[发明专利]一种多轴柔性安全机械臂结构

说明书

本发明公开了一种多轴柔性安全机械臂结构，包括肩关节组件、第一大臂轴和第二大臂轴，肩关节组件一侧通过第一大臂轴传动连接有肘关节组件，肘关节组件一侧通过第二大臂轴传动连接有腕关节组件，第一大臂轴表面环形等距阵列有缓冲弹性件，肩关节组件包括依次设置的摆动副、旋转副和自转动副，肘关节组件包括第一支撑板和连接块，第一支撑板内固定安装有第一驱动电机，连接块固定安装于第一驱动电机的输出轴端，弹性机械臂在运动中，弹性形变处于变化状态，弹性材料也随着使用时间而产生金属疲劳影响弹性形变，机械臂采用增加定位传感器，辅助以外加角度检测传感器反馈各轴实际角度，以此支持弹性机械臂进行精确轨迹运行。

技术领域

本发明涉及多轴机械臂技术领域，具体涉及一种多轴柔性安全机械臂结构。

背景技术

机械臂，也被称为自动臂，机械手等，是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，广泛应用于机械制造、冶金、手术医疗等的自动控制领域。

目前工业机器人所用机械臂为无弹性原件缓冲的硬连接机械臂，一旦出现撞人撞物时，就会伤人伤物，也容易撞坏机械臂本体。作为工业机器人变种的协作机器人，为了保证精度，采用的技术路线普遍是各轴无缓冲硬连接，低速运行，实时检测撞击电流进行被动防护，撞击瞬间没有缓冲。曾一度出现过的带弹性联轴器的协作机器人因定位精度不够而被淘汰，造成了制造业的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多轴柔性安全机械臂结构，既能满足生产生活中自动控制应用，又能有效减轻机械臂对人员误伤时的伤害强度，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多轴柔性安全机械臂结构，包括肩关节组件、第一大臂轴和第二大臂轴，所述肩关节组件一侧通过第一大臂轴传动连接有肘关节组件，所述肘关节组件一侧通过第二大臂轴传动连接有腕关节组件，所述第一大臂轴表面环形等距阵列有缓冲弹性件；

所述肩关节组件包括依次设置的摆动副、旋转副和自转动副；

所述肘关节组件包括第一支撑板和连接块，所述第一支撑板内固定安装有第一驱动电机，所述第一大臂轴一端固定连接于第一支撑板内，所述连接块固定安装于第一驱动电机的输出轴端；

所述腕关节组件包括第二支撑板和第三支撑板，所述第二大臂轴一端固定连接于第二支撑板内，所述第三支撑板转动连接于第二支撑板一侧，所述第三支撑板一侧通过第二驱动电机转动连接有托架。

其中，所述第一大臂轴和第二大臂轴表面环形等距阵列有凹槽，所述凹槽内滑动安装有滑块。

其中，所述缓冲弹性件包括弹性柱，所述弹性柱一端设置有撞击板，且弹性柱内设置有微动开关。

其中，所述弹性柱包括空心管、导向柱和弹簧，所述导向柱滑动安装于空心管内，所述弹簧设置于空心管外部，所述微动开关导向柱设置于空心管内底面。

其中，所述摆动副包括主支撑架和主电机，所述主电机固定安装于主支撑架一侧。

其中，所述旋转副包括摆动支架和摆动电机，所述摆动支架固定安装于主电机的输出轴端，所述摆动电机固定安装于摆动支架内。

其中，所述自转动副包括旋转支架和旋转电机，所述旋转电机固定安装于旋转支架一侧，所述旋转电机的输出轴端和第一大臂轴一端固定连接。

其中，所述摆动副、旋转副和自转动副内均设置有信号识别模块和信号传递模块，所述信号识别模块包括定位颜色标识单元和形状图案标识单元，所述信号传递模块为带有主动发出定位信号的传感器。

其中，所述空心管内设置有角度检测传感器，所述角度检测传感器和微动开关电信连接。