[发明专利]二分支四自由度机械臂

说明书

本发明涉及一种二分支四自由度机械臂，包括基座、第一运动分支、第二运动分支、手爪以及腕关节，两个运动分支均包括第一H形连杆、第二H形连杆和第一电机减速器组件，第一H形连杆的第一端与基座端部转动连接，第一H形连杆的第二端与第二H形连杆的第一端转动连接，第二H形连杆的第二端通过第一电机减速器组件与腕关节端部连接，腕关节包括U形件、环形件、第一转动副、第二转动副、L形件和手爪连接件，U形件封闭端与第一运动分支的第一电机减速器组件连接，环形件能转动的连接在U形件的开口端，环形件与手爪连接件的第一端转动连接，手爪连接件的第二端与L形件的第一端转动连接，L形件的第二端与第二运动分支的第一电机减速器组件连接。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种二分支四自由度机械臂。

背景技术

随着我国产业升级不断推进，从“劳动密集型”向“技术密集型”转变已经成为我国机械、电子、物流等诸多产业保持竞争力并快速发展的必然选择。在这种大背景下，我国的工业机器人的需求量呈井喷式增长，这种需求蕴含的不光是机器人的数量，还有机器人的种类。工业机械臂是一种应用极为广泛的机器人，在上下料、搬运、装配、包装等方面发挥着巨大作用。目前，市场应用的工业机械臂构型较为单一，大多采用多个转动副或移动副依次串联的构型形式，这种串联构型形式的工业机械臂通用性较强，在许多领域均具有较强的适用性，但其会随着自由度的增加，末端的累积误差增大、刚度及承载能力降低。

还有一种基于并联机构的工业机械臂，也就是并联构型形式的工业机械臂，其末端累积误差较小、刚度及承载能力大，可以与串联构型形式的工业机械臂功能互补。目前，较为常见的并联构型形式的工业机械臂其自由度大都为三个或者六个，具有二维移动和二维转动四个自由度的并联构型形式且具有实用性的工业机械臂并不多见。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种二分支四自由度机械臂，可以实现二维移动和二维转动，该机械臂具有结构简单、精度高、运动解耦性及工艺性好等优点，可适用于汽车、造船和航空等现代工业领域。

本发明是这样实现的：

一种二分支四自由度机械臂，其包括基座、第一运动分支、第二运动分支、手爪以及连接所述第一运动分支和第二运动分支的腕关节，所述第一运动分支和第二运动分支均包括第一H形连杆、第二H形连杆和第一电机减速器组件，所述第一H形连杆的第一端与所述基座的端部转动连接，所述第一H形连杆的第二端与所述第二H形连杆的第一端转动连接，所述第二H形连杆的第二端通过第一电机减速器组件与所述腕关节的端部连接，所述腕关节包括U形件、环形件、第一转动副、第二转动副、L形件和手爪连接件，所述U形件的封闭端的中部与所述第一运动分支的第一电机减速器组件的输出轴固连，所述环形件能转动的连接在所述U形件的开口端，所述环形件通过第一转动副与所述手爪连接件的第一端转动连接，所述手爪连接件的第二端通过所述第二转动副与所述L形件的第一端转动连接，所述L形件的第二端与所述第二运动分支的第一电机减速器组件的输出轴固连，所述手爪连接件的第二端固定有所述手爪。

优选的，所述环形件通过第一转动轴能转动的连接在所述U形件的开口端，所述环形件上连接有与所述第一转动轴垂直的第二转动轴，所述第二转动轴的中部连接有所述第一转动副，用于与所述手爪连接件的第一端转动连接。

优选的，所述第一运动分支的第一电机减速器组件的输出轴、第二运动分支的第一电机减速器组件的输出轴、第一转动轴、第一转动副和第二转动副的轴线相交于一点。

优选的，所述第二运动分支的第一电机减速器组件的输出轴与所述第二转动副的轴线垂直。

优选的，所述第一H形连杆的第一端通过转动轴与所述基座的端部转动连接，所述转动轴与第二电机减速器组件的输出轴固定连接，所述第二电机减速器组件的机身与所述基座固连，所述第二电机减速器组件与所述转动轴同轴安装，所述第二电机减速器组件通过所述转动轴驱动所述第一H形连杆绕所述转动轴转动。