[发明专利]可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂

说明书

本发明公开了一种可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂，包括机械臂外部连接机构、电机驱动系统、凸轮机构、钢球传动机构，电机驱动系统的输出轴端与凸轮机构连接。机械臂外部连接机构包括近端套杯内置近端球关节、中间旋转关节、远端套杯内置远端球关节、近端连杆、远端连杆，由三个关节提供七个自由度，使机械臂灵活运动，工作空间范围加大；结构简单紧凑，刚度、稳定性高；被动式定位方法使定位速度加快；由电机驱动锁紧关节使关节锁紧变得可靠，释放人力。

技术领域

本发明涉及一种机械臂，尤其涉及一种可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂。

背景技术

目前各种可实现各关节同时锁紧的机械臂主要有两种：

第一种是类似SCARA、PUMA型机器人的机械臂，这种类型的机械臂运用了多个关节，通过电机驱动关节运动，到达位置后电机自动锁紧关节，实现可靠稳定、刚度高，但这种机械臂是主动式运动，通过电机驱动运动会使定位速度减缓，工作空间不是很大，而且多关节机械臂会使结构变得复杂不紧凑；

第二种是通过手动锁紧关节的被动式机械臂，这种机械臂结构简单轻便、工作空间大，但由于它是通过手拧把手提供锁紧力矩，要提供很大的预紧力，操作这种类型的机械臂可能会比较吃力。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂，包括机械臂外部连接机构、电机驱动系统、凸轮机构、钢球传动机构，所述电机驱动系统的输出轴端与凸轮机构连接；

所述机械臂外部连接机构包括近端套杯内置近端球关节、中间旋转关节、远端套杯内置远端球关节、近端连杆、远端连杆，所述近端球关节通过近端连杆与中间旋转关节的下半部分连接，所述远端球关节通过远端连杆与中间旋转关节的上半部分连接；

小制动盘置于所述中间旋转关节的下半部分中，并通过螺钉与所述中间旋转关节的上半部分连接，大制动盘通过螺钉与中间旋转关节的下半部分连接，大制动盘内径比小制动盘内径小，限制小制动盘轴向的运动。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂，根据两个球关节和中间旋转关节提供的七个旋转自由度，通过手动拖拽机械大小臂快速定位后，按下电机按钮驱动凸轮转动，由凸轮位移产生正向力经由钢球传动机构通过摩擦锁紧方式实现关节的锁紧。不仅结构简单紧凑，工作空间大，而且能够快速定位并锁紧关节。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂的二维主视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂的二维俯视结构示意图；

图3a、图3b分别为本发明实施例的二维左、右视图；

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂，其较佳的具体实施方式是：

包括机械臂外部连接机构、电机驱动系统、凸轮机构、钢球传动机构，所述电机驱动系统的输出轴端与凸轮机构连接；

所述机械臂外部连接机构包括近端套杯内置近端球关节、中间旋转关节、远端套杯内置远端球关节、近端连杆、远端连杆，所述近端球关节通过近端连杆与中间旋转关节的下半部分连接，所述远端球关节通过远端连杆与中间旋转关节的上半部分连接；