[发明专利]一种轻惯量机械手臂

说明书

本发明涉及一种机械手臂，具体地说是一种轻惯量机械手臂。包括控制系统、基座组件、大臂组件、小臂组件、末端组件及驱动系统，其中基座组件、大臂组件、小臂组件及末端组件依次可转动地连接，且末端组件可伸缩，所述驱动系统设置于基座组件上，驱动系统用于驱动大臂组件、小臂组件和末端组件的旋转及末端组件的伸缩，控制系统用于控制驱动系统。本发明能够让运动部件大臂和小臂免除二轴的电机和减速机及三轴和四轴的电机的质量，进而达到机械手运动轻惯量的目的。

技术领域

本发明涉及一种机械手臂，具体地说是一种轻惯量机械手臂。

背景技术

水平多关节机器人，中文译名：选择顺应性装配机器手臂。具有四个轴和四个运动自由度：X，Y，Z方向的平动自由度和绕Z轴的转动自由度。在X，Y方向上具有顺从性，而在Z轴方向上具有良好的刚度，大臂和小臂是串联的两杆结构，类似人的手臂，可以伸进有限的空间中进行作业，然后收回。基本构型为基座、大臂、小臂和末端构件四个部分。基座和大臂连接于一轴，大臂和小臂连接于二轴，三轴和四轴位于小臂和末端构件之间。二轴的电机和减速机，三轴和四轴的电机布置于小臂上，对于高速运动的机械手惯量较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种轻惯量机械手臂，能够让运动部件大臂和小臂免除二轴的电机和减速机及三轴和四轴的电机的质量，进而达到机械手运动轻惯量的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种轻惯量机械手臂，包括控制系统、基座组件、大臂组件、小臂组件、末端组件及驱动系统，其中基座组件、大臂组件、小臂组件及末端组件依次可转动地连接，且所述末端组件可伸缩，所述驱动系统设置于所述基座组件上，所述驱动系统用于驱动大臂组件、小臂组件和末端组件的旋转及末端组件的伸缩，所述控制系统用于控制所述驱动系统。

所述基座组件包括基座外壳及安装在所述基座外壳内的第一组传动构件；所述大臂组件包括大臂壳体及安装在大臂壳体内的第二组传动构件；所述小臂组件包括小臂壳体及设置于所述小臂壳体内的第三组传动构件，所述基座外壳、大臂壳体及小臂壳体依次转动连接，所述大臂壳体与所述驱动系统传动连接，所述第一组传动构件、第二组传动构件及第三组传动构件依次传动连接，所述第一组传动构件与所述驱动系统连接，所述第三组传动构件与所述末端组件连接。

所述第一组传动构件包括由内到外依次嵌套且可分别绕第一轴线转动的第一轴线内中空轴、第一轴线中轴及第一轴线外轴，所述第一轴线内中空轴、第一轴线中轴及第一轴线外轴的上端分别与所述驱动系统传动连接，下端分别与所述第二组传动构件连接。

所述驱动系统包括大臂组件旋转驱动装置、小臂组件旋转驱动装置、末端组件旋转驱动装置及末端组件升降驱动装置，所述大臂组件旋转驱动装置和小臂组件旋转驱动装置设置于所述基座外壳的外侧，所述末端组件旋转驱动装置和末端组件升降驱动装置设置于所述基座外壳的内部，所述大臂组件旋转驱动装置与所述大臂壳体传动连接，所述小臂组件旋转驱动装置与所述第一轴线内中空轴传动连接，所述末端组件旋转驱动装置通过第一柔性传动装置与所述第一轴线中轴连接，所述末端组件升降驱动装置通过第二柔性传动装置与第一轴线外轴连接。

所述大臂组件旋转驱动装置包括第一电机和第一减速机，其中第一电机的输出轴与第一减速机的输入轴传动连接，所述第一减速机的输出轴与所述大臂壳体传动连接；所述小臂组件旋转驱动装置包括传动连接的第二减速机和第二电机，所述第二减速机的输出轴与所述第一轴线内中空轴传动连接；所述末端组件旋转驱动装置包括第三电机，所述第三电机的输出轴与所述第一柔性传动装置连接；所述末端组件升降驱动装置包括第四电机，所述第四电机的输出轴与所述第二柔性传动装置连接。