[发明专利]单电机三自由度机械手臂机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人结构，尤其涉及一种机械手臂。

背景技术

在实际的生产工作当中，有些工作的工作环境是在高危，高污染的条件下进行的，可能会对人体造成伤害，而有些工作又要求较高的精度和效率，故在此类工作中常使用机器人来代替人员操作。机械手臂是机器人实现各种操作动作必不可少的部件。现有的机械手臂，不论是国内的还是国外的，通常都是一个自由度对应安装一个电机，即一台电机只负责一个方向上的一个动作。因此常规的机械手臂为实现较多的动作要求往往需要多个电机，如题所示的的三自由度机械手臂就至少需要三台电机，这不仅导致机械手臂的结构臃肿，体积庞大，而且制造成本高，易损坏及维修困难。此外，现有的机械手臂由于要同时控制多台电机协同工作，其控制要求较高，技术难度较大，从而导致研发成本提高，更新率下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种单电机三自由度机械手臂机构。

本发明是单电机三自由度机械手臂机构，包括有壳体34，套筒9安装在壳体34的两个滚动轴承8上，套筒9的外表面固定安装有电磁制动器11和电磁铁供电装置10，套筒9的内表面中间部分固定连接一固定电磁铁23，前端部分固定连接一限位块20；在电机轴7的一端通过膜片型联轴器27与钥匙块26连接；第一电磁滑块转换接头22和第二电磁滑块转换接头25内置于套筒9中且分别在固定电磁铁23的两侧；蜗杆连接筒24插在第一电磁滑块转换接头22、第二电磁滑块转换接头25以及固定电磁铁23对应的轴孔里，蜗杆连接筒挡片21固连在蜗杆连接筒24的前端部；蜗杆轴16安装在限位块20的对应轴孔里以及蜗杆连接筒24、蜗杆连接筒挡片21的正三角形通孔中；在第一电磁滑块转换接头22、第二电磁滑块转换接头25以及固定电磁铁23的顶部安装有电极块33；在电机轴7的另一端安装有45度的锥齿轮5，动力行星轮4的轴29上装有可复位锥齿轮28，制动圆盘32套在动力行星轮4、第一行星轮2、第二行星轮2′的轴上。

本发明实现了只用一台电机完成三个不同自由度的动作，而常规的、现有的电机需要三台电机才能完成这三个动作。因此减少了电机数量，降低了成本，使机械臂的结构更为紧凑，维护更为方便，控制更为简单，降低了机械手臂的技术难度。

附图说明

图1是机械手臂的主视图，图2是图1中A-A向剖视图，图3是机械手臂的俯视图，图4是图2中B-B向剖视图，图5是机械手臂的轴测图，附图标记及对应名称为：外圈轨道轮1，第一行星轮2，第二行星轮2′，太阳轮3，动力行星轮4，锥齿轮5，双轴型步进电机6，电机轴7，套筒滚动轴承8，套筒9，电刷环装置10，电磁制动器11，前部爪手支架12，蜗轮13，曲柄14，爪手15，蜗杆轴16，套筒端盖17，定距环18，蜗杆轴滚动轴承19，限位块20，蜗杆连接筒挡片21，第一电磁滑块转换接头22，固定电磁铁23，蜗杆连接筒24，第二电磁滑块转换接头25，钥匙块26，膜片型联轴器27，可复位锥齿轮28，动力行星轮轴29，电磁刹车器30，太阳轮轴31，制动圆盘32，电极块33，壳体34。

具体实施方式

如图1、图2、图5所示，本发明的单电机三自由度机械手臂机构，包括有壳体34，套筒9安装在壳体34的两个滚动轴承8上，套筒9的外表面固定安装有电磁制动器11和电磁铁供电装置10，套筒9的内表面中间部分固定连接一固定电磁铁23，前端部分固定连接一限位块20；在电机轴7的一端通过膜片型联轴器27与钥匙块26连接；第一电磁滑块转换接头22和第二电磁滑块转换接头25内置于套筒9中且分别在固定电磁铁23的两侧；蜗杆连接筒24插在第一电磁滑块转换接头22、第二电磁滑块转换接头25以及固定电磁铁23对应的轴孔里，蜗杆连接筒挡片21固连在蜗杆连接筒24的前端部；蜗杆轴16安装在限位块20的对应轴孔里以及蜗杆连接筒24、蜗杆连接筒挡片21的正三角形通孔中；在第一电磁滑块转换接头22、第二电磁滑块转换接头25以及固定电磁铁23的顶部安装有电极块33；在电机轴7的另一端安装有45度的锥齿轮5，动力行星轮4的轴29上装有可复位锥齿轮28，制动圆盘32套在动力行星轮4、第一行星轮2、第二行星轮2′的轴上。