[发明专利]一种基于模块化关节的冗余机械臂

说明书

本发明公开了一种基于模块化关节的冗余机械臂，包括基座，基座上设有若干依次转动相连的模块化关节，模块化关节包括外壳，外壳内设有输出电机，输出电机的转轴连接谐波减速器，谐波减速器的一端连接连接件，连接件固定连接输出轴，输出电机上还设有制动装置，此基于模块化关节的冗余机械臂，通过多个模块化关节之间的转动连接增加了运动自由度，使得整个机械臂能够避免工作空间中的奇异位形并提高了躲避工作空间障碍物的能力，且其中的谐波减速器独立设置，简化了模块化关机的内部结构，使得结构更加紧凑、集成度更高，此发明用于机械手领域。

技术领域

本发明涉及机械手领域，特别是涉及一种基于模块化关节的冗余机械臂。

背景技术

随着现代工业的进步，工业产品逐渐朝着模块化、系统化、紧密化、智能化方向发展。特别是在轻型机械臂领域，机械臂朝着高精度、轻量化、模块化、灵巧化、多轴化的方向发展。但对于传统机械臂来说，由于其构型较为固定，而且自由度之间的形式都不相同，故其不具备可替换性，受到自身结构的限制，决定了其功能单一化，无法适应复杂的环境和任务。

传统的机械臂关节内部采用组合式谐波，这不仅增加了关节的整体质量也大大增加了关节的外形尺寸，不利于机械臂的轻量化设计和集成度提高。

现有的传统的机械臂是模仿人的上臂构成的，通常为六个自由度的非冗余机械臂，在大多数工作环境下，非冗余机械臂能够基本上实现工作空间内的任务要求，但是无法避免工作空间中的奇异位形以及躲避工作空间中的障碍物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成度高、运动自由度高的基于模块化关节的冗余机械臂。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于模块化关节的冗余机械臂，包括基座，基座上设有若干依次转动相连的模块化关节，模块化关节包括外壳，外壳内设有输出电机，输出电机的转轴连接谐波减速器，谐波减速器的一端连接连接件，连接件固定连接输出轴，输出电机上还设有制动装置。

进一步作为本发明技术方案的改进，模块化关节共有七个，各模块化关节通过L型肋板进行连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，输出轴上设有用于与L型肋板连接的连接孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，谐波减速器包括一端与连接件固定相连的柔轮，柔轮的另一端设有波发生器，波发生器上套设有钢轮。

进一步作为本发明技术方案的改进，制动装置包括与输出电机的转轴固定相连的挡铁和用于卡固挡铁的挡块，挡块滑动连接滑轨，还设有驱动挡块滑动的驱动装置。

进一步作为本发明技术方案的改进，挡铁上设有若干与挡块相配合的制动凸起，制动凸起共六个，六个制动凸起呈圆周等角度排布在挡铁的外沿。

进一步作为本发明技术方案的改进，转轴与挡铁之间还设有法兰盘，法兰盘上固定连接增量式编码器。

进一步作为本发明技术方案的改进，连接件上还安装有绝对式编码器的绝对式磁栅，还设有用于安装绝对式编码器的绝对式读数头的安装块，安装块上设有用于调节绝对式编码器的位置的长孔，外壳中留有内壁走线孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，输出轴和连接件、连接件和谐波减速器、谐波减速器和输出电机之间的连接方式为螺纹连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，外壳的一端设有与L型肋板连接的螺纹孔，还设有用于定位L型肋板的凸台。

本发明的有益效果：此基于模块化关节的冗余机械臂，通过多个模块化关节之间的转动连接增加了运动自由度，使得整个机械臂能够避免工作空间中的奇异位形并提高了躲避工作空间障碍物的能力，且其中的谐波减速器独立设置，简化了模块化关机的内部结构，使得结构更加紧凑、集成度更高。

附图说明