一种重载机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种重载机械手，包括机座、多环耦合结构和末端执行器，多环耦合结构包括安装在机座顶部的腰部连杆，腰部连杆上安装有并排间隔设置的上臂连杆I、上臂连杆II和上臂连杆III，上臂连杆I和上臂连杆II之间通过上臂连杆IV连接，上臂连杆II和上臂连杆III之间通过三角副杆连接，三角副杆与上臂连杆III衔接处安装有下臂连杆III，下臂连杆III的正上方安装有下臂连杆I，下臂连杆I的一端与三角副杆的顶端铰接，另外一端与下臂连杆II的顶端铰接，末端执行器安装在所述下臂连杆II的底端。本实用新型提供的重载机械手，可以在节约安装空间的同时增强机械臂的承载能力。
【专利说明】
一种重载机械手
技术领域
[0001 ]本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种重载机械手。
【背景技术】
[0002]机构是机械装备的核心，在机器人的研究中，机器人机构的构型研究是其创新设计的基础。目前应用较多的是研究较为成熟的串联结构和并联结构，常用的串联机械手，工作空间大、灵活度高、结构和控制简单、壁障能力强，但相对而言，承载能力低，相反，并联机械手工作空间小，但承载能力高、刚度大，串联结构和混联结构的优缺点具有互补性，如果能有效的结合两者的优点来设计出混联机械手，这种机械手的性能相比于串联和并联机械手将会更加优越。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种串联和并联相互结合的重载机械手，可以在节约安装空间的同时增强机械臂的承载能力。
[0004]为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种重载机械手，包括:机座、多环耦合结构和末端执行器，所述多环耦合结构包括安装在机座顶部且可绕机座水平旋转的腰部连杆，所述腰部连杆上安装有并排间隔设置的上臂连杆1、上臂连杆II和上臂连杆III，所述上臂连杆I和上臂连杆II的顶端之间通过上臂连杆IV连接，所述上臂连杆II和上臂连杆III的顶端之间通过三角副杆连接，所述三角副杆与上臂连杆III衔接处安装有下臂连杆III，所述下臂连杆III的正上方安装有下臂连杆I，所述下臂连杆I的一端与三角副杆的顶端铰接，下臂连杆I的另外一端与下臂连杆II的顶端铰接，所述下臂连杆III的一端与上臂连杆III顶端铰接，下臂连杆III的另外一端铰接在下臂连杆II中部，末端执行器安装在所述下臂连杆II的底端。
[0005]在上述技术方案中，安装在机座顶部的腰部连杆可以围绕机座水平方向进行360°的旋转，实现整个机械臂的水平旋转，上臂连杆1、上臂连杆II和上臂连杆III之间并排连接，可以提高机械臂的承载能力，而上臂连杆I1、上臂连杆III和下臂连杆I1、下臂连杆I及下臂连杆III之间则通过三角副杆实现串联，克服了并联机械臂安装空间大、结构复杂的缺点。
[0006]优选的，所述下臂连杆I与上臂连杆I之间通过弹性拉杆连接。实际操作中，当末端执行器伸展去抓取重物时，下臂连杆I和三角副杆的铰接点作为承受重物作用力最大的受力点，容易导致此受力点遭受刚性损坏，同时在重物的作用力下，会导致腰部连杆向重物方向倾斜，设置弹性拉杆能够有效将部分的作用力转移至上臂连杆I和上臂连杆IV的铰接点，增大下臂连杆I和三角副杆铰接处的承受能力，同时也使整个系统的受力更加均匀，防止腰部连杆向重物方向倾斜。
[0007]优选的，所述上臂连杆III的底端设置有驱动上臂连杆III转动的电机I，电机I可以驱动上臂连杆III前后运动，从而带动机械臂整体向前屈伸或者向后收缩。
[0008]优选的，所述下臂连杆III与上臂连杆III铰接处设置有驱动下臂连杆III转动的电机II，电机II驱动下臂连杆III前后运动，从而带动安装在下臂连杆II底部的末端执行器向前或者向后运动。
[0009]优选的，所述机座内设置有驱动腰部连杆绕机座水平旋转的电机III。
[0010]优选的，所述末端执行器和下臂连杆II连接处安装有驱动末端执行器活动的电机IVo
[0011]相对于现有技术，本实用新型提供的一种重载机械手的有益效果在于:(I)本机械臂具有更好的刚度和承载能力，克服了串联机械臂承载能力低、只能抓取较轻物体的缺点；
(2)通过三角副杆实现各主要连杆之间的串联，克服了并联机械臂安装空间大、结构复杂的缺点；(3)通过设置弹性拉杆可以增大系统的承受能力，同时也使整个系统的受力更加均匀，防止腰部连杆向重物方向倾斜。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的立体结构示意图。
[0013]图中:1、机座；2、腰部连杆;31、上臂连杆1;32、上臂连杆11;33、上臂连杆111;34、上臂连杆IV;35、弹性拉杆;4、三角副杆;51、下臂连杆I ;52、下臂连杆II ;53、下臂连杆III;
6、末端执行器;71、电机1;72、电机II。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。
[0015]实施例:一种重载机械手。
[0016]参照图1所示，一种重载机械手，包括:机座1、多环耦合结构和末端执行器6，所述多环耦合结构包括安装在机座I顶部且可绕机座I水平旋转的腰部连杆2，所述腰部连杆2上安装有并排间隔设置的上臂连杆I 31、上臂连杆II 32和上臂连杆11133，所述上臂连杆I31和上臂连杆II 32的顶端之间通过上臂连杆IV34连接，所述上臂连杆II 32和上臂连杆III33的顶端之间通过三角副杆4连接，所述三角副杆4与上臂连杆III33衔接处安装有下臂连杆11153，所述下臂连杆III53的正上方安装有下臂连杆I 51，所述下臂连杆I 51的一端与三角副杆4的顶端铰接，下臂连杆I 51的另外一端与下臂连杆II 52的顶端铰接，所述下臂连杆III53的一端与上臂连杆III33顶端铰接，下臂连杆III53的另外一端铰接在下臂连杆II 52中部，末端执行器6安装在所述下臂连杆II 52的底端。
[0017]在上述技术方案中，安装在机座I顶部的腰部连杆2可以围绕机座I水平方向进行360°的旋转，实现整个机械臂的水平旋转，上臂连杆I 31、上臂连杆II 32和上臂连杆III33之间并排连接，可以提高机械臂的承载能力，而上臂连杆II 32、上臂连杆III33和下臂连杆
II52、下臂连杆I 51及下臂连杆III53之间则通过三角副杆4实现串联，克服了并联机械臂安装空间大、结构复杂的缺点。
[0018]参照图1所示，所述下臂连杆I51与上臂连杆I 31之间通过弹性拉杆35连接。在实际操作中，当末端执行器6伸展去抓取重物时，下臂连杆I 51和三角副杆4的铰接点作为承受重物作用力最大的受力点，容易导致此受力点遭受刚性损坏，同时在重物的作用力下，会导致腰部连杆2向重物方向倾斜，设置弹性拉杆35能够有效将部分的作用力转移至上臂连杆I 31和上臂连杆IV34的铰接点，增大下臂连杆I 51和三角副杆4铰接处的承受能力，同时也使整个系统的受力更加均匀，防止腰部连杆2向重物方向倾斜。
[0019]参照图1所示，所述上臂连杆III33的底端设置有驱动上臂连杆III33转动的电机I71，电机I 71可以驱动上臂连杆III33前后运动，从而带动机械臂整体向前屈伸或者向后收缩。
[0020]参照图1所示，所述下臂连杆III53与上臂连杆III33铰接处设置有驱动下臂连杆III53转动的电机II 72，电机II 72驱动下臂连杆III53前后运动，从而带动安装在下臂连杆II 52底部的末端执行器6向前或者向后运动。
[0021]本实施例中，所述机座I内设置有驱动腰部连杆2绕机座I水平旋转的电机III。
[0022]本实施例中，所述末端执行器6和下臂连杆II 52连接处安装有驱动末端执行器6活动的电机IV。
[0023]以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。
【主权项】
1.一种重载机械手，其特征在于包括:机座、多环耦合结构和末端执行器，所述多环耦合结构包括安装在机座顶部且可绕机座水平旋转的腰部连杆，所述腰部连杆上安装有并排间隔设置的上臂连杆1、上臂连杆II和上臂连杆III，所述上臂连杆I和上臂连杆II的顶端之间通过上臂连杆IV连接，所述上臂连杆II和上臂连杆III的顶端之间通过三角副杆连接，所述三角副杆与上臂连杆III衔接处安装有下臂连杆III，所述下臂连杆III的正上方安装有下臂连杆I，所述下臂连杆I的一端与三角副杆的顶端铰接，下臂连杆I的另外一端与下臂连杆II的顶端铰接，所述下臂连杆III的一端与上臂连杆III顶端铰接，下臂连杆III的另外一端铰接在下臂连杆II中部，末端执行器安装在所述下臂连杆II的底端。2.如权利要求1所述的重载机械手，其特征在于:所述下臂连杆I与上臂连杆I之间通过弹性拉杆连接。3.如权利要求2所述的重载机械手，其特征在于:所述上臂连杆III的底端设置有驱动上臂连杆III转动的电机I。4.如权利要求3所述的重载机械手，其特征在于:所述下臂连杆III与上臂连杆III铰接处设置有驱动下臂连杆III转动的电机II。5.如权利要求4所述的重载机械手，其特征在于:所述机座内设置有驱动腰部连杆绕机座水平旋转的电机II I。6.如权利要求5所述的重载机械手，其特征在于:所述末端执行器和下臂连杆II连接处安装有驱动末端执行器活动的电机IV。
【文档编号】B25J9/00GK205497469SQ201620320373
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】邓必懋, 刘祥威, 唐武军, 张树波
【申请人】佛山市广工大数控装备技术发展有限公司