一种用于并联机器人的机械臂装置

本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种用于并联机器人的机械臂装置。

背景技术：

并联机器人是一种具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。具有无累积误差、精度较高、动态响应好等优点。为了降低并联机器人机械臂的重量，现有技术通常采用轻质合金或者碳纤维材料制作杆式结构。但是这类机械臂无法进行长时间重载工作，容易出现形变和断裂，出现故障后维修成本较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于并联机器人的机械臂装置，能够解决现有技术的不足，延长机械臂重载作业使用寿命，降低机械臂维修成本。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种用于并联机器人的机械臂装置，包括中空的钢制壳体，钢制壳体的一端设置有第一连接槽，第一连接槽内安装有第一万向轴，第一连接槽与并联机器人的静平台相连，钢制壳体的另一端设置有第二连接槽，第二连接槽内安装有第二万向轴，第二连接槽与并联机器人的动平台相连，钢制壳体表面安装有液压缸，液压缸的活塞端与并联机器人的动平台相连。

作为优选，所述第一万向轴包括相互套接的第一球头和第一球套，第一球头固定在第一连接槽内，第一球套固定在静平台上，第一球套内侧固定有橡胶内衬，橡胶内衬内设置有加强筋。

作为优选，所述加强筋的中部设置有向外凸起的凸起部，凸起部外侧与第一球套内侧之间通过刚性垫片连接。

作为优选，所述第一球套开口端的内侧固定有支撑环，支撑环与加强筋固定连接。

作为优选，所述第二万向轴包括相互套接的第二球头和第二球套，第二球头固定在第二连接槽内，第二球套固定在动平台上，第二连接槽内设置有弹性金属片，弹性金属片表面设置有橡胶层，橡胶层与第二球套相接触，第一球头和第二球头的球心连线与钢制壳体表面的夹角为10°，液压缸与第一球头和第二球头的球心连线共面。

作为优选，所述钢制壳体内固定有若干个相互平行的支撑杆，支撑杆与第一球头和第二球头的球心连线相垂直。

作为优选，所述钢制壳体在相邻两个支撑杆之间的区域开设有通孔。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明采用空心的钢制壳体代替杆式结构，实现均匀受力。钢制壳体两端的连接位置采用与钢制壳体表面10°夹角的方式设计，可以有效提高钢制壳体的抗扭能力，在钢制壳体内加装支撑杆，用来进一步提高扭动作用力在钢制壳体上的均匀分布和吸收。液压缸用来对动平台的移动进行限位缓冲，减低重载时动平台的晃动，且液压缸与第一球头和第二球头的球心连线共面，可以提高钢制壳体动作相应的速度。第一万向轴作为受力的集中点，通过设计加强筋将第一球头和第一球套的受力均匀分散在第一球套的不同位置，从而避免了第一万向轴由于受力点过于集中而影响其使用寿命。本发明采用的材料价格低廉、标准件便与采购，从而可以有效降低维修成本。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中第一万向轴的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中第二万向轴的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中钢制壳体内部的局部放大图。

具体实施方式

参考图1-4，本发明一个具体实施方式包括中空的钢制壳体1，钢制壳体1的一端设置有第一连接槽2，第一连接槽2内安装有第一万向轴3，第一连接槽2与并联机器人的静平台7相连，钢制壳体1的另一端设置有第二连接槽4，第二连接槽4内安装有第二万向轴5，第二连接槽4与并联机器人的动平台8相连，钢制壳体1表面安装有液压缸6，液压缸6的活塞端与并联机器人的动平台相连。第一万向轴3包括相互套接的第一球头9和第一球套10，第一球头9固定在第一连接槽2内，第一球套10固定在静平台7上，第一球套10内侧固定有橡胶内衬11，橡胶内衬11内设置有加强筋12。加强筋12的中部设置有向外凸起的凸起部13，凸起部13外侧与第一球套10内侧之间通过刚性垫片14连接。第一球套10开口端的内侧固定有支撑环15，支撑环15与加强筋12固定连接。第二万向轴5包括相互套接的第二球头16和第二球套17，第二球头16固定在第二连接槽4内，第二球套17固定在动平台8上，第二连接槽4内设置有弹性金属片18，弹性金属片18表面设置有橡胶层19，橡胶层19与第二球套17相接触，第一球头9和第二球头16的球心连线与钢制壳体1表面的夹角为10°，液压缸6与第一球头9和第二球头16的球心连线共面。钢制壳体1内固定有若干个相互平行的支撑杆20，支撑杆20与第一球头9和第二球头16的球心连线相垂直。钢制壳体1在相邻两个支撑杆20之间的区域开设有通孔21。

另外，在支撑环15的外侧设置有环形凹槽22，环形凹槽22内填充有棉质滤纸23，第一球套10开口端上设置有与环形凹槽22相连通的注油口24。棉质滤纸不仅可以防止外部灰尘进入第一万向轴3，降低第一万向轴3重载状态下的磨损量，而且还可以方便的通过油口24加注润滑脂为第一万向轴3进行润滑，同时还能利用润滑脂提高棉质滤纸23的过滤效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种用于并联机器人的机械臂装置，其特征在于：包括中空的钢制壳体(1)，钢制壳体(1)的一端设置有第一连接槽(2)，第一连接槽(2)内安装有第一万向轴(3)，第一连接槽(2)与并联机器人的静平台(7)相连，钢制壳体(1)的另一端设置有第二连接槽(4)，第二连接槽(4)内安装有第二万向轴(5)，第二连接槽(4)与并联机器人的动平台(8)相连，钢制壳体(1)表面安装有液压缸(6)，液压缸(6)的活塞端与并联机器人的动平台相连。

2.根据权利要求1所述的用于并联机器人的机械臂装置，其特征在于：所述第一万向轴(3)包括相互套接的第一球头(9)和第一球套(10)，第一球头(9)固定在第一连接槽(2)内，第一球套(10)固定在静平台(7)上，第一球套(10)内侧固定有橡胶内衬(11)，橡胶内衬(11)内设置有加强筋(12)。

3.根据权利要求2所述的用于并联机器人的机械臂装置，其特征在于：所述加强筋(12)的中部设置有向外凸起的凸起部(13)，凸起部(13)外侧与第一球套(10)内侧之间通过刚性垫片(14)连接。

4.根据权利要求3所述的用于并联机器人的机械臂装置，其特征在于：所述第一球套(10)开口端的内侧固定有支撑环(15)，支撑环(15)与加强筋(12)固定连接。

5.根据权利要求2所述的用于并联机器人的机械臂装置，其特征在于：所述第二万向轴(5)包括相互套接的第二球头(16)和第二球套(17)，第二球头(16)固定在第二连接槽(4)内，第二球套(17)固定在动平台(8)上，第二连接槽(4)内设置有弹性金属片(18)，弹性金属片(18)表面设置有橡胶层(19)，橡胶层(19)与第二球套(17)相接触，第一球头(9)和第二球头(16)的球心连线与钢制壳体(1)表面的夹角为10°，液压缸(6)与第一球头(9)和第二球头(16)的球心连线共面。

6.根据权利要求5所述的用于并联机器人的机械臂装置，其特征在于：所述钢制壳体(1)内固定有若干个相互平行的支撑杆(20)，支撑杆(20)与第一球头(9)和第二球头(16)的球心连线相垂直。

7.根据权利要求6所述的用于并联机器人的机械臂装置，其特征在于：所述钢制壳体(1)在相邻两个支撑杆(20)之间的区域开设有通孔(21)。

技术总结
本发明公开了一种用于并联机器人的机械臂装置，包括中空的钢制壳体，钢制壳体的一端设置有第一连接槽，第一连接槽内安装有第一万向轴，第一连接槽与并联机器人的静平台相连，钢制壳体的另一端设置有第二连接槽，第二连接槽内安装有第二万向轴，第二连接槽与并联机器人的动平台相连，钢制壳体表面安装有液压缸，液压缸的活塞端与并联机器人的动平台相连。本发明能够改进现有技术的不足，延长机械臂重载作业使用寿命，降低机械臂维修成本。

技术研发人员：田东兴
受保护的技术使用者：北华航天工业学院
技术研发日：2021.02.05
技术公布日：2021.06.15