CN105196289A - 一种内嵌关节的6dof轻型机械臂 - Google Patents

一种内嵌关节的6dof轻型机械臂 Download PDF

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尹海斌
杨峰
孔诚
何明畅
黄善胜
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Abstract

本发明涉及机械臂技术领域，特指一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，包括机械臂，机械臂一端设有基座，机械臂另一端设有执行机构，基座与执行机构之间通过连接件与连杆对应连接，连接件内嵌有关节。本发明通过在机械臂的基座、连接件、连杆与执行机构内分别嵌有关节驱动***，通过关节驱动***对机械臂上的各部件进行驱动，实现机械臂的准确抓取物体，其重量轻，转速快，节能且应用范围广。

Description

一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂
技术领域
本发明涉及机械臂技术领域，特指一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂。
背景技术
目前，广泛应用于工业生产的机械臂关节结构多数采用偏置的方式，结构虽然简单，但是不紧凑，此外，机械臂装配完成后受其自身外形、尺寸的局限只能应用于固定的场合，尤其突出的缺点是机械臂粗大笨重，高速运转情况下不能正常工作，且耗能、耗材。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，可适用于工业生产和服务行业中，并通过对电机的闭环控制实现机械臂的准确抓取物体，其重量轻，转速快，节能且应用范围广。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，包括机械臂，机械臂一端设有基座，机械臂另一端设有执行机构，基座与执行机构之间依次通过连接件与连杆对应连接，基座、连接件、连杆与执行机构内分别嵌有关节驱动***。
进一步而言，所述连接件包括连接件一、连接件二与连接件三，连接件一内嵌设有关节B驱动***，连接件二内嵌设有关节C驱动***，连接件三内嵌设有关节D动***，连接件与连杆间隔连接，连接件内设有关节操作机构。
进一步而言，所述关节操作机构包括关节套一、自润滑轴承一、电机及行星减速机、法兰盘一、谐波减速机一、关节套二、自润滑轴承二、电机一、法兰盘二、谐波减速机二、关节套三、自润滑轴承三、电机二、法兰盘三与谐波减速机三，关节套一、自润滑轴承一、电机及行星减速机、法兰盘一与谐波减速机一设于连接件一内，关节套二、自润滑轴承二、电机一、法兰盘二与谐波减速机二设于连接件二内，关节套三、自润滑轴承三、电机二、法兰盘三与谐波减速机三设于连接件三内。
进一步而言，所述连杆包括连杆一与连杆二，连杆一两端分别通过连杆连接板一连接于连接件一与连接件二，连杆二两端分别通过连杆连接板二连接于连接件二与连接件三，连接件三与执行机构对应连接，连杆一通过关节B驱动***驱动，连杆二通过关节C驱动***驱动，执行机构通过关节D驱动***驱动。
进一步而言，所述连接件由左耳板、连接基板与右耳板连接组成。
进一步而言，所述连杆二内嵌有关节E驱动***、电机及行星减速机、电机座、输出轴与轴承座。
进一步而言，所述基座由基座底板、两块基座侧板与基座上板连接组成，基座内设有关节A驱动***，机械臂通过关节A驱动***驱动，基座底部设有电源装置与控制装置。
进一步而言，所述关节A驱动***包括电机、电机座、轴承座与输出轴。
进一步而言，所述电源装置包括为控制装置供电的充电蓄电池，控制装置包括嵌入式运动卡与电机驱动器。
进一步而言，所述执行机构内嵌设有关节F驱动***，执行机构包括支撑架一、支撑架二、前底座、后底座、舵机、主动手指与固定手指，主动手指与固定手指配合设置，主动手指通过关节F驱动***驱动，前底座、后底座分别通过支撑架一、支撑架二连接于连杆的连接基板上。
本发明有益效果：
本发明通过在机械臂的基座、连接件、连杆与执行机构内分别嵌有关节驱动***，通过关节驱动***对机械臂上的各部件进行驱动，实现机械臂的准确抓取物体，其重量轻，转速快，节能且应用范围广。
附图说明
图1是本发明整体结构图；
图2是图1俯视图；
图3是本发明连接件结构图；
图4是本发明控制结构图。
1、基座；2、连接件；3、连杆；4、执行机构；6、电源控制装置；20、连接件一；21、连接件二；22、连接件三；1.1、基座底板；1.2、基座侧板；1.3、基座上板；1.4、电机；1.5、电机座；1.6、轴承座；1.7、输出轴；2.1、关节套一；2.2、自润滑轴承一；2.3、电机及行星减速机；2.4、法兰盘一；2.5、谐波减速机一；2.6、关节套二；2.7、自润滑轴承二；2.8、电机一；2.9、法兰盘二；2.10、谐波减速机二；2.11、关节套三；2.12、自润滑轴承三；2.13、电机二；2.14、法兰盘三；2.15、谐波减速机三；3.1、左耳板；3.2、连接基板；3.3、右耳板；4.1、连杆一；4.2、连杆连接板一；4.3、连杆二；4.4、连杆连接板二；4.5、电机及行星减速机；4.6、电机座；4.7、输出轴；4.8、轴承座；5.1、支撑架一；5.2、支撑架二；5.3、前底座；5.4、后底座；5.5、舵机；5.6、主动手指；5.7、固定手指。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1和2所示，本发明所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，包括机械臂，机械臂一端设有基座1，机械臂另一端设有执行机构4，基座1与执行机构4之间依次通过连接件2与连杆3对应连接，基座1、连接件2、连杆3与执行机构4内分别嵌有关节驱动***。
以上所述构成本发明基本结构。
本发明通过在机械臂的基座1、连接件2、连杆3与执行机构4内分别嵌有关节驱动***，通过关节驱动***对机械臂上的各部件进行驱动，实现机械臂的准确抓取物体，其重量轻，转速快，节能且应用范围广。
更具体而言，所述连接件2包括连接件一20、连接件二21与连接件三22，连接件一20内嵌设有关节B驱动***，连接件二21内嵌设有关节C驱动***，连接件三22内嵌设有关节D驱动***，连接件2与连杆3间隔连接，连接件2内设有关节操作机构。采用这样的结构设置，通过在连接件2内嵌有关节B驱动***、关节C驱动***、关节D驱动***，来实现对机械臂各部件进行驱动操作的目的。
更具体而言，所述关节操作机构包括关节套一2.1、自润滑轴承一2.2、电机及行星减速机2.3、法兰盘一2.4、谐波减速机一2.5、关节套二2.6、自润滑轴承二2.7、电机一2.8、法兰盘二2.9、谐波减速机二2.10、关节套三2.11、自润滑轴承三2.12、电机二2.13、法兰盘三2.14与谐波减速机三2.15，关节套一2.1、自润滑轴承一2.2、电机及行星减速机2.3、法兰盘一2.4与谐波减速机一2.5设于连接件一20内，关节套二2.6、自润滑轴承二2.7、电机一2.8、法兰盘二2.9与谐波减速机二2.10设于连接件二21内，关节套三2.11、自润滑轴承三2.12、电机二2.13、法兰盘三2.14与谐波减速机三2.15设于连接件三22内。采用这样的结构设置，通过在连接件一20、连接件二21与连接件三22内分别设有操作机构，通过将电机、谐波减速机固定于法兰盘上，再将法兰盘固定于关节套内，使整个装配过程简单可行，结构紧凑而对称，减少了零件装配中的联接零件的使用，本实施例优选采用高功率密度的maxon电机，有效减轻了各关节重量，同时保证机械臂能高速运转。
更具体而言，所述连杆3包括连杆一4.1与连杆二4.3，连杆一4.1两端分别通过连杆连接板一4.2连接于连接件一20与连接件二21，连杆二4.3两端分别通过连杆连接板二4.4连接于连接件二21与连接件三22，连接件三22与执行机构4对应连接，连杆一4.1通过关节B驱动***驱动，连杆二4.3通过关节C驱动***驱动，执行机构4通过关节D驱动***驱动。采用这样结构设置，通过关节B驱动***驱动连杆一4.1，通过关节C驱动***驱动连杆二4.3，通过关节D驱动***驱动执行机构4，其操作更方便，实现机械臂准确抓取物体。
更具体而言，所述连接件2由左耳板3.1、连接基板3.2与右耳板3.3连接组成。如图3所示，左耳板3.1与关节操作机构的自润滑轴承配合，右耳板3.3与关节操作机构的谐波减速机通过螺钉连接，连接基板3.2两个侧面通过螺钉与左右耳板连接。
更具体而言，所述连杆二4.3内嵌有关节E驱动***、电机及行星减速机4.5、电机座4.6、输出轴4.7与轴承座4.8。本实施例采用电机及行星减速机4.5、电机座4.6、输出轴4.7与轴承座4.8分别通过螺钉固定于连杆二4.3内。
更具体而言，所述基座1由基座底板1.1、两块基座侧板1.2与基座上板1.3连接组成，基座1内设有关节A驱动***，机械臂通过关节A驱动***驱动，基座1底部设有电源装置与控制装置。采用这样的设置，其成本较低，装配起来也更简单。
更具体而言，所述关节A驱动***包括电机1.4、电机座1.5、轴承座1.6与输出轴1.7。采用这样的结构设置，通过关节A驱动***驱动机械臂的整体转动。
更具体而言，所述电源装置包括为控制装置供电的充电蓄电池，控制装置包括嵌入式运动卡与电机驱动器。如图4所示，采用这样的设置，由嵌入式运动卡进行机械臂运动学的正反解，电机通过控制卡输出的脉冲与PWM信号输入至相应驱动器控制电机。
更具体而言，所述执行机构4内嵌设有关节F驱动***，执行机构4包括支撑架一5.1、支撑架二5.2、前底座5.3、后底座5.4、舵机5.5、主动手指5.6与固定手指5.7，主动手指5.6与固定手指5.7配合设置，主动手指5.6通过关节F驱动***驱动，前底座5.3、后底座5.4分别通过支撑架一5.1、支撑架二5.2连接于连杆3的连接基板3.2上。采用这样的结构设置，通过关节F驱动***驱动舵机5.5，舵机5.5则通过控制卡输出脉冲控制舵机5.5旋转，从而实现控制主动手指5.6与固定手指5.7的配合，以此来实现机械臂的准确抓取物体。
本发明所述主动手指5.6与固定手指5.7优选采用亚克力板，传动轴采用45钢，除电机、谐波减速机、行星减速机外，其余均采用铝合金材质。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，包括机械臂，其特征在于：所述机械臂一端设有基座(1)，所述机械臂另一端设有执行机构(4)，所述基座(1)与执行机构(4)之间依次通过连接件(2)与连杆(3)对应连接，所述基座(1)、连接件(2)、连杆(3)与执行机构(4)内分别嵌有关节驱动***。
2.根据权利要求1所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，其特征在于：所述连接件(2)包括连接件一(20)、连接件二(21)与连接件三(22)，所述连接件一(20)内嵌设有关节B驱动***，所述连接件二(21)内嵌设有关节C驱动***，所述连接件三(22)内嵌设有关节D驱动***，所述连接件(2)与连杆(3)间隔连接，所述连接件(2)内设有关节操作机构。
3.根据权利要求2所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，其特征在于：所述关节操作机构包括关节套一(2.1)、自润滑轴承一(2.2)、电机及行星减速机(2.3)、法兰盘一(2.4)、谐波减速机一(2.5)、关节套二(2.6)、自润滑轴承二(2.7)、电机一(2.8)、法兰盘二(2.9)、谐波减速机二(2.10)、关节套三(2.11)、自润滑轴承三(2.12)、电机二(2.13)、法兰盘三(2.14)与谐波减速机三(2.15)，所述关节套一(2.1)、自润滑轴承一(2.2)、电机及行星减速机(2.3)、法兰盘一(2.4)与谐波减速机一(2.5)设于连接件一(20)内，所述关节套二(2.6)、自润滑轴承二(2.7)、电机一(2.8)、法兰盘二(2.9)与谐波减速机二(2.10)设于连接件二(21)内，所述关节套三(2.11)、自润滑轴承三(2.12)、电机二(2.13)、法兰盘三(2.14)与谐波减速机三(2.15)设于连接件三(22)内。
4.根据权利要求2所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，其特征在于：所述连杆(3)包括连杆一(4.1)与连杆二(4.3)，所述连杆一(4.1)两端分别通过连杆连接板一(4.2)连接于连接件一(20)与连接件二(21)，所述连杆二(4.3)两端分别通过连杆连接板二(4.4)连接于连接件二(21)与连接件三(22)，所述连接件三(22)与执行机构(4)对应连接，所述连杆一(4.1)通过关节B驱动***驱动，所述连杆二(4.3)通过关节C驱动***驱动，所述执行机构(4)通过关节D驱动***驱动。
5.根据权利要求2所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，其特征在于：所述连接件(2)由左耳板(3.1)、连接基板(3.2)与右耳板(3.3)连接组成。
6.根据权利要求4所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，其特征在于：所述连杆二(4.3)内嵌有关节E驱动***、电机及行星减速机(4.5)、电机座(4.6)、输出轴(4.7)与轴承座(4.8)。
7.根据权利要求1所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，其特征在于：所述基座(1)由基座底板(1.1)、两块基座侧板(1.2)与基座上板(1.3)连接组成，所述基座(1)内设有关节A驱动***，所述机械臂通过关节A驱动***驱动，所述基座(1)底部设有电源装置与控制装置。
8.根据权利要求7所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，其特征在于：所述关节A驱动***包括电机(1.4)、电机座(1.5)、轴承座(1.6)与输出轴(1.7)。
9.根据权利要求7所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，其特征在于：所述电源装置包括为控制装置供电的充电蓄电池，所述控制装置包括嵌入式运动卡与电机驱动器。
10.根据权利要求1所述一种内嵌关节的6DOF轻型机械臂，其特征在于：所述执行机构(4)内嵌设有关节F驱动***，所述执行机构(4)包括支撑架一(5.1)、支撑架二(5.2)、前底座(5.3)、后底座(5.4)、舵机(5.5)、主动手指(5.6)与固定手指(5.7)，所述主动手指(5.6)与固定手指(5.7)配合设置，所述主动手指(5.6)通过关节F驱动***驱动，所述前底座(5.3)、后底座(5.4)分别通过支撑架一(5.1)、支撑架二(5.2)连接于连杆(3)的连接基板(3.2)上。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106934182A (zh) * 2017-04-20 2017-07-07 武汉理工大学 一种轻量化机械臂的统一设计方法
CN106994682A (zh) * 2017-05-27 2017-08-01 李双双 一种教学用的新型机械装置
CN106994695A (zh) * 2017-05-16 2017-08-01 深拓科技（深圳）有限公司 机械臂旋转关节及其机械臂
CN108340402A (zh) * 2018-03-02 2018-07-31 武汉理工大学 一种碳纤维复合材料的轻型机械臂
CN108376509A (zh) * 2018-04-09 2018-08-07 重庆鲁班机器人技术研究院有限公司 教学机械臂***及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080109108A1 (en) * 2004-11-24 2008-05-08 Perry Slingsby Systems Limited Control System For An Articulated Manipulator Arm
CN101745913A (zh) * 2009-12-21 2010-06-23 哈尔滨工业大学 一种六自由度机器人灵巧手臂
CN102229142A (zh) * 2011-06-22 2011-11-02 于复生 一种五自由度电动机械手
CN104108099A (zh) * 2013-04-22 2014-10-22 焦浩 一种可伸缩多自由度排爆机器人
CN104589340A (zh) * 2015-02-03 2015-05-06 东莞技研新阳电子有限公司 一种新型六自由度机械手

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080109108A1 (en) * 2004-11-24 2008-05-08 Perry Slingsby Systems Limited Control System For An Articulated Manipulator Arm
CN101745913A (zh) * 2009-12-21 2010-06-23 哈尔滨工业大学 一种六自由度机器人灵巧手臂
CN102229142A (zh) * 2011-06-22 2011-11-02 于复生 一种五自由度电动机械手
CN104108099A (zh) * 2013-04-22 2014-10-22 焦浩 一种可伸缩多自由度排爆机器人
CN104589340A (zh) * 2015-02-03 2015-05-06 东莞技研新阳电子有限公司 一种新型六自由度机械手

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106934182A (zh) * 2017-04-20 2017-07-07 武汉理工大学 一种轻量化机械臂的统一设计方法
CN106934182B (zh) * 2017-04-20 2020-03-24 武汉理工大学 一种轻量化机械臂的统一设计方法
CN106994695A (zh) * 2017-05-16 2017-08-01 深拓科技（深圳）有限公司 机械臂旋转关节及其机械臂
CN106994695B (zh) * 2017-05-16 2023-11-14 深拓科技（深圳）有限公司 机械臂旋转关节及其机械臂
CN106994682A (zh) * 2017-05-27 2017-08-01 李双双 一种教学用的新型机械装置
CN108340402A (zh) * 2018-03-02 2018-07-31 武汉理工大学 一种碳纤维复合材料的轻型机械臂
CN108376509A (zh) * 2018-04-09 2018-08-07 重庆鲁班机器人技术研究院有限公司 教学机械臂***及其控制方法

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