[发明专利]一种内置球形关节的机械手腕

说明书

本发明公开了一种内置球形关节的机械手腕，包括底座，底座上设有中心轴，中心轴上转动套有转盘，中心轴顶端设有磁套，磁套上转动连接有球关节部件，球关节部件包括磁性球头、摆杆和连接台，磁性球头与磁套共同形成一对球面副，且磁性球头与磁套相对的一侧极性相反；转盘边缘设有导轨，导轨上滑动设有滑块，滑块顶部设有电动推杆，电动推杆的杆部通过连接接头与球关节部件的摆杆活动连接，通过驱动机构驱动转盘旋转，进而带动电动推杆转动，最终由电动推杆推动摆杆运动，使得整个球关节部件能绕着磁性球头的球心转动；同时，通过电动推杆能驱动摆杆往复摆动。本发明的优点：在不改变机械手原有位姿的情况下实现在平面内的万向移动。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及的是一种内置球形关节的机械手腕。

背景技术

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手腕部是机械手的关键部件，其灵活性、准确性很大程度上决定了机械手的灵活性、准确性。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度，但是现有技术中机械手的运动角度由于手腕的限制，其活动范围较小。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种内置球形关节的机械手腕，以期实现在不改变机械手原有位姿的情况下实现在平面内的万向移动。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种内置球形关节的机械手腕，包括底座，所述底座上设有向上延伸的中心轴，所述中心轴上转动套装有一个与中心轴同心的转盘，所述中心轴顶端设有一个磁套，所述磁套位于转盘之上，所述磁套上连接有一个球关节部件，所述球关节部件包括从下往上依次连接的磁性球头、摆杆和连接台，所述球关节部件的磁性球头下部分位于磁套内，所述磁套内腔与磁性球头外形相吻合，所述磁性球头与磁套共同形成一对球面副，且所述磁性球头与磁套相对的一侧极性相同；

所述转盘边缘设有一个导轨，所述导轨沿转盘的径向方向向外延伸，所述导轨上滑动设置有一个竖直向上延伸的滑块，所述滑块顶部设有一个电动推杆，所述电动推杆的杆部通过一个连接接头与所述球关节部件的摆杆活动连接，通过驱动机构驱动所述转盘旋转，进而带动滑块及滑块上的电动推杆转动，最终由电动推杆推动摆杆运动，使得整个球关节部件能绕着磁性球头的球心转动；同时，通过电动推杆能驱动杆部伸缩，进而带动摆杆在竖直面内绕着磁性球头的球心往复摆动。

进一步的，所述底座包括一个环形框和设于环形框内的十字形支撑架，所述中心轴设置在十字形支撑架的中心。

进一步的，所述驱动机构包括电机、传动齿轮、随动齿轮，所述电机安装在十字形支撑架上，所述电机的输出轴向上延伸并固定套装所述传动齿轮，所述转盘底部固定套装所述随动齿轮，所述随动齿轮与转盘同轴心，所述传动齿轮与随动齿轮相啮合。

进一步的，所述导轨底部设有一个条形滑槽，所述条形滑槽沿转盘的径向方向延伸，所述滑块底部设有向下伸出的导向杆，所述导向杆向下插入所述条形滑槽内且能在条形滑槽内滑动，并通过螺母旋入导向杆底部并压紧在导轨底部，实现滑块的在导轨上的定位。

进一步的，所述连接接头一端滑动套装在所述摆杆上、另一端通过铰链轴与电动推杆内端铰接，所述铰链轴与摆杆的轴线相垂直。

进一步的，所述磁套顶部设有一个防止磁性球头脱出的罩盖，所述罩盖顶部开有穿孔，所述磁性球头的顶部从所述罩盖的穿孔中伸出。

进一步的，所述中心轴上开有一段环形凹槽，所述转盘转动套装在中心轴的环形凹槽上。

本发明相比现有技术具有以下优点：