一种可调节自由度的六连杆机械臂装置的制作方法

本发明涉及自动化机械技术领域，具体为一种可调节自由度的六连杆机械臂装置。

背景技术：

随着机械加工领域的不断发展，用多关节机器人代替工人进行自动化加工的程度越来越高，机器人能完成工作任务的挂件在于如何令机器人的各个工作部件能够按照指定的轨迹、坐标去完成运动、停顿、转动等动作，这些动作均需要编程工程师通过示教盒经过编程才能实现，现有的编程方式主要有以下几种形式：1、在线示教编程:在机器人现场，由操作者手把手或利用示教盒引导机器人终端按工作轨迹路线移动，并记录机器人关节角度信息，工作时，控制器读出存储的位置信息并驱动机器人重复示教时的轨迹和操作；2、机器人离线编程:利用计算机图形学建立机器人及其工作环境的几何模型，对机器人所完成的任务进行离线规划和编程，并对编程的结果进行动态图形仿真，最后将满足要求的编程结果传给机器人控制系统；3.虚拟示教编程系统:利用计算三维几何图形学构造虚拟环境和虚拟机器人，在虚拟模型中引入机器人机构、场景及约束条件，操作者面向虚拟环境，通过人机接口在虚拟场景中引导机器人的末端执行器进行虚拟示教，产生机器人作业轨迹，生成机器人语言程序，并进行相应的仿真与优化，传送给机器人执行。

申请号为201420858567.8的名称为一了一种六轴机器人的六连杆示教装置，该发明较于其他六连杆机械有着：可以脱离机器人直接进行示教操作，仅需在时候将数据提取、转换和植入即可，不会影响到机器人的工作时间，降低企业成本；执行端加上应用机构，熟练工人可以直接操纵该应用机构进行示教，同时设置在每个连杆关节上的编码器把整个过程的角度变化实时地记录下来，然后把记录的数据提取出来，经过转换，植入到目的机器人上，这样机器人可以完全复制熟练工人的工作轨迹和模式，整个示教过程无需示教工程师介入，且熟练工人不需要掌握太多的机器人应用知识，可以直接示教机器人操作更加方便快捷示教更加直观，省时省力；能够完全复制熟练工人的工作轨迹，且示教过程中不必要的移位少，记录的轨迹数据准确，轨迹调整工作少，可以保证产品质量的一致性；但是该发明未能解决现有六连杆的机械臂，仅仅对夹持部进行方位可调的设置，其他连杆为手动调节方向，这样当机械臂工作时灵活度不够，而且手动调节过程长，浪费时间，降低工作效率的问题，以及现有的六连杆的机械臂在连杆连接之间多采用转轴方式直接连接，这样不仅导致连杆之间张力松垮启动慢，而且容易造成晃动导致内部零件破损的问题，因此设计一种可调节自由度的六连杆机械臂装置。

(1)传统的机械臂装置采用的通常是二连杆或者三连杆操作，运动范围小，角度低，而且由于连接杆较少导致单个连杆的承重加深，长此以往造成机械连杆损坏；

(2)现有的六连杆机械臂装置仅仅对夹持部进行方位可调的设置，其他连杆为手动调节方向，这样当机械臂工作时灵活度不够，而且手动调节过程长，浪费时间，降低工作效率；

(3)现有的六连杆机械臂装置在连杆连接之间多采用转轴方式直接连接，这样不仅导致连杆之间张力松垮启动慢，而且容易造成晃动导致内部零件破损。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种可调节自由度的六连杆机械臂装置，既解决了传统的六连杆机械臂装置采用的通常是二连杆或者三连杆操作，运动范围小，角度低，而且由于连接杆较少导致单个连杆的承重加深，长此以往造成机械连杆损坏问题，又解决了现有的六连杆机械臂装置仅仅对夹持部进行方位可调的设置，其他连杆为手动调节方向，这样当机械臂工作时灵活度不够，而且手动调节过程长，浪费时间，降低工作效率的问题，还解决了现有的六连杆机械臂装置在连杆连接之间多采用转轴方式直接连接，这样不仅导致连杆之间张力松垮启动慢，而且容易造成晃动导致内部零件破损的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可调节自由度的六连杆机械臂装置，包括机械臂连接座，机械臂连接座上端连接有大功率电机，大功率电机的上端连接有旋转杆，旋转杆的左端连接有定轴弯折杆，定轴弯折杆的左下方连接有机械伸抬杆，机械伸抬杆的下端连接有机械手连接杆，机械手连接杆的下端连接有夹持机械手，旋转杆与定轴弯折杆之间通过可调旋转轴连接，旋转杆的下端与定轴弯折杆的左端之间设置有伸缩气缸，伸缩气缸与定轴弯折杆之间通过气缸连接件连接，定轴弯折杆的左端与机械伸抬杆的下端连接有方位调节器；

所述夹持机械手包括两个对称的大关节抓手，所述大关节抓手的上端连接有小关节抓手，所述小关节抓手的上端中心处设置有抓手连接轴，所述抓手连接轴上端连接有连接调节芯，所述连接调节芯上端连接有夹持缸；

所述方位调节器包括手臂起落缸，所述手臂起落缸的表面上设置有缸体固定片，所述手臂起落缸上端连接有长度可调杆，所述手臂起落缸下端连接有撑起部，所述手臂起落缸与所述缸体固定片共同固定在可调固定杆上；

所述可调旋转轴包括旋转固定套，所述旋转固定套左端连接有旋转夹持部，所述旋转固定套的上端与所述旋转夹持部的左侧端均设置有旋紧环。

作为本发明一种优选的技术方案，所述旋转杆的底端处穿插设置有水平方向平衡杆。

作为本发明一种优选的技术方案，所述夹持机械手侧边内表面上设置有滑动槽。

作为本发明一种优选的技术方案，所述大关节抓手与所述小关节抓手连接成“3”字形，且关于抓手连接轴处对称。

作为本发明一种优选的技术方案，所述撑起部外部设置有拱形撑片。

作为本发明一种优选的技术方案，所述方位调节器与所述机械伸抬杆连接处的外表面设置有减震弹簧。

作为本发明一种优选的技术方案，所述旋紧环的外表面处设置有锯齿纹路。

作为本发明一种优选的技术方案，所述旋转夹持部的内表面上设置有保护垫圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通设计过机械臂连接座上端连接有大功率电机，大功率电机的上端连接有旋转杆，旋转杆的左端连接有定轴弯折杆，定轴弯折杆的左下方连接有机械伸抬杆，机械伸抬杆的下端连接有机械手连接杆，机械手连接杆的下端连接有夹持机械手，旋转杆与定轴弯折杆之间通过可调旋转轴连接，旋转杆的下端与定轴弯折杆的左端之间设置有伸缩气缸，伸缩气缸与定轴弯折杆之间通过气缸连接件连接，定轴弯折杆的左端与机械伸抬杆的下端连接有方位调节器，六连杆设计解决传统的机械臂装置采用的通常是二连杆或者三连杆操作，运动范围小，角度低，而且由于连接杆较少导致单个连杆的承重加深，长此以往造成机械连杆损坏。

(2)本发明通过设计方位调节器上的手臂起落缸，手臂起落缸的表面上设置有缸体固定片，手臂起落缸上端连接有长度可调杆，手臂起落缸下端连接有撑起部，手臂起落缸与缸体固定片共同固定在可调固定杆上，实现控制夹持机械手夹持以及旋转或者升降，解决现有的六连杆机械臂装置仅仅对夹持部进行方位可调的设置，其他连杆为手动调节方向，这样当机械臂工作时灵活度不够，而且手动调节过程长，浪费时间，降低工作效率的问题。

(3)本发明利用在可调旋转轴上设置旋转固定套，旋转固定套左端连接有旋转夹持部，旋转固定套的上端与旋转夹持部的左侧端均设置有旋紧环，实现了既能保证正常旋转，又能夹紧连杆，解决了现有的六连杆机械臂装置在连杆连接之间多采用转轴方式直接连接，这样不仅导致连杆之间张力松垮启动慢，而且容易造成晃动导致内部零件破损。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明夹持机械手结构示意图；

图3为本发明的方位调节器结构示意图；

图4为本发明的可调旋转轴结构示意图。

图中：1-机械臂连接座，2-大功率电机，3-旋转杆，4-定轴弯折杆，5-伸缩气缸，6-气缸连接件，7-可调旋转轴，8-方位调节器，9-机械伸抬杆，10-机械手连接杆，11-夹持机械手，12-大关节抓手，13-小关节抓手，14抓手连接轴，15-滑动槽，16-夹持缸，17-连接调节芯，18-缸体固定片，19-可调固定杆，20-撑起部，21-长度可调杆，22-旋紧环，23-旋转固定套，24-锯齿纹路，25-旋转夹持部，27-保护垫圈，28-手臂起落缸，29-减震弹簧，30-平衡杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例：

如图1所示本发明提供了一种可调节自由度的六连杆机械臂装置，包括一种可调节自由度的六连杆机械臂装置，其特征在于：包括机械臂连接座1，所述机械臂连接座1上端连接有大功率电机2，所述大功率电机2的上端连接有旋转杆3，所述旋转杆3的左端连接有定轴弯折杆4，所述定轴弯折杆4的左下方连接有机械伸抬杆9，所述机械伸抬杆9的下端连接有机械手连接杆10，所述机械手连接杆10的下端连接有夹持机械手11，所述旋转杆3与所述定轴弯折杆4之间通过可调旋转轴7连接，所述旋转杆3的下端与所述定轴弯折杆4的左端之间设置有伸缩气缸5，所述伸缩气缸5与所述定轴弯折杆4之间通过气缸连接件6连接，所述定轴弯折杆4的左端与所述机械伸抬杆9的下端连接有方位调节器8。

如图1所示，本发明中所述旋转杆3的底端处穿插设置有水平方向平衡杆30，调节平衡杆30以保证旋转杆3平衡性，避免不平衡导致旋转杆3某一侧磨损严重，影响正常使用。

如图2所示，本发明中所述所述夹持机械手11包括两个对称的大关节抓手12，所述大关节抓手12的上端连接有小关节抓手13，所述小关节抓手13的上端中心处设置有抓手连接轴14，所述抓手连接轴14上端连接有连接调节芯17，所述连接调节芯17上端连接有夹持缸16。

如图2所示，本发明中所述夹持机械手11侧边内表面上设置有滑动槽15，保证连接调节芯17在夹持机械手11内部自由滑动。

如图2所示，本发明中所述大关节抓手12与所述小关节抓手13连接成“3”字形，且关于抓手连接轴14处对称，实现大关节抓手12与小关节抓手13可分类抓取不同大小的物体。

如图3所示，本发明中所述所述方位调节器8包括手臂起落缸28，所述手臂起落缸28的表面上设置有缸体固定片18，所述手臂起落缸28上端连接有长度可调杆21，所述手臂起落缸28下端连接有撑起部20，所述手臂起落缸28与所述缸体固定片18共同固定在可调固定杆19上。

如图3所示，本发明中所述撑起部20外部设置有拱形撑片26，拱形结构保证撑起部20的坚韧性。

如图3所示，本发明中所述方位调节器8与所述机械伸抬杆9连接处的外表面设置有减震弹簧29，避免方位调节器8在工作时导致自身调节过快，损坏连杆或者方位调节器8本身。

如图4所示，本发明中所述所述可调旋转轴7包括旋转固定套23，所述旋转固定套23左端连接有旋转夹持部25，所述旋转固定套23的上端与所述旋转夹持部25的左侧端均设置有旋紧环22。

如图4所示，本发明中所述旋紧环22的外表面处设置有锯齿纹路24，增加摩擦力，保证转动的舒适性。

如图4所示，本发明中所述旋转夹持部25的内表面上设置有保护垫圈27，避免述旋转夹持部25内的连杆在旋转时，对旋转夹持部25内壁造成磨损。

如图1、图2、图3与图4所示：本发明在工作时，首先固定好机械臂连接座1，然后在开启之前先调节各连杆之间可调旋转轴7上的旋紧环22，保证不会出现晃动，这是开始工作，首先打大功率电机2使得旋转杆3旋转找到需要夹持的物品时停止旋转，此时利用伸缩气缸5开控制定轴弯折杆4的角度以及高度，然后再通过方位调节器8，由于方位调节器8上的手臂起落缸28，手臂起落缸28的表面上设置有缸体固定片18，手臂起落缸28上端连接有长度可调杆21，手臂起落缸28下端连接有撑起部20，手臂起落缸28与缸体固定片18共同固定在可调固定杆19上，手臂起落缸28运动带动撑起部20去撑动机械伸抬杆9或者拉伸9，调节好后，利用夹持机械手11包括两个对称的大关节抓手12，大关节抓手12的上端连接有小关节抓手13，小关节抓手13的上端中心处设置有抓手连接轴14，抓手连接轴14上端连接有连接调节芯17，连接调节芯17上端连接有夹持缸16的结构，方位调节器8会带动连接调节芯17来回运动，当连接调节芯17上升时会带动抓手连接轴14上升，那么大关节抓手12与小关节抓手13会向内并拢实现夹持，当连接调节芯17下降时大关节抓手12与小关节抓手13会张开，在夹持时各个手臂之间相互连接转动利用可调旋转轴7上设置旋转固定套23，旋转固定套23左端连接有旋转夹持部25，旋转固定套23的上端与旋转夹持部25的左侧端均设置有旋紧环，实现了既能保证正常旋转，又能夹紧连杆，避免了晃动的危险，机械臂完成任务后停止一切动力装置，收放好六连杆机械手臂等待下次使用。

综上所述，本发明的主要特点在于：

(1)本发明通设计过机械臂连接座上端连接有大功率电机，大功率电机的上端连接有旋转杆，旋转杆的左端连接有定轴弯折杆，定轴弯折杆的左下方连接有机械伸抬杆，机械伸抬杆的下端连接有机械手连接杆，机械手连接杆的下端连接有夹持机械手，旋转杆与定轴弯折杆之间通过可调旋转轴连接，旋转杆的下端与定轴弯折杆的左端之间设置有伸缩气缸，伸缩气缸与定轴弯折杆之间通过气缸连接件连接，定轴弯折杆的左端与机械伸抬杆的下端连接有方位调节器，六连杆设计解决传统的机械臂装置采用的通常是二连杆或者三连杆操作，运动范围小，角度低，而且由于连接杆较少导致单个连杆的承重加深，长此以往造成机械连杆损坏。

(2)本发明通过设计方位调节器上的手臂起落缸，手臂起落缸的表面上设置有缸体固定片，手臂起落缸上端连接有长度可调杆，手臂起落缸下端连接有撑起部，手臂起落缸与缸体固定片共同固定在可调固定杆上，实现控制夹持机械手夹持以及旋转或者升降，解决现有的六连杆机械臂装置仅仅对夹持部进行方位可调的设置，其他连杆为手动调节方向，这样当机械臂工作时灵活度不够，而且手动调节过程长，浪费时间，降低工作效率的问题。

(3)本发明利用在可调旋转轴上设置旋转固定套，旋转固定套左端连接有旋转夹持部，旋转固定套的上端与旋转夹持部的左侧端均设置有旋紧环，实现了既能保证正常旋转，又能夹紧连杆，解决了现有的六连杆机械臂装置在连杆连接之间多采用转轴方式直接连接，这样不仅导致连杆之间张力松垮启动慢，而且容易造成晃动导致内部零件破损。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。