[实用新型]一种基于连杆滑块的新型三轴并联机械手臂

说明书

一种基于连杆滑块的新型三轴并联机械手臂，主要由升降装置、底盘、连杆滑块机构和末端执行器四部分构成；升降装置主要包括框架、组合滑块、动力传动装置，其中框架为若干型材和连接块安装成的三棱柱式立体框架；组合滑块包括销孔块、十字连接架、连接片、滚轮、双头螺杆等，将其组合连接成框形并分别套于立柱上；动力传动装置包括电机、同步带及从动轮，同步带固定嵌于组合滑块的销孔块中，各电机驱动下的同步带能带动组合滑块沿柱上下；连杆滑块机构包括直线导轨滑块和进给驱动连杆，连接连杆的一组合滑块沿柱移动能使导轨完成进给运动，两滑块沿柱上下错动使导轨倾斜。本机械臂结构简单巧妙且稳定，竖直移动跨度大并能多自由度地运动。

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种机械臂，特别涉及一种基于连杆滑块的新型三轴并联机械手臂，如图书馆上架机器人、果园采摘机器人等的机械臂。

背景技术

目前，目前图书馆的书架和果园果树的竖直跨度都较大，对相应机器人的机械臂的竖直行程要求大，传统的工业机器人价格昂贵且复杂，市场上流行的六自由度机械臂都是利用舵机驱动的小机械手，无法做到大行程。目前也有一些加大垂直提升的机械臂，如剪叉式、十字单柱式的图书馆机器人的机械臂，但剪叉式平台不能实现倾斜，而十字单柱式虽然能竖直和水平运动，但其稳定性不好。

发明内容

为了克服上述现有技术中机械臂结构单一、控制复杂、造价及售额高等种种缺陷，本发明的目的在于提供一种基于连杆滑块的新型三轴并联机械手臂，其竖直行程大，稳定可靠，结构简单，易于控制，能实现快速稳定升降和进给，尤其适合夹持小物品的机器人(如图书馆上架机器人、果园采摘机器人等)使用，且基于大部分标准件和已有的末端执行器就能快速设计开发和制作。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于连杆滑块的新型三轴并联机械手臂，其特征在于，主要由底盘1、升降装置2、连杆滑块机构3和末端执行器4四部分构成，其中：

所述底盘1用于与机器人连接；

所述升降装置2主要包括三棱柱框架、组合滑块2-1以及动力传动装置三部分，所述三棱柱框架的底部连接在底盘1上，所述组合滑块2-1有三个，分别设置于三棱柱框架的三个纵轴上，所述动力传动装置有三个，分别带动一个组合滑块2-1沿相应的纵轴上下滑动；

所述连杆滑块机构3主要包括直线导轨滑块和进给驱动连杆3-3，直线导轨滑块机构由导轨3-2和位于导轨3-2上沿其滑动的两个滑块3-1和组成，两个滑块3-1分别安装在两个组合滑块2-1上，进给驱动连杆3-3一端由销钉连接导轨 3-2的末端，另一端设置在第三个组合滑块2-1上，第三个组合滑块2-1的上下移动使导轨3-2完成进给运动，两个滑块3-1上下不同的错动方式使导轨3-2倾斜不同的角度；

所述末端执行器4固定安装在导轨3-2前端。

所述三棱柱框架由三根纵向的标准型材长管2-2、六根水平的短管2-7并结合四个底边连接块2-8和两个尖端连接块2-11拼接而成，其中每两个底边连接块2-8和一个尖端连接块2-11将三根短管2-7连接成一个三角形，两个三角形分别布置在三根型材长管2-2的上端和下端，并在三角形的顶点处连接，型材长管2-2即所述三棱柱框架的纵轴；所述组合滑块2-1包括销孔块2-1-1，销孔块 2-1-1连接十字连接架2-1-3，十字连接架2-1-3两侧固定安装连接片2-1-4，套有滚轮2-1-7的双头螺杆2-1-6连接两侧的连接片2-1-4形成框式结构，长管2-2 从该框式结构中穿过使得组合滑块2-1能够紧裹住型材长管2-2上下移动，其中滚轮2-1-7作用于型材长管2-2；所述动力传动装置安装于三棱柱框架底端的底边连接块2-8顶面，包括电机2-4、电机支持架2-3、同步带2-6及从动轮2-9，同步带2-6固定嵌于组合滑块2-1的销孔块2-1-1中，在电机2-4驱动下，各同步带2-6带动相应组合滑块2-1沿相应型材长管2-2上下移动。