[发明专利]一种多轴机械臂及机器人

摘要

本发明提供的一种多轴机械臂及机器人，将驱动元件设置于底部的平台上，第一臂和第二臂除了自身重量以及配套的连杆重量外，没有额外的重量，具有末端移动速度快等特点；第二臂末端上安装有可以进行回转端和自转端，具有更大的运动自由度，可实现多方面的作业需求；回转端和自转端的驱动组件同样安装于平台上，其运动部分的重量较现有的机械臂模块更轻，尤其适用于工作末端快速运动作业；采用形状为平行四边形的四连杆机构，第二臂的末端位置计算较为容易，大大降低了控制软件的编写难度，有利于该多轴机械臂的普及使用。

主权项

1.一种多轴机械臂，其特征在于，所述多轴机械臂包括平台、第一臂、第二臂、第一连杆、第二连杆、第一臂驱动组件、第一连杆驱动组件、回转端、回转驱动组件和回转传动组件；

所述平台与xy平面平行，在所述平台x正向上，设置有y向相对的第一基转轴连接件和第二基转轴连接件；在所述第一基转轴连接件和第二基转轴连接件相对面之间，一圆柱形的第一基转轴始端滑动安装在所述第一基转轴连接件上；一圆柱形的第二基转轴始端滑动安装在所述第二基转轴连接件上；所述第一基转轴轴线和所述第二基转轴轴线共线并与y轴平行；

所述第一臂始端滑动铰接于所述第一基转轴和/或第二基转轴上，铰接位置所在轴线为第一关节；所述第一臂末端与所述第二臂始端铰接，铰接位置所在轴线为第二关节；所述第二臂末端与所述回转端铰接，铰接位置所在轴线为第三关节；

所述第一连杆始端滑动铰接于所述第一基转轴和/或第二基转轴上，末端与所述第二连杆始端铰接；所述第二连杆末端铰接于所述第二臂中部或末端上；

所述第一臂、第二臂、第一连杆和第二连杆构成一四连杆机构；

所述第一臂驱动组件安装于所述平台上，用于驱动所述第一臂绕所述第二基转轴转动；所述第一连杆驱动组件安装于所述平台上，用于驱动所述第一连杆绕所述第一基转轴转动；

所述回转传动组件包括第一回转带轮、第二回转带轮、第三回转带轮和用于传动的回转皮带；

所述第一回转带轮固定在所述第一基转轴上，所述第二回转带轮设置在所述第二关节上，所述第三回转带轮设置在所述第三关节上，所述第三回转带轮与所述回转端连接固定；

所述第一回转带轮、第二回转带轮、第三回转带轮基于所述回转皮带进行连接；

所述回转驱动组件安装于所述第一基转轴连接件y负向，输出端与所述第一基转轴始端连接，驱动所述基转轴、第一回转带轮、第二回转带轮、第三回转带轮和回转端转动。

2.如权利要求1所述的多轴机械臂，其特征在于，所述多轴机械臂还包括自转端、自转驱动组件和自转传动组件；

所述自转端设置在所述回转端上，轴线与所述第三关节轴线垂直；

所述自转传动组件包括第一自转带轮、第二自转带轮、第三自转带轮、第一锥齿轮和第二锥齿轮；

所述第一自转带轮固定在所述第二基转轴上，所述第二自转带轮设置在所述第二关节上，所述第三自转带轮设置在所述第三关节上并与所述第三回转带轮同轴；

所述第一锥齿轮与所述第三自转带轮连接固定并同轴，所述第二锥齿轮与所述自转末端同轴连接固定；所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮垂直啮合；

所述自转驱动组件安装于所述第二基转轴连接件y正向，输出端与所述第二基转轴始端连接，驱动所述第二基转轴、第一自转带轮、第二自转带轮、第三自转带轮和第一锥齿轮转动并基于第一锥齿轮和第二锥齿轮，驱动所述自转末端绕自身轴线转动。

3.如权利要求1所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第一臂与所述第二连杆平行且长度相等；所述第一连杆平行于所述第二臂。

4.如权利要求3所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第二臂长度大于或等于所述第一连杆长度。

5.如权利要求1所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第一臂驱动组件包括第一臂驱动底座、第一臂驱动电机、第一臂驱动丝杆、第一臂驱动滑块和第一臂驱动连接件；

所述第一臂驱动底座铰接在所述平台的x负向上；

所述第一臂驱动丝杆和第一臂驱动滑块安装于一第一臂驱动外壳内，所述第一臂驱动滑块套在所述第一臂驱动丝杆上，所述第一臂驱动连接件与所述第一臂驱动滑块连接固定；所述第一臂驱动连接件与所述第一臂始端连接固定，并与所述丝杆同轴；

所述第一臂驱动外壳与所述第一臂驱动电机并排固定于所述第一臂驱动底座上；所述第一臂驱动电机的转轴和所述第一臂驱动丝杆的一端在所述第一臂驱动底座内基于齿轮连接传动；

所述第一臂驱动连接件驱动所述第一臂绕所述第二基转轴转动。

6.如权利要求1所述的多轴机械臂，其特征在于，所述第一连杆驱动组件包括第一连杆驱动底座、第一连杆驱动电机、第一连杆驱动丝杆、第一连杆驱动滑块和第一连杆驱动连接件；

所述第一连杆驱动底座铰接在所述平台的x负向上；

所述第一连杆驱动丝杆和第一连杆驱动滑块安装于第一连杆驱动外壳内，所述第一连杆驱动滑块套在所述第一连杆驱动丝杆上，所述第一连杆驱动连接件与所述第一连杆驱动滑块连接固定；所述第一连杆驱动连接件与所述第一连杆始端连接固定，并与所述丝杆同轴；

所述第一连杆驱动外壳与所述第一连杆驱动电机并排固定于所述第一连杆驱动底座上；所述第一连杆驱动电机的转轴和所述第一连杆驱动丝杆的一端在所述第一连杆驱动底座内基于齿轮连接传动；

所述第一连杆驱动连接件驱动所述第一连杆绕所述第一基转轴转动。

7.如权利要求1至6所述的任意一项多轴机械臂，其特征在于，所述第一臂为空心柱状结构；所述第二臂由两块第二臂盖板组成，所述两块第二臂盖板之间通过一个以上的第二臂固定件连接固定。

8.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1至7所述的任意一项多轴机械臂和工作末端；所述工作末端设置在所述回转端或所述自转端上。