一种机械臂气动锁紧装置的制作方法

本发明涉及机械臂，尤其涉及一种机械臂气动锁紧装置。

背景技术：

1、机械臂是指高精度，能自动控制的机器手，机械臂是一个多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配、分包、点胶、安全防爆等领域得到广泛应用。

2、现有的机械臂在使用的过程中，当出现断电情况，机械臂内部的电子元气件不工作时，伺服电机容易失去对机械臂的锁定，从而使得机械臂在自身重力以及抓持物的重力作用下向下摆动，容易造成机械臂及抓持物的损伤，同时在伺服电机正常工作的情况下，机械臂被锁定时，机械臂在受到外力或发生碰撞时，机械臂被强行转动，容易对伺服电机造成损坏，因而亟需一种气动锁紧装置来解决上述出现的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在机械臂出现断电时无法进行锁紧的以及正常工作时容易出现损伤的问题，而提出的一种机械臂气动锁紧装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种机械臂气动锁紧装置，包括第一关节轴和第二关节轴，所述第二关节轴与所述第一关节轴之间转动连接，还包括有：

3、套筒，所述套筒一部分位于第一关节轴内部，另一部分位于第二关节轴内部，所述套筒的外侧表面固定连接有多个第一固定件，多个所述第一固定件的另一端与第一关节轴内壁固定连接，所述套筒内部和外侧设置有锁定机构；

4、齿环，所述齿环设置于第二关节轴内部且位于所述套筒的左端，所述齿环与所述套筒转动接触，所述齿环的外侧自右向左依次固定安装有多组第二固定件以及卡齿，多个所述第二固定件的另一端与第二关节轴内壁固定连接，所述齿环的内部设置有啮合机构；

5、罩壳，所述罩壳滑动安装于第二关节轴内部且位于所述齿环的左端，所述罩壳内部安装有复位机构；

6、驱动机构，所述驱动机构安装于第一关节轴外侧，且所述驱动机构分别与所述套筒以及所述第二关节轴内部连通。

7、优选地，所述驱动机构包括固定安装于第一关节轴外侧的气泵，所述气泵的一个输出端连通设置有第一气管，所述第一气管的另一端在贯穿第一关节轴的侧壁后与套筒内部设置的第一气槽连通，所述气泵的另一个输出端连通设置有第二气管，所述第二气管的另一端在贯穿第二关节轴的侧壁后与第二关节轴内部设置的第二气槽连通。

8、优选地，所述锁定机构包括与套筒右端固定安装的伺服电机，所述伺服电机的输出端固定有旋转轴，所述旋转轴远离伺服电机的一端转动贯穿套筒侧壁，且所述旋转轴位于套筒内部的一段外侧转动套设有安装柱，所述安装柱外侧自右向左依次滑动套设有滑柱以及卡环。

9、优选地，所述滑柱的内壁安装有滑块，所述安装柱的外侧开设有与所述滑块对应的滑槽，所述滑块与所述滑槽滑动连接，所述滑柱靠近卡环的一侧表面上分别固定安装有多个活塞以及多个第一弹簧，所述活塞与所述第一弹簧交替设置。

10、优选地，所述卡环靠近滑柱的一侧表面上开设有多个暗槽，多个所述暗槽与多个所述活塞一一对应设置，且所述活塞与所述暗槽密封滑动连接，所述卡环的另一侧表面上安装有多个气囊，所述气囊与所述暗槽连通设置。

11、优选地，所述旋转轴远离伺服电机一端的端部固定有转动套设于安装柱外侧的转动柱，所述转动柱靠近卡环的一端外侧设置有卡槽，所述转动柱远离卡环的一端外侧固定套设有限位板，所述限位板外侧与套筒内壁转动连接。

12、优选地，所述啮合机构包括与齿环内壁啮合连接的多组行星齿轮，多组所述行星齿轮的另一侧共同啮合连接有同一个太阳齿轮，所述太阳齿轮靠近转动柱的一端与转动柱固定连接。

13、优选地，所述复位机构包括与罩壳内壁转动连接的固定柱，所述固定柱的另一端固定连接有与第二关节轴内壁转动连接的齿圈，所述齿圈在移动后与卡齿卡合，所述固定柱的外侧活动套设有连接件，所述连接件的下端转动连接有滑动块。

14、优选地，所述复位机构还包括固定安装于罩壳内部下方的固定板，所述滑动块下端与固定板内底壁滑动连接，且所述滑动块的内部两侧均滑动连接有卡柱。

15、优选地，所述卡柱的外侧滑动套设有第二弹簧，所述第二弹簧靠近滑动块的一端与滑动块侧面接触，所述第二弹簧远离滑动块的一端与固定板内侧壁固定连接。

16、与现有的技术相比，本发明的优点在于：

17、1、本申请中通过驱动机构的设置，当需要对机械臂进行固定时，可启动气泵，气泵将空气通过第一气管输送至第一气槽内，由于第一气槽的内部压力增大，空气可以驱动锁定机构运行，而当需要使第二关节轴在受到外力自行复位时可以通过启动气泵，气泵将空气通过第二气管输入进第二气槽内，此时第二气槽内的压力增大，从而可以驱动复位机构运行。

18、2、本申请中通过锁定机构的设置，当空气推动滑柱带动滑块沿着安装柱上的滑槽滑动时，滑柱滑动会通过第一弹簧推动卡环向左滑动，此时卡环会与转动柱上的卡槽卡合，从而可以防止因断电等事故发生时，伺服电机解除对第二关节轴的锁定，提高机械臂作业的安全性，同时卡环与转动柱卡合还能减少伺服电机的锁定压力，增加伺服电机的使用寿命。

19、3、本申请中通过啮合机构的设置，当伺服电机锁定时，太阳齿轮会同步锁定，此时若第二关节轴受到外力或发生碰撞，会使得第二关机轴通过第二固定件带动齿环转动，齿环会与行星齿轮啮合，使得行星齿轮沿着太阳齿轮的外侧转动，由于太阳齿轮被锁定，行星齿轮转动不会影响伺服电机的锁定，避免机械臂在锁定过程中，因受到外力或发生碰撞而对伺服电机造成损坏。

20、4、本申请中通过复位机构的设置，当空气推动罩壳向右滑动时，罩壳会带动齿圈滑动，使得齿圈与齿环上的卡齿卡合，当齿环受到外力转动时，会通过卡齿带动齿圈转动，齿圈转动会带动固定柱偏心转动，固定柱会通过连接件带动滑动块沿着固定板的内壁滑动，在第二弹簧的作用下，当对第二关节轴产生的外力消失后，第二关节轴将复原到未受到外力时的位置，不影响机械臂后续的作业，在减少对伺服电机损坏的同时，降低因机械臂受到外力或发生碰撞时产生的影响。

技术特征：

1.一种机械臂气动锁紧装置，包括第一关节轴(1)和第二关节轴(11)，所述第二关节轴(11)与所述第一关节轴(1)之间转动连接，其特征在于，还包括有：

2.根据权利要求1所述的一种机械臂气动锁紧装置，其特征在于，所述驱动机构包括固定安装于第一关节轴(1)外侧的气泵(2)，所述气泵(2)的一个输出端连通设置有第一气管(21)，所述第一气管(21)的另一端在贯穿第一关节轴(1)的侧壁后与套筒(3)内部设置的第一气槽(211)连通，所述气泵(2)的另一个输出端连通设置有第二气管(22)，所述第二气管(22)的另一端在贯穿第二关节轴(11)的侧壁后与第二关节轴(11)内部设置的第二气槽(221)连通。

3.根据权利要求1所述的一种机械臂气动锁紧装置，其特征在于，所述锁定机构包括与套筒(3)右端固定安装的伺服电机(31)，所述伺服电机(31)的输出端固定有旋转轴(311)，所述旋转轴(311)远离伺服电机(31)的一端转动贯穿套筒(3)侧壁，且所述旋转轴(311)位于套筒(3)内部的一段外侧转动套设有安装柱(4)，所述安装柱(4)外侧自右向左依次滑动套设有滑柱(42)以及卡环(41)。

4.根据权利要求3所述的一种机械臂气动锁紧装置，其特征在于，所述滑柱(42)的内壁安装有滑块(421)，所述安装柱(4)的外侧开设有与所述滑块(421)对应的滑槽(4211)，所述滑块(421)与所述滑槽(4211)滑动连接，所述滑柱(42)靠近卡环(41)的一侧表面上分别固定安装有多个活塞(422)以及多个第一弹簧(423)，所述活塞(422)与所述第一弹簧(423)交替设置。

5.根据权利要求4所述的一种机械臂气动锁紧装置，其特征在于，所述卡环(41)靠近滑柱(42)的一侧表面上开设有多个暗槽(412)，多个所述暗槽(412)与多个所述活塞(422)一一对应设置，且所述活塞(422)与所述暗槽(412)密封滑动连接，所述卡环(41)的另一侧表面上安装有多个气囊(411)，所述气囊(411)与所述暗槽(412)连通设置。

6.根据权利要求5所述的一种机械臂气动锁紧装置，其特征在于，所述旋转轴(311)远离伺服电机(31)一端的端部固定有转动套设于安装柱(4)外侧的转动柱(43)，所述转动柱(43)靠近卡环(41)的一端外侧设置有卡槽(433)，所述转动柱(43)远离卡环(41)的一端外侧固定套设有限位板(431)，所述限位板(431)外侧与套筒(3)内壁转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种机械臂气动锁紧装置，其特征在于，所述啮合机构包括与齿环(5)内壁啮合连接的多组行星齿轮(53)，多组所述行星齿轮(53)的另一侧共同啮合连接有同一个太阳齿轮(432)，所述太阳齿轮(432)靠近转动柱(43)的一端与转动柱(43)固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种机械臂气动锁紧装置，其特征在于，所述复位机构包括与罩壳(62)内壁转动连接的固定柱(61)，所述固定柱(61)的另一端固定连接有与第二关节轴(11)内壁转动连接的齿圈(6)，所述齿圈(6)在移动后与卡齿(52)卡合，所述固定柱(61)的外侧活动套设有连接件(611)，所述连接件(611)的下端转动连接有滑动块(6211)。

9.根据权利要求8所述的一种机械臂气动锁紧装置，其特征在于，所述复位机构还包括固定安装于罩壳(62)内部下方的固定板(621)，所述滑动块(6211)下端与固定板(621)内底壁滑动连接，且所述滑动块(6211)的内部两侧均滑动连接有卡柱(6212)。

10.根据权利要求9所述的一种机械臂气动锁紧装置，其特征在于，所述卡柱(6212)的外侧滑动套设有第二弹簧(6213)，所述第二弹簧(6213)靠近滑动块(6211)的一端与滑动块(6211)侧面接触，所述第二弹簧(6213)远离滑动块(6211)的一端与固定板(621)内侧壁固定连接。

技术总结
本发明涉及机械臂技术领域，尤其涉及一种机械臂气动锁紧装置，包括第一关节轴和第二关节轴，所述第二关节轴与所述第一关节轴之间转动连接，还包括有：套筒，所述套筒一部分位于第一关节轴内部，所述套筒内部和外侧设置有锁定机构；齿环，所述齿环的内部设置有啮合机构；罩壳，所述罩壳内部安装有复位机构；驱动机构，所述驱动机构安装于第一关节轴外侧。本申请中通过锁定机构的设置，可以防止因断电等事故发生时，伺服电机解除对第二关节轴的锁定，提高机械臂作业的安全性，同时卡环与转动柱卡合还能减少伺服电机的锁定压力，通过啮合机构的设置可以避免机械臂在锁定过程中，因受到外力或发生碰撞而对伺服电机造成损坏。

技术研发人员：林剑峰,陈汉斌
受保护的技术使用者：深圳市立安科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8