[发明专利]中空串联机械臂

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及由模块化关节组建的中空串联机械臂的新型构型。

背景技术

机械臂在生产生活中具有极其重要的作用。实践应用中，很多的工业流程环节都需要机械臂进行组装和提取作业。现有机械臂自身的组装、拆卸较为复杂。很多轻便、敏捷的机械臂被设计出来，承担了越来越多的组装和提取工作。但是现阶段的机械臂在实现小型化设计后，其额定负载会相应降低很多。机器人的结构尺寸和承载能力之间的矛盾成为一个有待协调的问题。机械臂各关节的运动精度、承载能力、运动平稳性等均受到关节内各元件之间相互位置关系、动作关系的影响。如何实现使机械臂的控制更加简单、精确，在机械臂关节的有限空间内合理布置元件位置，避免不同关节的重复性设计，并将生产过程的时间缩短，使关节易于安装和使用，这些都是急需解决的问题。

发明专利201110333688.1提出的“多自由度机械臂模块化关节”，包括两个以上模块化关节串联且同轴旋转，模块化关节包括关节一和关节二连接为一体，其中，关节一包括传递动力输入轴、该动力输入轴上设有都第一谐波减速器和第一离合器；关节二包括与所述关节一输入轴连接的传动轴，该传动轴与第一离合器相连，第二离合器衔铁与分动传动机构相连接，该分动传动机构分别与第二谐波减速器。它的部分传动结构和部分线缆暴露在外面，不利于对元件的保护，模块自身依然比较复杂，没有达到在持重不变的情况下大幅减小自重的效果，而且模块的连接方式单一，不利于构建运动范围较大的机械臂。没有制动装置，不能实现瞬间制动。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种自身重量小、重量功率比大，使机械臂的控制更加简单、精确，在机械臂关节的有限空间内合理布置元件位置，避免不同关节的重复性设计，并使关节易于安装和使用的中空串联机械臂。

本发明的中空串联机械臂，它包括多个模块化关节和底座，每一个模块化关节均包括壳体，在所述的壳体上安装有后盖并且在壳体的一侧设置有开口作为固定端，在所述的壳体内安装有支架，在所述的支架顶面上安装有伺服电机和张紧机构，减速器固定在支架下方的壳体上，减速器的旋转轴输出端作为旋转端，所述的旋转端的轴线与固定端的轴线垂直设置，所述的张紧机构包括轴承座，在所述的轴承座内通过上下轴承安装有关节张紧轴，所述的轴承座支撑固定在带轮张紧摆杆上，所述的带轮张紧摆杆通过安装轴转动连接在支架上，在所述的轴承座上安装有失电制动器，关节张紧轴的一端通过转子毂和失电制动器的转子固定连接并且另一端与带轮B连接，在所述的伺服电机的输出轴上连接有带轮A，带轮C安转在减速器的输入端上，带轮A、带轮B以及带轮C通过同步齿轮带转动相连，带轮张紧摆杆与一推动件相连，带轮张紧摆杆能够在推动件的带动下带动轴承座绕安装轴转动；第一模块化关节的旋转端与底座垂直转动连接，第一模块化关节的固定端与第二模块化关节旋转端连接，第二模块化关节的固定端与第一连接手臂的一端固定相连，第一连接手臂的另一端与辅助模块化关节的一端固定相连，辅助模块化关节的另一端与第三模块化关节的旋转端固定连接，第三模块化关节的旋转端的轴线与第一连接手臂轴线垂直设置，第三模块化关节的固定端与第二连接手臂的一端固定相连，第二连接手臂的另一端与第四模块化关节的旋转端固定相连，第四模块化关节的固定端与第三连接手臂的一端固定相连，第三连接手臂的另一端与第五模块化关节的固定端固定相连，第五模块化关节的旋转端与第六模块化关节的固定端连接。