[发明专利]一种机器人手臂

摘要

一种机器人手臂，包括机器人手腕机器人手爪；其特征在于：机器人手腕包括小臂、驱动机构与腕体。其中，小臂前端安装腕体，腕体由驱动机构驱动，可实现腕体有绕两个相互垂直方向转动的自由度，进而带动安装于腕体上的手爪运动；且本发明驱动机构采用绳驱动方式，使动力输出远离腕体。手爪具有主动手指和从动手指，主动手指和从动手指末端之间通过齿轮啮合，由电机驱动，蜗杆与蜗轮轴传动控制主动手指和从动手指间的开闭。本发明的优点在于：整个机构的有效载荷与自重比高，手腕关节的结构简单，手腕结构的承重性好；手爪的传动部分可实现夹持机构的自锁功能，控制简单，在无需动力源的情况下也可保证夹持可靠。

主权项

1.一种机器人手臂，包括机器人手腕与机器人手爪；其特征在于：机器人手腕包括小臂、驱动机构与腕体；其中，小臂前端安装腕体，腕体为由驱动机构驱动，可实现腕体有绕两个相互垂直方向转动的自由度，进而带动安装于腕体上的手爪运动；上述驱动机构采用绳驱动方式，使动力输出远离腕体；所述驱动机构包括第一电机、第一转向轮、第二电机、第二转向轮；其中，第一电机输出轴沿左右方向，第二电机输出轴垂直于第一电机输出轴；第一转向轮通过轮架安装于小臂上，轴线与第一电机输出轴轴线平行；第二转向轮通过轮架安装于小臂上，轴线与第二电机输出轴轴线平行；第一电机输出轴上绕有第一驱动绳；第二电机输出轴上绕有第二驱动绳；腕体包括第一驱动绳、第二驱动绳、第一弹簧、第二弹簧、调向圆环、转动轴、第一腕体轴座与第二腕体轴座；其中，第一腕体轴座与第二腕体轴座固定安装于小臂的前端中部，且第一腕体轴座与第二腕体轴座的轴孔轴线重合，并沿左右方向；转动轴具有矩形主体，矩形主体周向两个相对侧面上设计有轴线重合的一对轴端A，周向上另两个相对侧面上设计有轴线重合的一对轴端B，且轴端A与轴端B轴线相互垂直；其中，一对轴端A分别与第一腕体轴座和第二腕体轴座的轴孔间通过轴承连接；一对轴端B用来实现机器人手爪的连接；调向圆环套于第一腕体轴座和第二腕体轴座外侧，固定在机器人手爪上，其径向中心平面的原点位于转动轴中轴端A与轴端B轴线构成的平面上；调向圆环周向上均匀设计有4个连接位，其中相邻两个连接位作为弹簧连接位，分别用来连接第一弹簧与第二弹簧；第一弹簧与第二弹簧一端均固定于小臂前端面上，另一端分别固定于两个弹簧连接位处；调向圆环上另两个连接位作为驱动绳连接位，分别用来连接第一驱动绳与第二驱动绳；第一驱动绳沿上下方向绕过第一转向轮后，驱动端固定于调向圆环上的一个驱动绳连接位处；同样，第二驱动绳沿左右方向绕过第二转向轮后，固定于调向圆环上的另一个驱动绳连接位处；上述第一驱动绳与第二驱动绳分别由第一电机与第二电机拉紧，处于绷紧状态，且均与小臂轴向平行；在初始状态时，调向圆环所在平面与小臂的轴线垂直，第一弹簧和第二弹簧为拉伸状态；此时通过第一电机的输出轴缠绕或输送第一驱动绳，拉动调向圆环绕转动轴的一对轴端A转动，为机器人手腕的第一个自由度；通过第二电机的输出轴缠绕或输送第二驱动绳，拉动调向圆环绕转动轴的一对轴端B转动，为机器人手腕的第二个自由度；手爪具有主动手指和从动手指，主动手指和从动手指末端均设计为齿轮结构，相互啮合，由电机驱动，蜗杆与蜗轮轴传动控制主动手指和从动手指间的开闭。