[发明专利]一种用于灾害救援的六自由度电驱动机械臂

说明书

本发明公开了一种用于灾害救援的六自由度电驱动机械臂，包括依次连接的支座、底座回转单元、第一大臂单元、第二大臂单元、连杆单元、侧摆单元、作业属具回转单元和作业属具；底座回转单元用于承载第一大臂单元进行360°旋转；第一大臂单元包括第一电缸，第一电缸用于驱动第一大臂单元摆动；第二大臂单元包括第二电缸，第二电缸用于驱动第二大臂单元摆动；连杆单元包括第三电缸，第三电缸用于驱动连杆单元摆动；侧摆单元用于驱动作业属具回转单元进行左右摆动；作业属具回转单元用于控制作业属具进行360°旋转。本发明通过设置底座回转单元、侧摆单元和作业属具回转单元，使作业属具可以进行任何方位的作业，使机械臂具有控制灵活的优点。

技术领域

本发明属于机械臂技术领域，具体涉及一种用于灾害救援的六自由度电驱动机械臂。

背景技术

地震灾害后，建筑坍塌灾害带来的破坏性后果严重，先进的救援专用装备是灾害治理和救援不可缺少的组成部分。

随着工程机械在建筑坍塌救援工作中的大量应用，其存在的一些问题也凸显出来。在灾难事故发生后幸存者大都被挤压在较小的废墟空间内，因此想要进行有效的施救必须要将表面的钢筋混泥土等建筑材料进行破拆并移除。而传统的救援机械臂多为液压驱动，抗工作液污染能力差，对温度变化敏感，液压油粘度受温度影响大，供油量和执行机构的运动速度不稳定，存在液压油泄漏隐患，同时也会影响运动的平稳性，影响控制精度。所以利用液压驱动的机械臂，存在控制精度低，难以在救援现场进行精确定位作业的问题。

此外，现有电驱动工业机械臂的电机多设计于关节连接处，此设计的缺点在于各关节连接处承载扭矩较大，电机为克服所承受的扭矩需要设置更大功率的电机；因此，传统的电驱动工业机械臂，往往需要设置功率较大的电机，才能使机械臂正常工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于灾害救援的六自由度电驱动机械臂，解决现有技术中液压驱动机械臂存在的控制精度低、难以在救援现场进行精确定位作业的问题；解决现有技术中电驱动工业机械臂需要设置功率较大的电机才能使机械臂正常工作的问题。

本发明提供了如下的技术方案：

一种用于灾害救援的六自由度电驱动机械臂，包括依次连接的支座、底座回转单元、第一大臂单元、第二大臂单元、连杆单元、侧摆单元、作业属具回转单元和作业属具；底座回转单元用于承载第一大臂单元相对于支座进行360°旋转；第一大臂单元包括第一电缸，第一电缸用于驱动第一大臂单元相对底座回转单元转动以实现上下摆动；第二大臂单元包括第二电缸，第二电缸用于驱动第二大臂单元相对第一大臂单元转动以实现上下摆动；连杆单元包括第三电缸，第三电缸用于驱动连杆单元相对第二大臂单元转动以实现上下摆动；侧摆单元用于驱动作业属具回转单元相对于连杆单元进行左右摆动；作业属具回转单元用于控制作业属具相对于侧摆单元进行360°旋转。

进一步的是，第一大臂单元还包括第一大臂，第二大臂单元还包括第二大臂；第一大臂的一端和底座回转单元转动连接，第一大臂的另一端和第二大臂的一端转动连接，第二大臂的另一端和连杆单元转动连接；第一电缸转动安装在底座回转单元上，第一电缸的输出端和第一大臂转动连接；第二电缸转动安装在第一大臂上，第二电缸的输出端和第二大臂转动连接；第三电缸转动安装在第二大臂上，第三电缸的输出端和连杆单元转动连接。

进一步的是，底座回转单元包括第一底座、第一减速电机和第一轴承；第一轴承的外圈固定在支座上，第一轴承的内圈和第一底座固连；第一轴承的周向外部设有第一齿轮；第一减速电机安装于第一底座上，第一减速电机的输出轴上安装有与第一齿轮啮合的第二齿轮；第一大臂单元转动连接在第一底座上。

进一步的是，侧摆单元包括第二底座、第二减速电机和第二轴承；第二底座固定在连杆单元上，第二减速电机安装于第二底座上，第二减速电机的输出轴上安装有第三齿轮；第二轴承的周向外部设有与第三齿轮啮合的第四齿轮，第二轴承的内圈固定在第二底座上，第二轴承的外圈和作业属具回转单元固连。