[实用新型]一种柔顺机械臂

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人和人交互工作领域，具体涉及一种机器人柔顺机械臂。

背景技术

现代工业领域广泛应用机器人替代人从事繁重和重复性的工作，极大提高了生产效率和作业水平。然而现实生产中一些复杂的作业往往处在“人—机共存”和“人—机交互”的环境中，机器人机械臂对人的接触碰撞威胁也时刻存在。

传统机器人的机械臂刚性较大，若撞击到人，其刚性机械臂不能实现柔顺变形，对人体伤害较大。虽然现有技术中存在一种部分柔性机械臂，但该机械臂仅是平面内柔顺变形，不能实现360°全周向柔顺变形，故其使用范围和可用性受到较大局限。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种既能实现360°全周向柔顺变形，又能调节初始预紧刚度的机器人柔顺机械臂。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种柔顺机械臂，包括与驱动源相连接的主臂结构及与负载相连接的摆臂结构，所述主臂结构与摆臂结构之间活动嵌合且摆臂结构可绕主臂结构作360°周向旋转摆动，所述主臂结构与摆臂结构之间通过柔性张紧装置相连接。

进一步，所述主臂结构主要由环形臂及设置在环形臂端部的端盖组成，所述端盖上设有半圆形凹槽，所述凹槽绕端盖圆心周向设置；所述摆臂结构包括前臂，所述前臂端部处对应设有用于嵌合在所述端盖凹槽内的半圆形凸台。

进一步，所述摆臂结构还包括用于连接负载的后臂，所述前臂与后臂间通过连接套连接。

进一步，所述柔性张紧装置包括设置在摆臂结构内的主动张紧组件及设置在主臂结构内的弹性组件，所述主动张紧组件与弹性组件间通过柔性张紧绳牵拉；所述端盖与前臂上对应设有用于穿过柔性张紧绳的通孔。

进一步，所述主动张紧组件主要由限位滑道Ⅰ、滑动螺母、电机及丝杆组成，所述滑动螺母设置在限位滑道Ⅰ内，所述丝杆一端与电机相连，另一端与滑动螺母相连并带动滑动螺母沿限位滑道Ⅰ前后移动；所述弹性组件主要由若干根拉簧、限位滑道Ⅱ及滑块Ⅱ组成，所述滑块Ⅱ设置在限位滑道Ⅱ内并沿限位滑道Ⅱ前后移动，所述拉簧两端分别连接在环形臂与滑块Ⅱ上；所述柔性张紧绳两端分别与滑块Ⅱ及滑动螺母相连。

进一步，所述滑动螺母上还设有凸盖，所述柔性张紧绳一端通过凸盖与滑动螺母相连。

进一步，所述限位滑道Ⅰ固定在连接套上。

本实用新型的有益效果在于：该机械臂在撞击力作用下既能相对于主臂结构产生弯折，又可依据撞击力方向的变化作360°全周向旋转摆动，降低了撞击力大小，减小或避免了撞击力对人体造成的伤害；内置的柔性张紧装置不会对摆臂结构的旋转与摆动产生影响，不仅美观，且安全性高，不会在碰撞过程中对人体造成二次伤害，提高了人—机共存环境的安全性；张紧力调节灵活，适用范围广；整体结构简单、拆装维修方便，工程实用性强。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的柔顺变形示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，本实施例中的机器人柔顺机械臂，包括与驱动源相连接的主臂结构及与负载相连接的摆臂结构，所述主臂结构与摆臂结构之间活动嵌合且摆臂结构可绕主臂结构作360°周向旋转摆动，所述主臂结构与摆臂结构之间通过柔性张紧装置相连接。该机械臂在撞击力F作用下，摆臂结构可相对于主臂结构产生弯折，同时，摆臂结构可依据力F方向的变化作360°全周向旋转摆动，从而降低撞击力，减小或避免对人体造成较大的伤害。此处的柔性张紧装置可在主臂结构与摆臂结构之间施加初始预紧刚度，实现张紧功能，同时又不会对摆臂结构的旋转、摆动产生影响。

在本实施例中，所述主臂结构主要由环形臂1及设置在环形臂1端部的端盖2组成，所述端盖2上设有半圆形凹槽，所述凹槽绕端盖2圆心周向设置；所述摆臂结构包括前臂3，所述前臂3端部处对应设有用于嵌合在所述端盖2凹槽内的半圆形凸台。通过半圆形的凹槽与凸台相配合，不仅可实现主臂结构与摆臂结构的衔接贴合，还可使得前臂3相对于端盖2作360°全周向摆动。其结构简单，加工制造容易，便于装配。

在本实施例中，所述摆臂结构还包括用于连接负载的后臂4，所述前臂3与后臂4间通过连接套5连接。