[发明专利]一种多关节离散驱动机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种多关节离散驱动机械臂。

背景技术

多关节柔性机械臂是为末端执行器(如机械手)提供支撑的部件，要求机械臂轻量、灵活从而实现末端执行器多方位到达目标位置，使末端执行器进行预设作业。在现有技术中，多关节柔性机械臂往往采用多个电机驱动，每个电机独自驱动相对应的关节单元，然而此种方式对驱动电机和电机减速器的要求较高，带载能力也相对较小。此外，数量较多的驱动电机也会增加机械臂的设计成本，导致性价比较低。

发明内容

针对现有技术中的多关节柔性机械臂在使用时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种多关节离散驱动机械臂。

依据本发明的一个方面，提供了一种多关节离散驱动机械臂，包括车体基座、安装于车体基座上的机械臂转台、第一机械臂组件、第二机械臂组件、第三机械臂组件、第四机械臂组件、机械抓组件、一转台电机和一驱动电机。其中，第一机械臂组件设置在机械臂转台上，第二机械臂组件与第一机械臂组件相连接，第三机械臂组件与第二机械臂组件相连接，第四机械臂组件与第三机械臂组件相连接，机械抓组件与第三机械臂组件相连接，转台电机驱动机械臂转台相对于车体基座发生转动，驱动电机经由第一机械臂组件、第二机械臂组件、第三机械臂组件、机械抓组件以及第四机械臂组件所形成的动力链进行动力传递，并在动力传递过程中使上述多个机械臂组件各自的转动关节执行弯曲操作。

优选地，车体基座下方还安装有第一蜗轮蜗杆组，该第一蜗轮蜗杆组的一端连接至转台电机，另一端与机械臂转台相连接。

优选地，第一机械臂组件包括固定在机械臂转台上的底座和与底座相连接的第一机械臂，第一机械臂上安装有第一皮带轮组、第二皮带轮组、第一锥齿轮组、第七锥齿轮组以及第三蜗轮蜗杆组，其中，驱动电机安装于第一机械臂上，电机输出轴与第一皮带轮组相连接，第一皮带轮组上分别连接有第一锥齿轮组、第二皮带轮组和第七锥齿轮组，第一锥齿轮组上连接有第一离合器和第二离合器，第一离合器和第二离合器与第二蜗轮蜗杆组相连接，第二蜗轮蜗杆组连接有第四皮带轮组，第四皮带轮组与机械臂转台相连接，第二皮带轮组与第六锥齿轮组相连接。

第一离合器与第二离合器交替上电，当第一离合器上电且第二离合器不上电时，第一机械臂向第一方向弯曲；当第一离合器不上电且第二离合器上电时，第一机械臂向第二方向弯曲，第一方向与第二方向相对。

优选地，第二机械臂组件包括第二机械臂，第二机械臂上安装有第二锥齿轮组，第二锥齿轮组与第六锥齿轮组相连接，第二机械臂与第五皮带轮组连接，第五皮带轮组与第三蜗轮蜗杆组连接，第三蜗轮蜗杆组连接有第三离合器和第四离合器，第三离合器和第四离合器与第七锥齿轮组相连接。

第三离合器与第四离合器交替上电，当第三离合器上电且第四离合器不上电时，第二机械臂向第一方向弯曲；当第三离合器不上电且第四离合器上电时，第二机械臂向第二方向弯曲，第一方向与第二方向相对。

优选地，第三机械臂组件包括第三机械臂，第三机械臂上安装有第三锥齿轮组、与第三锥齿轮组相连接的第三皮带轮组，第三锥齿轮组与第二锥齿轮组相连接，第二锥齿轮组与第六锥齿轮组相连接，第二锥齿轮组上连接有第五离合器和第六离合器，第五离合器连接有第六皮带轮组，第六皮带轮组连接有第四蜗轮蜗杆组，第三机械臂与第四蜗轮蜗杆组相连接。

第五离合器与第六离合器交替上电，当第五离合器上电且第六离合器不上电时，第三机械臂向第一方向弯曲；当第五离合器不上电且第六离合器上电时，第三机械臂向第二方向弯曲，第一方向与第二方向相对。

优选地，第四机械臂组件包括第四机械臂，第四机械臂上安装有第五锥齿轮组、与第三皮带轮组相连接的第四锥齿轮组，第五锥齿轮组上安装有第七离合器和第八离合器，第七离合器和第八离合器连接有第五蜗轮蜗杆组，第五蜗轮蜗杆组上连接有第七皮带轮组，第七皮带轮组与第三机械臂相连接，其中第七离合器和第八离合器交替上电从而使第四机械臂向不同的方向弯曲。

优选地，机械抓组件包括与直齿轮组相连接的第六蜗轮蜗杆组、与第六蜗轮蜗杆组相连接的机械抓、安装在机械抓内的力传感器，其中，直齿轮组上连接有第九离合器和第十离合器，第九离合器和第十离合器与第四锥齿轮组相连接，第四锥齿轮组与第五锥齿轮组相连接，第九离合器和第十离合器交替上电从而使机械抓打开或闭合。