[发明专利]一种机械臂

权利要求书

1.一种机械臂，其特征在于，包括：机械臂本体和重力平衡组件；

所述机械臂本体包括支座和连杆组件；所述支座和所述连杆组件通过第一转动轴转动连接；

所述重力平衡组件包括弹簧和平衡绳，所述弹簧的一端与所述支座连接，所述弹簧的另一端与所述平衡绳的一端连接，所述平衡绳的另一端连接于所述连杆组件上；

所述弹簧的弹力能够通过所述平衡绳作用于所述连杆组件以至少部分平衡所述连杆组件的重力相对于所述第一转动轴产生的重力矩。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆；所述支座和所述第一连杆通过所述第一转动轴转动连接，所述第一连杆和所述第二连杆通过第二转动轴转动连接；所述支座、所述第一连杆和所述第二连杆形成平行联动机构；所述平衡绳的所述另一端固定连接于所述第一连杆上。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述第一连杆上设置有连接机构，所述连接机构与所述平衡绳的所述另一端固定连接。

4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述重力平衡组件还包括设置在所述支座上的滑轮，所述平衡绳从所述滑轮上绕过后其所述另一端与所述连接机构固定连接；所述连接机构与所述第一转动轴之间的距离和所述滑轮与所述第一转动轴之间的距离相同，并且所述弹簧的变形量与所述滑轮和所述连接机构之间的距离相同。

5.根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述弹簧的弹簧刚度系数和所述连接机构与所述第一转动轴之间的距离满足如下关系：

其中，K为所述弹簧的弹簧刚度系数，G₁为所述第一连杆的重力，L₁为所述第一连杆的长度，G₂为所述第二连杆的重力，L₂为所述连接机构与所述第一转动轴之间的距离。

6.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述第一连杆设置有位置调节结构，所述位置调节结构用于调节所述连接机构在所述第一连杆的长度方向上的位置。

7.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述平衡绳的所述一端设置有平衡绳张紧装置，所述弹簧的所述另一端设置有连接座，所述平衡绳通过所述平衡绳张紧装置与所述连接座连接，从而实现与所述弹簧的所述另一端连接；

当所述连杆组件绕所述第一转动轴相对于所述支座进行转动时，所述连接座能够在所述平衡绳和所述弹簧的作用下沿所述支座的长度方向运动。

8.根据权利要求7所述的机械臂，其特征在于，所述连接座上设置有滑块，所述支座上设置有与所述滑块适配的导轨。

9.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括力矩传感器，所述力矩传感器设置在所述第一转动轴上，用于检测所述第一转动轴受到的转动力矩。

10.根据权利要求9所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括伺服电机，所述伺服电机与所述力矩传感器电连接，并且与所述第一转动轴传动连接；当所述力矩传感器检测到所述第一转动轴受到的所述转动力矩时，所述伺服电机能够基于所述转动力矩向所述第一转动轴输出对应的补偿力矩，以对所述转动力矩进行平衡。