本发明涉及机器人领域，具体涉及一种机器人的机械臂。
背景技术：
机械人的手臂具有能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具，水平面取件机械手的连杆式手臂水平安装，存在悬臂长、占用空间大、刚度差、定位精度低等缺点。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种机器人的机械臂。
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种机器人的机械臂，包括连杆手臂、抓取装置、关节装置，连杆手臂与抓取装置连接并由连杆手臂驱动抓取装置运动，抓取装置内部设置有关节装置，连杆手臂由四连杆结构构成，机架上铰接设置有四连杆结构，主动杆、第一连杆、第二连杆与从动杆构成的四连杆结构与臂板连接，臂板的一端面通过主动杆与第一连杆的铰接处、第二连杆与从动杆的铰接处支撑固定，臂板的另一端面固定有抓取装置，抓取装置包括伸缩气缸、伸缩杆、锥形体、第一滚轮、第二滚轮、第一滚轮轴、第一支撑臂、第一夹持杆、第一夹持块、第二滚轮轴、第二支撑臂、第二夹持杆、第二夹持块、第一转动杆、第一驱动杆、第二转动杆、第二驱动杆和电动机，伸缩气缸内伸缩设置有伸缩杆，伸缩杆的顶端部与锥形体固定，锥形体伸缩设置在第一滚轮与第二滚轮之间；第一滚轮的内部固定有第一滚轮轴，第一滚轮轴连接第一支撑臂与第一夹持杆，第一夹持杆的内端面固定有第一夹持块，第一夹持块的下端面为凹陷部；第二滚轮的内部固定有第二滚轮轴，第二滚轮轴连接第二支撑臂与第二夹持杆，第二夹持杆的内端面固定有第二夹持块，第二夹持块的上端面为凹陷部，第一夹持块与第二夹持块配合夹取物品。
进一步地，所述第一支撑臂与第一转动杆的一端铰接连接，第一转动杆的另一端与第一驱动杆的一端铰接连接，第一驱动杆的另一端与电动机连接。
进一步地，所述第二支撑臂与第二转动杆的一端铰接连接，第二转动杆的另一端与第二驱动杆的一端铰接连接，第二驱动杆的另一端与电动机连接。
进一步地，所述主动杆与伺服电机连接由伺服电机驱动，主动杆与第一连杆的一端铰接连接，第一连的另一端铰接连接在第二连杆上，第二连杆的一端固定在机架上，第二连杆的另一端与从动杆的一端铰接连接，从动杆的另一端铰接在机架上。
进一步地，所述第一支撑臂与第一夹持杆、第二支撑臂与第二夹持杆之间设置有关节装置，关节装置包括驱动器、驱动杆、第一凹槽、第二凹槽、联轴器、减速器和圆柱滚子轴承。
进一步地，所述第一支撑臂上设置有供驱动器容纳的第一凹槽与供驱动杆容纳的第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽连通并且贯穿第一支撑臂，驱动器与驱动杆驱动连接，驱动杆的一端伸出第二凹槽并伸向第一支撑臂的外部，驱动杆与联轴器连接，联轴器与减速器连接，减速器与第一夹持杆之间设置有圆柱滚子轴承。
进一步地，所述驱动器由电机壳、驱动电机、电机轴、力矩传感器构成，电机壳内部设置有驱动电机，驱动电机套设在电机轴上，电机轴的端部固定有力矩传感器。
进一步地，所述力矩传感器由第一支撑板、第二支撑板、环形弹簧和编码器构成，第一支撑板与第二支撑板为环状结构，第一支撑板套设在电机轴上，第二支撑板套设在第一支撑板的外端面上，第一支撑板的外端环形设置有多个第一分支，第二支撑板的外端环形设置有多个第二分支，第一分支与第二分支错开设置，环形弹簧固定在第一支撑板的第一分支上与第二支撑板的第二分支上，编码器设置在第二支撑板的外端面。
本发明的有益效果：本发明通过伸缩气缸的设置，锥形体在伸缩气缸的带动下驱动第一滚轮与第二滚轮转动，从而驱动第一夹持杆与第二夹持杆同向运动，带动第一夹持块与第二夹持块同时同向转动，夹取不同方向的物品，实现了机械臂抓取的回转运动，通过第一支撑臂与第一转动杆的铰接、第一转动杆的与第一驱动杆的铰接连接，第二支撑臂与第二转动杆的铰接连接，第二转动杆的与第二驱动杆的铰接连接，在电动机的驱动下，带动第一夹持块与第二夹持块在竖直方向上运动，夹取大小不同形状各异的物品，实现了抓取装置的摆动和松紧运动。本发明性能可靠，力矩传感器提高了定位的精度。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为连杆手臂的结构示意图。
图2为抓取装置的结构示意图。
图3为关节装置的结构示意图。
图4为驱动器内部结构示意图。
图5为力矩传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种机器人的机械臂，包括连杆手臂、抓取装置、关节装置，连杆手臂与抓取装置连接，抓取装置内部设置有关节装置。
如图1所示，连杆手臂由四连杆结构构成，机架上铰接设置有四连杆结构，四连杆结构包括主动杆1、第一连杆2、第二连杆3、从动杆4、臂板5。主动杆1与伺服电机连接由伺服电机驱动，主动杆1与第一连杆2的一端铰接连接，第一连杆2的另一端铰接连接在第二连杆3上，第二连杆3的一端固定在机架上，第二连杆3的另一端与从动杆4的一端铰接连接，从动杆4的另一端铰接在机架上。
主动杆1、第一连杆2、第二连杆3与从动杆4构成的四连杆结构与臂板5连接，臂板5的一端面通过主动杆1与第一连杆2的铰接处、第二连杆3与从动杆4的铰接处支撑固定。
臂板5的另一端面固定有抓取装置，如图2所示，抓取装置包括伸缩气缸6、伸缩杆7、锥形体8、第一滚轮9、第二滚轮10、第一滚轮轴11、第一支撑臂12、第一夹持杆13、第一夹持块14、第二滚轮轴15、第二支撑臂16、第二夹持杆17、第二夹持块18、第一转动杆19、第一驱动杆20、第二转动杆21、第二驱动杆22和电动机23。
伸缩气缸6内伸缩设置有伸缩杆7，伸缩杆7的顶端部与锥形体8的宽端面固定，锥形体8的窄端面向右侧延伸。锥形体8伸缩设置在第一滚轮9与第二滚轮10之间。当伸缩杆7向伸缩气缸6外部伸出时，锥形体8挤入至第一滚轮9与第二滚轮10之间。
第一滚轮9的内部固定有第一滚轮轴11，第一滚轮轴11连接第一支撑臂12与第一夹持杆13，第一夹持杆13的内端面固定有第一夹持块14，第一夹持块14的下端面为凹陷部。第二滚轮10的内部固定有第二滚轮轴15，第二滚轮轴15连接第二支撑臂16与第二夹持杆17，第二夹持杆17与第一夹持杆13相对应设置，第二夹持杆17的内端面固定有第二夹持块18，第二夹持块18的上端面为凹陷部，第一夹持块14与第二夹持块18配合夹取物品。
第一支撑臂12与第一转动杆19的一端铰接连接，第一转动杆19的另一端与第一驱动杆20的一端铰接连接，第一驱动杆20的另一端与电动机23连接。第二支撑臂16与第二转动杆21的一端铰接连接，第二转动杆21的另一端与第二驱动杆22的一端铰接连接，第二驱动杆22的另一端与电动机23连接。
伸缩气缸6的伸缩杆7伸出时，与伸缩杆7固定的锥形体8挤入第一滚轮9与第二滚轮10之间，第一滚轮9与第二滚轮10转动，带动第一滚轮轴11与第二滚轮轴15转动，第一夹持杆13绕第一滚轮轴11转动，第二夹持杆17绕第二滚轮轴15转动，第一夹持杆13与第二夹持杆17的运动方向相同，从而带动第一夹持块14与第二夹持块18在水平方向上同时同向转动，夹取不同方向的物品。电动机23驱动第一驱动杆20与第二驱动杆22运动，带动第一转动杆19与第二转动杆21转动，从而第一支撑臂12与第二支撑臂16转动，带动第一夹持块14与第二夹持块18在竖直方向上运动，夹取大小不同形状各异的物品。
为了促进第一支撑臂12与第一夹持杆13、第二支撑臂16与第二夹持杆17之间的运动，在第一支撑臂12与第一夹持杆13、第二支撑臂16与第二夹持杆17之间设置有关节装置，以第一支撑臂12与第一夹持杆13之间的关节装置为例，如图3所示，关节装置包括驱动器24、驱动杆25、第一凹槽26、第二凹槽27、联轴器28、减速器29和圆柱滚子轴承30。
第一支撑臂12上设置有供驱动器24容纳的第一凹槽26与供驱动杆25容纳的第二凹槽27，第一凹槽26与第二凹槽27连通并且贯穿第一支撑臂12。驱动器24与驱动杆25驱动连接，驱动杆25的一端伸出第二凹槽27并伸向第一支撑臂12的外部，第一支撑臂12的下方设置有联轴器28，驱动杆25与联轴器28连接，联轴器28的下方设置有减速器29，联轴器28与减速器29连接，减速器29与第一夹持杆13之间设置有圆柱滚子轴承30，通过驱动器24、减速器29与圆柱滚子轴承30联合驱动，增加了结构的稳定性。
如图4所示，驱动器24由电机壳31、驱动电机32、电机轴33、力矩传感器34构成，电机壳31内部设置有驱动电机32，驱动电机32套设在电机轴33上，电机轴33的端部固定有力矩传感器34，如图5所示，力矩传感器34由第一支撑板35、第二支撑板36、环形弹簧39和编码器40构成。
第一支撑板35与第二支撑板36为环状结构，第一支撑板35套设在电机轴33上，第二支撑板36套设在第一支撑板35的外端面上，第一支撑板35的外端环形设置有多个第一分支37，第二支撑板36的外端环形设置有多个第二分支38，第一分支37与第二分支38错开设置。
环形弹簧39设置在第一支撑板35与第二支撑板36之间，环形弹簧39固定在第一支撑板35上的第一分支37上与第二支撑板36的第二分支38上。编码器40设置在第二支撑板36的外端面。当电机轴33运动时带动第一支撑板35转动，环形弹簧39带动第二支撑板36转动，通过编码器40可以读出第二支撑板的第二分支38相对于第一支撑板35的第一分支37的转角读数，从而测量出力矩。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。