CN109397328A - 一种新型拟人机械臂肩关节 - Google Patents

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CN109397328A CN201811522732.1A CN201811522732A CN109397328A CN 109397328 A CN109397328 A CN 109397328A CN 201811522732 A CN201811522732 A CN 201811522732A CN 109397328 A CN109397328 A CN 109397328A
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陈永秋
张金明
孟凡飞
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Harbin University of Science and Technology
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明专利公开了一种新型拟人机械臂肩关节，属于拟人机械臂研究领域，有电机带动减速器，减速器带动连杆传动，通过连杆传动来实现机械臂较大的力和力矩传动，并且三个电机都设计在肩关节内部，其有益效果为结构紧凑并且提高机械臂工作效率。

Description

一种新型拟人机械臂肩关节
技术领域
本发明涉及机械臂领域，特别是涉及拟人机械臂的肩关节设计。
背景技术
机械臂在工业制造领域应用越来越广泛，特点是通过编程完成各种预期的作业任务，在构造上兼顾了人手臂和机器各自的优点，而拟人机械臂是机械臂研究领域的一个重点内容，而现有拟人机械臂存在肩关节受力和力矩较小的限制，并且存在避开障碍的范围较小等问题。
发明内容
本发明设计了一种新型拟人机械臂肩关节，解决了现有机械臂肩关节的一些问题，采用了以下方案：一种新型拟人机械臂肩关节，包括下基座，所述的下基座通过螺栓与电机座相连，所述的电机座与电机相连，所述的电机与锥齿轮相连。所述锥齿轮与锥齿轮啮合，所述锥齿轮与轴固定，所述的轴与直齿轮相连，所述的直齿轮与圆形齿条啮合，所述的圆形齿条与上基座相连，所述的上基座通过螺栓与电机座相连，所述的电机座与电机相连，所述的电机与减速器相连，所述减速器输出轴与直齿轮相连。所述直齿轮与中空齿轮啮合，所述中空齿轮通过花键套在联轴器上，所述的联轴器通过螺栓固定在中空轴上，所述上基座通过螺栓与电机座相连，所述的电机座与电机相连，所述的电机与减速器相连，所述减速器输出轴与连杆相连。所述连杆与T型轴相连，所述T型轴通过轴承与轴承座相连，所述轴承座与万向节联轴器相连，所述万向节联轴器与连杆相连，所述连杆与连杆相连，所述的连杆固定于轴，所述轴与带有孔位的中空轴相连，所述中空轴与手臂体相连。
应用时，采用电机带动连杆传动的方式来增大肩关节所承受末端的力和力矩，并且用万向节联轴器连接轴承座，此轴承座带有轴承和T型轴连接连杆来实现肩关节自由度二和三的正常运动，并且此设计结构可以实现从肩关节开始避开障碍，从而克服避开障碍的范围较小的问题。
附图说明：
图1为一种新型拟人机械臂肩关节结构示意图
图2为本发明的肩关节自由度一传动结构示意图
图3为本发明的肩关节自由度二传动结构示意图
图4为本发明的肩关节自由度三传动结构示意图
图5为本发明的肩关节自由度三中T型轴与轴承座剖视图
图6为本发明的肩关节自由度二、三组合传动结构示意图
图7为本发明的肩关节下基座结构示意图
图8为本发明的肩关节上基座结构示意图
图中1为下基座，2为电机，3为电机座，4为锥齿轮，5为直齿轮，6为锥齿轮 ，7为轴，8为轴承，9为圆形齿条，10为电机 ，,11为减速器,12为直齿 ,13为中空齿轮，14为联轴器，15为轴承 ,16为空心轴，17为电机 ,18为减速器 ,19为连杆,20为T型轴，21为轴承座，22为万向节联轴器，23为连杆 ,24为连杆 ,25为轴 ,26为手臂体，27为轴承 ,28为上基座，29为电机座 ,30为电机座 。
具体实施方式：
图1至图8共同描述了本发明的实施例，该例中为实现机械臂肩关节的三自由度运动，自由度一的运动方式，电机(2)通过电机座(3)与下基座(1)相连，电机(2)与锥齿轮(4)相连，锥齿轮(4)与锥齿轮 (6)啮合，锥齿轮 (6)与直齿轮(5)固定在相同轴(7)上，直齿轮(5)与圆形齿条(9)啮合，圆形齿条(9)与轴承(8)共同放置在下基座(1)上，圆形齿条(9)与上基座(28)固定，随着圆形齿条(9)转动带动上基座(28)转动，自由度二运动方式，上基座(28)通过电机座 (30)与电机 (10)相连，电机 (10)通过减速器(11)带动直齿 (12)转动，直齿 (12)带动中空齿轮(13)转动，中空齿轮(13)与联轴器(14)固定，联轴器(14)与空心轴(16)固定，空心轴(16)与轴承 (15)放置在上基座(28)内，空心轴(16)随着直齿 (12)转动而转动，自由度三运动方式，上基座(28)通过电机座 (29)与电机 (17)相连，电机 (17)连接减速器 (18)带动连杆(19)转动，连杆(19)带动T型轴(20)和轴承座(21)摆动，轴承座(21)带动万向节联轴器(22)、连杆 (23)和连杆 (24)摆动，连杆 (24)固定在轴 (25)上，轴 (25)固定手臂体(26)，从而实现随着电机 (17)转动手臂体(26)上下摆动，在运动时随着自由度二的转动，自由度三通过万向节联轴器(22)和T型轴(20)的摆动和转动来实现协同运动。

Claims (1)

1.一种新型拟人机械臂肩关节，包括下基座，其特征是：所述的下基座通过螺栓与电机座相连，所述的电机座与电机相连，所述的电机与锥齿轮相连，所述锥齿轮与锥齿轮啮合，所述锥齿轮与轴固定，所述的轴与直齿轮相连，所述的直齿轮与圆形齿条啮合，所述的圆形齿条与上基座相连，所述的上基座通过螺栓与电机座相连，所述的电机座与电机相连，所述的电机与减速器相连，所述减速器输出轴与直齿轮相连，所述直齿轮与中空齿轮啮合，所述中空齿轮通过花键套在联轴器上，所述的联轴器通过螺栓固定在中空轴上，所述上基座通过螺栓与电机座相连，所述的电机座与电机相连，所述的电机与减速器相连，所述减速器输出轴与连杆相连,所述连杆与T型轴相连，所述T型轴通过轴承与轴承座相连，所述轴承座与万向节联轴器相连，所述万向节联轴器与连杆相连，所述连杆与连杆相连，所述的连杆固定于轴，所述轴与带有孔位的中空轴相连，所述中空轴与手臂体相连。
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US20100095800A1 (en) * 2008-10-17 2010-04-22 Staubli Faverges Articulated structure for a multi-axis robot, and a robot including such a structure
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CN104308843A (zh) * 2014-08-27 2015-01-28 王英超 一种消防机器人机械手升降旋转装置
CN107471197A (zh) * 2017-08-11 2017-12-15 上海大学 一种仿人双臂多自由度工业机器人
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CN209240069U (zh) * 2018-12-13 2019-08-13 哈尔滨理工大学 一种三自由度的拟人机械臂肩关节

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