[发明专利]一种六自由度机械臂

说明书

本发明公开了一种六自由度机械臂，其由底座部分、大臂中臂部分、手腕部分组成。其中，底座部分和大臂中臂部分通过推力滚子轴承转动连接，大臂中臂部分和手腕部分螺栓连接。大臂中臂与底座的旋转关系为第一自由度，大臂与圆盘的旋转关系为第二自由度，中臂与大臂的旋转关系为第三自由度，手腕与中臂的旋转关系为第四自由度，电机连接件与电机上支架的旋转关系为第五自由度，末端法兰与锥齿轮连接件的旋转关系为第六自由度。大臂中臂为中空碳纤维结构，在保证强度的情况下，极大的的减轻了重量，且关节轴上装有编码器，闭环控制以保证运动精度，本机械臂具有可减轻下级关节负荷，降低悬臂惯量，提高运行稳定性等特点。

技术领域

本发明涉及一种工业自动化设备，更具体地说，涉及一种六自由度机械臂。

背景技术

机械臂是工业机器人的一种，它由操作机，控制器，伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制，可重复编程，能在三维空间完成多种作业的自动化生产设备。机械臂可以极大提高生产效率，稳定和提高产品质量，改善工人劳动条件，提高工业生产机械化和自动化程度，在超常温度、高压、多粉尘、高噪音以及带有放射性和污染的场合，机械臂更是可以发挥出极大的功效。

现有的传统机械臂结构，电机都安装在关节处，这种结构虽然简单紧凑，但应用在多关节机械臂中时，电机本身的重量成为悬臂自重的一部分，使下级关节的负荷急剧上升，同时增加悬臂的惯量，使运行稳定性降低。公开号为CN105215986A的发明于2016年1月6日公开了一种多轴机械手，采用高品质的伺服电机配合机器人专用的RV系列减速机的传动结构，但该多轴机械手也如前所述，电机都安装在关节处，易使下级关节的负荷急剧上升，同时增加悬臂的惯量，使运行稳定性降低，公开号为CN104589333A的发明于2015年5月6日公开了一种五自由度机械臂，采用四个直流伺服电机驱动，但电机都安装在关节处，公开号为CN104589333A的发明于2016年3月30日公开了一种机械臂，其驱动第一关节结构运动的第一驱动装置以及驱动第二关节结构运动的第二驱动装置虽然设置在臂体的容纳腔内，但驱动电机也都安装在关节处，从而使机械臂运行的稳定性降低。

发明内容

本发明提出一种六自由度机械臂。现有的多轴机械臂上，电机一般都安装在关节处，易使下级关节的负荷急剧上升，同时增加悬臂的惯量，使运行稳定性降低，为克服这一缺陷，本发明提供了一种可减轻下级关节负荷，降低悬臂惯量，提高运行稳定性的多轴机械臂。

为解决所述技术问题，本发明提供一种六自由度机械臂，包括底座部分、大臂中臂部分、手腕部分。其中，该机械臂底座部分与大臂中臂部分转动连接，大臂中臂部分与手腕部分螺栓连接。

进一步，所述机械臂底座部分包括旋转轴法兰、转台旋转轴、推力滚子轴承、键、底座弹性挡圈、向心球轴承、第一位置编码器、上旋转底座支架法兰、下旋转底座支架法兰、紧定螺钉、底座谐波减速器步进电机、同步带、大带轮、小带轮，其中，底座部分的转台旋转轴与大臂中臂部分的圆盘通过键及螺栓连接，小带轮和底座谐波减速器步进电机之间通过紧定螺钉紧固，同步带绕在小带轮与大带轮上，大带轮与转台旋转轴之间通过键连接以及底座弹性挡圈限位，底座部分的旋转轴法兰上方放置一推力滚子轴承，通过螺钉把大臂中臂部分固定在转台旋转轴上，从而限制大臂中臂部分的轴向位移，所述旋转底座支架法兰上安装有第一位置编码器，并用于检测圆盘转角信息。底座谐波减速器步进电机驱动小带轮，通过同步带传动，驱动大带轮从而驱动转台旋转轴旋转，从而驱动大臂中臂部分及手腕部分绕底座旋转；