[发明专利]一种三轴机械手臂

说明书

本发明公开了一种三轴机械手臂，属于工业机器人技术领域，平行四连杆包括两个平行的长连杆，长连杆的上下两端分别通过组合接头连接在上杆臂和移动平台上，所述组合接头包括球头、前接头组件、主接头、后接头组件和滑块，所述主接头的一侧设有半球穴，所述主接头的两侧设有贯穿的梯形槽，所述前接头组件的一侧设有球面，所述前接头组件另一端设有L型槽，所述后接头组件的两端设有伸进L型槽的滑柱，所述滑块为楔形并且放置在主接头与后接头组件之间，所述滑块下端设有勾环，所述勾环与主接头之间设有提供拉力的弹簧。当所承受的重量大于允许值时，四连杆也不会造成脱落的现象，并能确保球头能贴附在球面上保持其构型的完整性。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种三轴机械手臂。

背景技术

工业生产中，尤其是装配业和生产线上需要大量的人力，但由于人力成本的提升以及产能的需求，使得装配业和产线生产的成本大量的增加，因此许多生产工厂逐步趋向工业机器人代替人力，以降低生产成本，集中，机械手臂是工业机器人中最常见的一种。

一般工业用机械手臂分为串联式和并联式，而传统上工业用机器手臂结构多是属于串联式结构，串联式机械手臂在工业自动化的使用中，由于移动速度慢，其结构为悬臂方式且不对称，故其结构刚性较差且误差较大而承载能力也较低，相对于串联式机械手臂，并联式机械手臂则具有移动速度快、承载力高，结构对称，误差有平均效果，故精度较高的优点，而并联式机械手臂中最具代表性的是三轴构型，又称为三轴平行并联结构，因此近年来许多公司致力于三轴机械手臂的开发。在20世纪80年代，当时工业界在产线生产与包装业上希望能有自动化生产的能力，因此在1987年瑞士洛桑工学院的Clavel首次提出三轴并联结构，并将该型式结构开发为工业机器人，并且广泛运用于产线生产与包装，而在医疗领域上，由于定位精度要求较高，且同时为了避免因人工操作可能出现的颤抖，所以导入并联微动机器人用于显微外科手术。

传统的三轴机械手臂，在载荷过大超过允许值的情况下容易出现关节变形、连杆脱落的情况，带来安全隐患。

发明内容

本发明提供了一种三轴机械手臂，其优点是结构更加稳定，在高载荷状态下依然能够保持结构的完整性，提高工作的可靠性。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的，一种三轴机械手臂，包括固定平台和设置再固定平台下方的移动平台，固定平台上设有三组中心对称的伺服马达，伺服马达的输出轴通过上杆臂和平行四连杆连接至移动平台，所述上杆臂垂直于伺服马达的输出轴，所述平行四连杆包括两个平行的长连杆，长连杆的上下两端分别通过组合接头连接在上杆臂和移动平台上，所述组合接头包括球头、前接头组件、主接头、后接头组件和滑块，所述主接头连接在长连杆的一端，所述主接头的一侧设有半球穴，所述主接头的两侧设有贯穿的梯形槽，前接头组件设有两组且两组前接头组件分别穿过梯形槽，所述前接头组件的一侧设有用于与球头接触的球面，所述前接头组件另一端设有L型槽，所述球头安装在半球穴与球面组成的球形腔中，所述后接头组件的两端设有伸进L型槽并可在L型槽中移动的滑柱，所述滑块为楔形并且放置在主接头与后接头组件之间，所述滑块下端设有勾环，所述勾环与主接头之间设有提供拉力的弹簧。

通过上述技术方案，弹簧对滑块施加拉力，楔形的滑块挤压后接头组件，后接头组件通过滑柱拉动前接头组件移动，前接头组件的球面紧贴球头并推动球头紧贴在半球穴中。当所承受的重量大于允许值时，四连杆也不会造成脱落的现象，并能确保球头能贴附在球面上保持其构型的完整性。

本发明进一步设置为，所述主接头与长连杆之间通过转接头连接，所述主接头、转接头和长连杆同轴，所述主接头与转接头之间、转接头与长连杆之间均为螺纹连接。

通过上述技术方案，主接头与长连杆之间通过转接头连接，可以通过螺纹连接的长度改变长连杆的长度，另外，可通过增加转接头的数量增加长连杆的长度，在特定情况下可使用，而无需重新设计。