，多个三级同步带轮安装在所述小臂的内腔内的另一端且与所述夹钳连接且分别用于实现夹钳的对应功能，多个所述一级同步带轮与多个所述二级上同步带轮之间分别通过多个一级同步带连接，多个所述二级下同步带轮与多个所述三级同步带轮之间分别通过多个二级同步带连接。
2.根据权利要求1所述的基于多臂旋转传动的耐辐射机械臂，其特征在于：所述驱动电机和所述一级传动轴均为五个，所述驱动主齿轮、所述驱动从齿轮、所述一级同步带轮、所述二级上同步带轮、所述一级同步带和所述二级传动轴均为四个，所述二级下同步带轮、所述三级同步带轮和所述二级同步带均为三...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖卫洪，苟大利，苟渝路，陈志文，陈建，
申请(专利权)人：成都航天烽火精密机电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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