[实用新型]三轴混合驱动式机械臂

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三轴混合驱动式机械臂，应用于码垛、搬运等场合。

背景技术

随着物流等行业的快速发展，简单重复性工作的劳动成本逐渐升高，用于替代人工搬运的机构被不断设计并应用于工作场所，如码垛机器人等。码垛机器人的设计方案较多，但多采用电机驱动式并通过多种机械结构实现码垛任务，机构复杂、动作笨拙、传动效率低。

发明内容

本实用新型要克服现有技术的上述缺点，提供一种机构简单、动作灵巧、传动效率高的三轴混合驱动式机械臂。

三轴混合驱动式机械臂，包括底座1、支座2、后臂3、前臂4、手掌5，其特征在于：所述的支座2绕垂直向上的第一轴铰接在所述的底座1上，所述的后臂3的下端绕水平的第二轴8铰接在所述的支座2上，所述的前臂4的上端绕第三轴9铰接在后臂3上，所述的前臂4的下端绕第四轴10与手掌5铰接，所述的第二轴8、第三轴9、第四轴10相互平行； 

所述的手掌5连接第一连杆机构，所述的第一连杆机构6包括中部铰接在第三轴9上的第一中间连杆60、在前臂4内延伸的前臂连杆61、在后臂3内延伸的后臂连杆62；所述的后臂连杆62的上端铰接在所述的第一中间连杆60的右侧端部，所述的后臂连杆62的下端 铰接在所述的支座2上；所述的前臂连杆61的上端铰接在所述的第一中间连杆60的左侧端部，所述的前臂连杆61的下端铰接在所述的手掌5上；所述的手掌5、前臂连杆61、第一中间连杆60、前臂4形成平行四边形机构，所述的后臂3、后臂连杆62、第一中间连杆60、支座2形成另一个平行四边形机构；

装在前臂连杆61上的第一红外测距仪63对准装在后臂连杆62上的第二红外测距仪64；

所述的前臂4和后臂3内装有驱动前臂4与后臂3相对开合的电磁线圈驱动机构，所述的电磁线圈驱动机构包括第二连杆机构7和电磁线圈；

所述的第二连杆机构7包括：中部铰接在第三轴9上的第二中间连杆70、在前臂4内延伸的相互平行的第一内杆72和第一外杆71、在后臂3内延伸的相互平行的第二内杆74和第二外杆73；第一内杆72和第一外杆71的上端分别铰接在第二中间连杆70的左侧，第二内杆74和第二外杆73的上端分别铰接在第二中间连杆70的右侧；第一电磁线圈75分别与所述的第一内杆72和第一外杆71铰接，第二电磁线圈76分别与所述的第二内杆74和第二外杆73铰接，第一电磁线圈75与第二电磁线圈76位于同一直线上，形成电磁线圈组；所述的第一内杆72和第一外杆71、第二中间连杆70、第一电磁线圈75形成平行四边形机构，所述的第二内杆74和第二外杆73、第二中间连杆70、第二电磁线圈76形成平行四边形机构；

所述的支座2内装有用于驱动支座2绕底座1旋转和后臂3绕支 座2转动的蜗轮蜗杆式直流伺服电机；

所述的支座2和后臂3上都装有位置传感器；

所述的位置传感器、第一红外测距仪63、第二红外测距仪64的输出端都连接控制器的输入端，所述的蜗轮蜗杆式直流伺服电机、第一电磁线圈75、第二电磁线圈76的控制端都连接控制器的输出端。

所述的电磁线圈组有二个以上，各电磁线圈组位于所述的第二连杆机构7的不同高度上。

本实用新型采用直流伺服电机驱动与电磁线圈驱动的混合式驱动，相比其他的设计方案，本实用新型的优点是:体积小、结构简单、操作方便、动作灵巧，减少空间所占体积且可控性好，传动效率高。

本实用新型的优点是：动作控制精确、前臂和手掌运动平稳、结构简单、体积小。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

图2是第一连杆机构的示意图，虚线显示了平行四边形机构。

图3是电磁线圈驱动机构的示意图

图4是控制器的控制框图

图5是电磁线圈的位置计算的原理示意图

具体实施方式

下面参照附图1‐5进一步说明本实用新型：

本实用新型所述的三轴混合驱动式机械臂，包括底座1、支座2、 后臂3、前臂4、手掌5，其特征在于：所述的支座2绕垂直向上的第一轴铰接在所述的底座1上，所述的后臂3的下端绕水平的第二轴8铰接在所述的支座2上，所述的前臂4的上端绕第三轴9铰接在后臂3上，所述的前臂4的下端绕第四轴10与手掌5铰接，所述的第二轴8、第三轴9、第四轴10相互平行；