一种伸缩式仿生机器人手臂的制作方法

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种伸缩式仿生机器人手臂。

背景技术：

作为高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，机器人能够自动执行各种操作，适应各种恶劣的工作环境，为释放人类工作负担、提高生产效率带来了很大的效益，因而被广泛应用于生产和生活的各个领域。

专利申请号为cn201820073929.0的实用新型专利公布了一种仿生机器人手臂外壳，设置于仿生机器人手臂的相邻关节之间，包括积木式依次连接的复数个壳体，其中至少两个所述壳体之间具有相对旋转，所述相对旋转以其所涉的壳体之间的连接线为轴；一种仿生机器人手臂，包括依次连接的肩关节、大臂、肘关节、小臂与腕关节，所述大臂与所述小臂中至少一者为所述仿生机器人手臂外壳。本发明提供的仿生机器人手臂及其外壳具有多自由度而可灵活运动，实现对人类手臂的高度仿真，具有显著的仿生特性。

但是，上述机器人手臂无法进行伸缩，其使用范围受到限制。机器人手臂通常需要触及较大的空间范围，而常规的机器人手臂无法进行伸缩，机械爪不能触及较远处的物品。因此，现有的机器人手臂无法适用于不同情况的工业现场，即当物品的位置发生改变，现有机器人手臂将无法适用。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供一种可根据情况自由伸缩、保证准确夹持物品的伸缩式仿生机器人手臂，解决了现有机器人手臂无法自由伸缩的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种伸缩式仿生机器人手臂，包括底座，底座上固定有六边形管和驱动机构，六边形管内套设有丝杠螺母机构，驱动机构的输出端与丝杠螺母机构连接，丝杠螺母机构远离底座的一端连接有升降管，升降管的另一端连接有机械爪。

作为本发明的优选方案，所述丝杠螺母机构包括螺母，螺母套设于六边形管内，螺母螺纹连接有丝杠，丝杠的一端连接有转轴，转轴通过轴承连接于六边形管内，驱动机构的输出轴连接于转轴上，升降管固定于螺母上。

作为本发明的优选方案，所述底座上安装有止推轴承，止推轴承的另一端与转轴连接。

作为本发明的优选方案，所述驱动机构包括电机，电机的输出轴连接有减速器，减速器的输出轴连接有主动齿轮，主动齿轮啮合有从动齿轮，从动齿轮安装于丝杠螺母机构上。

作为本发明的优选方案，所述机械爪包括支撑座，支撑座固定于升降管上，支撑座上铰接有两根连杆，连杆的另一端铰接有夹持爪，支撑座上安装有推拉组件，推拉组件的另一端分别与两个夹持爪的中段铰接。

作为本发明的优选方案，所述推拉组件包括气缸，气缸的缸套固定于支撑座上，气缸的活塞杆上固定有连接块，两个夹持爪的中段均铰接于连接块上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的驱动机构能驱动丝杠螺母机构动作，则在丝杠螺母机构的驱动下升降管和机械爪能相应升降，从而机械爪的位置能得到调整。由于丝杠螺母机构套设于六边形管内，则当驱动机构驱动驱动丝杠螺母机构时，六边形管能限制丝杠螺母机构的螺母转动，则丝杠螺母机构的螺母能在丝杠螺母机构的丝杠的驱动下直线移动，实现升降管和机械爪的升降。通过调整机械爪的位置，使得机械爪能触及更大的范围，保证较远处的物品也能被机械爪抓取，提高机器人手臂的适用性。

2、驱动机构驱动转轴转动时，丝杠相应转动，螺母由于被六边形管限制转动而直线移动，则升降管和机械爪能随螺母直线移动，方便机械爪对不同位置的物品进行抓取。

3、止推轴承能对转轴进行支撑，保证丝杠位置的稳定性，从而螺母、升降管、机械爪能平稳移动。

4、当电机启动后，电机驱动减速器动作，减速器驱动主动齿轮转动，主动齿轮驱动从动齿轮转动。因此，在从动齿轮的带动下，丝杠螺母机构能相应转动，实现丝杠螺母机构对升降管的驱动，结构简单，操作方便。

5、当推拉组件拉动夹持爪的中段时，夹持爪在连杆和推拉组件的共同作用下发生倾转，则两个夹持爪能相向转动或相背转动，实现夹持爪对物品的夹紧或放开。通过控制夹持爪的倾转来抓取物品能保证足够的夹紧力，保证抓取可靠。

6、当气缸的活塞缸将连接块推出或拉回时，夹持爪能相应转动，实现物品的抓取或放下。则通过控制气缸即可实现物品的自由抓取，操作简单可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的部分结构图；

图3是机械爪的结构示意图。

图中，1-底座，2-六边形管，3-驱动机构，4-丝杠螺母机构，5-升降管，6-机械爪，7-止推轴承，31-电机，32-减速器，33-主动齿轮，34-从动齿轮，41-螺母，42-丝杠，43-转轴，61-支撑座，62-连杆，63-夹持爪，64-推拉组件，641-气缸，642-连接块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

一种伸缩式仿生机器人手臂，包括底座1，底座1上固定有六边形管2和驱动机构3，六边形管2内套设有丝杠螺母机构4，驱动机构3的输出端与丝杠螺母机构4连接，丝杠螺母机构4远离底座1的一端连接有升降管5，升降管5的另一端连接有机械爪6。

本发明的驱动机构3能驱动丝杠螺母机构4动作，则在丝杠螺母机构4的驱动下升降管5和机械爪6能相应升降，从而机械爪6的位置能得到调整。由于丝杠螺母机构4套设于六边形管2内，则当驱动机构3驱动驱动丝杠螺母机构4时，六边形管2能限制丝杠螺母机构4的螺母41转动，则丝杠螺母机构4的螺母41能在丝杠螺母机构4的丝杠42的驱动下直线移动，实现升降管5和机械爪6的升降。通过调整机械爪6的位置，使得机械爪6能触及更大的范围，保证较远处的物品也能被机械爪6抓取，提高机器人手臂的适用性。

实施例二

在实施例一的基础上，所述丝杠螺母机构4包括螺母41，螺母41套设于六边形管2内，螺母41螺纹连接有丝杠42，丝杠42的一端连接有转轴43，转轴43通过轴承连接于六边形管2内，驱动机构3的输出轴连接于转轴43上，升降管5固定于螺母41上。

驱动机构3驱动转轴43转动时，丝杠42相应转动，螺母41由于被六边形管2限制转动而直线移动，则升降管5和机械爪6能随螺母41直线移动，方便机械爪6对不同位置的物品进行抓取。

实施例三

在实施例一或实施例二的基础上，所述底座1上安装有止推轴承7，止推轴承7的另一端与转轴43连接。

止推轴承7能对转轴43进行支撑，保证丝杠42位置的稳定性，从而螺母41、升降管5、机械爪6能平稳移动。

实施例四

在上述任意一项实施例的基础上，所述驱动机构3包括电机31，电机31的输出轴连接有减速器32，减速器32的输出轴连接有主动齿轮33，主动齿轮33啮合有从动齿轮34，从动齿轮34安装于丝杠螺母机构4上。

当电机31启动后，电机31驱动减速器3动作，减速器32驱动主动齿轮33转动，主动齿轮33驱动从动齿轮34转动。因此，在从动齿轮34的带动下，丝杠螺母机构4能相应转动，实现丝杠螺母机构4对升降管5的驱动，结构简单，操作方便。

实施例五

在上述任意一项实施例的基础上，所述机械爪6包括支撑座61，支撑座61固定于升降管5上，支撑座61上铰接有两根连杆62，连杆62的另一端铰接有夹持爪63，支撑座61上安装有推拉组件64，推拉组件64的另一端分别与两个夹持爪63的中段铰接。

当推拉组件64拉动夹持爪63的中段时，夹持爪63在连杆62和推拉组件64的共同作用下发生倾转，则两个夹持爪63能相向转动或相背转动，实现夹持爪63对物品的夹紧或放开。通过控制夹持爪63的倾转来抓取物品能保证足够的夹紧力，保证抓取可靠。

实施例六

在上述任意一项实施例的基础上，所述推拉组件64包括气缸641，气缸641的缸套固定于支撑座61上，气缸641的活塞杆上固定有连接块642，两个夹持爪63的中段均铰接于连接块642上。

当气缸641的活塞缸将连接块642推出或拉回时，夹持爪63能相应转动，实现物品的抓取或放下。则通过控制气缸641即可实现物品的自由抓取，操作简单可靠。