一种由摆动油缸驱动的机器人手臂的制作方法

文档序号:9295417阅读:504来源:国知局
一种由摆动油缸驱动的机器人手臂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于拟人机器人技术领域,特别涉及一种由摆动油缸直接驱动的机器人手臂。
【背景技术】
[0002]拟人机器人的多数功能需要通过手臂的操作来实现。鉴于此,手臂结构是拟人机器人的重要组成部分。
[0003]开发出能完成指定作业任务的智能机器人一直是科研工作者的梦想。经过多年来坚持不懈的研究,人类所创造出的仿人机器人已经初步实现了步行、奔跑、爬楼梯等腿部运动功能。随着理论研究的深入和工程实践的推进,机器人技术朝着能实现更加复杂运动的方向发展,其中就包括机器人手臂作业运动。然而不管是腿部行走,还是手臂作业,大多数采用电机作为驱动源,也有采用气动人工肌肉等其他方式作为驱动源。不足之处是体积大、驱动力小。然而在部分环境下,需要较大的驱动力、且能在潮湿、粉尘、水下等环境中可靠工作的机器人智能、灵活的为人类服务。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足之处,提出一种由摆动油缸驱动的机器人手臂。该装置的优点是:由于采用摆动油缸作为动力原件,传动链短、在较小的体积下提供较大的扭矩。特别适用于工程机器人去完成人所不宜到达或不能到达的空间环境中的作业任务。例如,在原子能利用、海洋开发、排险、军事等领域的应用。
[0005]本发明的机器人手臂结构特征在于:该手臂包括肩关节、上臂、肘关节、前臂及腕关节。肩关节具有3个自由度,肩关节结构中的万向连接块两端两个相互垂直的平面内各安装一个摆动油缸,其中一个摆动油缸充当手臂安装座的作用,用于将手臂安装于其他的安装平台上,另一端的摆动油缸和能以上臂轴线为旋转轴线的摆动油缸联接,肩关节结构中绕上臂轴线旋转的摆动油缸另一端和上臂联接,这种联接方式可以实现手臂的前后方向的摆动、左右方向的抬臂、上臂绕其轴线的旋转动作;上臂的另一端安装一个摆动油缸,该油缸和可以绕前臂轴线旋转的摆动油缸联接,肘关节结构中可以绕前臂轴线旋转的摆动油缸的另一端和前臂联接,这种联接方式可以实现手臂的弯曲动作及前臂绕其轴线旋转的动作,具有2个自由度;前臂的另一端安装一个摆动油缸,同时该油缸和万向连接块联接,万向联接块的另一端也安装一个摆动油缸,实现腕关节在手背平面内的左右摆动运动及向手掌方向的弯曲动作。
【附图说明】
[0006]图1是机器人手臂的三维示意图。
[0007]图2是机器人手臂的三维示意图。
【具体实施方式】
[0008]附图标记说明:
1.肩关节2.上臂3.腕关节4.前臂5.肘关节6.摆动油缸7.万向连接块下面结合附图和实施例详细说明本发明的结构及工作原理。
[0009]如图1、图2所示,一种由摆动油缸驱动的机器人手臂由摆动油缸6、万向连接块7、上臂2、前臂4联接螺栓等组成。肩关节具有3个自由度,肩关节I结构中的万向连接块7两端两个相互垂直的平面内各安装一个摆动油缸6,其中一个摆动油缸6充当手臂安装座的作用,用于将手臂安装于其他的安装平台上,另一端的摆动油缸6和能以上臂2轴线为旋转轴线的摆动油缸6联接,肩关节I结构中绕上臂2轴线旋转的摆动油缸6另一端和上臂2联接,这种联接方式可以实现手臂的前后方向的摆动、左右方向的抬臂、上臂2绕其轴线的旋转动作;上臂2的另一端安装一个摆动油缸6,该油缸和可以绕前臂轴线旋转的摆动油缸6联接,肘关节5结构中可以绕前臂4轴线旋转的摆动油缸6的另一端和前臂4联接,这种联接方式可以实现手臂的弯曲动作及前臂4绕其轴线旋转的动作,具有2个自由度;前臂4的另一端安装一个摆动油缸6,同时该油缸和万向连接块7联接,万向联接块7的另一端也安装一个摆动油缸6,实现腕关节在手背平面内的左右摆动运动及向手掌方向的弯曲动作。摆动油缸6可以单独控制,也可以联动,在液压油的作用下,摆动油缸6往复摆动,并带动相应的关节运动,实现拟人手臂动作。
【主权项】
1.一种由摆动油缸驱动的机器人手臂,包括肩关节(I)、上臂(2)、腕关节(3)、前臂(4)、肘关节(5),其特征在于:关节之间运动是采用摆动油缸(6)驱动的。2.根据权利要求1所述的一种由摆动油缸驱动的机器人手臂,其特征在于:所述的肩关节(I)结构中的万向连接块(7 )两端各安装一个能在两个相互垂直的平面方向摆动的摆动油缸(6 )。3.根据权利要求1所述的一种由摆动油缸驱动的机器人手臂,其特征在于:所述的腕关节(3)结构中的万向连接块(7)两端各安装一个能在两个相互垂直的平面方向摆动的摆动油缸(6 )。4.根据权利要求1所述的一种由摆动油缸驱动的机器人手臂,其特征在于:肩关节(I)和肘关节(5 )之间安装有可以驱动上臂(2 )绕其轴线旋转的摆动油缸(6 ),肘关节(5 )和腕关节(3)之间安装有可以驱动前臂(4)绕其轴线旋转的摆动油缸(6)。
【专利摘要】本发明公开了一种由摆动油缸驱动的机器人手臂。包括摆动油缸、万向连接块、上臂、前臂及联接螺栓等。该装置的优点是:由于采用摆动油缸作为动力元件,传动链短、在较小的体积下提供较大的扭矩。特别适用于机器人在潮湿、粉尘、水下等恶劣的环境中可靠、智能、灵活的为人类服务;适用于工程机器人去完成人所不宜到达或不能到达的空间环境中的作业任务。例如,在原子能利用、海洋开发、排险、军事等领域的应用。
【IPC分类】B25J9/14, B25J18/00
【公开号】CN105014686
【申请号】CN201410180367
【发明人】赵德朝
【申请人】赵德朝
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年5月3日
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