一种用于冗余机械臂轻量化连接臂的制作方法

文档序号:38552633发布日期:2024-07-05 11:23阅读:54来源:国知局

本技术涉及机械臂的,具体的说是一种用于冗余机械臂轻量化连接臂。


背景技术:

1、机械臂是一种模拟人臂膀运动的机械设备,由多个杆件和关节组成,可以在工业制造、医疗护理等行业中发挥极大作用。而冗余机械臂是相对于一般机械臂而言,具有多余的自由度的一种机械臂。一般来说,机械臂的自由度是根据任务所需的最少自由度来确定的,而冗余机械臂则拥有比实际需要更多的自由度,从而可以通过调整自身姿态来适应复杂的工作环境和工艺要求。对于多关节冗余机械臂,因为关节多,各关节连接件的轻量化设计尤为关节。在轻量化设计过程中,驱动电机及减速器本身原理及结构所限,轻量化设计空间有限。而对于用于各关节连接的连接臂的轻量化,就有较大的提升空间,较为常用的是采用轻质铝合金材料或纯碳纤维结构,相对来说,铝合金材质的轻量只是针对碳钢金属对比,而采用纯碳纤维结构,对于整个连接板的刚强度及固定方式都较为受限。中国专利2023204594107公开了《一种轻量化机械臂结构》,公开号是cn219854569u,通过在双节机械臂上只采用两个电机的方法,减少一个电机的使用,从而减轻机械臂结构整体的重量。但这种通过减少电机的数量实现减重的方法必然会影响机械臂的灵活性。再如中国专利2023207355432公开了《一种轻量化并联机器人用机械臂》,公开号是cn219788396u,采用特殊的内部连接结构代替十字轴结构的虎克铰实现减重的目的,对于机械臂和连接臂本身并没有采取轻量化的措施。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是在满足结构强度和刚度的前提下提供一种重量轻、强度大、连接孔耐磨性能好的用于冗余机械臂轻量化连接臂。

2、本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案是:

3、本实用新型所述一种用于冗余机械臂轻量化连接臂包括连接臂本体,所述连接臂本体上设置有连接孔,所述连接臂本体为中空的管状结构,所述管状结构的管壁由内到外依次是内层碳纤维层、铝蜂窝结构层、外层碳纤维层,所述铝蜂窝结构层包括多个轴向垂直于内层碳纤维层的管体,所述管体的两端分别抵靠内层碳纤维层的外侧壁和外层碳纤维层的内侧壁。

4、通过本方案,该连接臂采用中空的管状结构,结合三层复合管壁,在满足结构强度和刚度的前提下实现了重量轻、强度大目的。

5、优选地,所述管体为六棱柱状结构,相邻管体的外侧壁直接相连或者公用外侧壁。

6、通过本方案,可以方便铝蜂窝结构层的生产制造。

7、优选地,所述连接孔设置在连接臂本体的端部,连接孔中安装有嵌装孔,所述嵌装孔是外径适配连接孔的管状结构,嵌装孔两端的外壁上设置有向外延伸的卡边。

8、通过本方案,可以提高连接孔的耐磨性能。

9、优选地,所述铝蜂窝结构层的两侧分别粘接在内层碳纤维层或者外层碳纤维层上。

10、通过本方案,可以将连接臂本体的三层结构连接在一起,进一步提高其结构强度和刚性。

11、采用上述技术方案以后,该连接臂重量轻、强度大、连接孔耐磨性能好,同时又具有足够的结构强度和刚度。对比现有技术,本实用新型的连接臂,在保证连接强度及刚度的设计要求下,有效减重达25%,有效减小关节电机负载,提升电机运动效率。



技术特征:

1.一种用于冗余机械臂轻量化连接臂,包括连接臂本体(1),所述连接臂本体(1)上设置有连接孔(5),其特征在于:所述连接臂本体(1)为中空的管状结构,所述管状结构的管壁由内到外依次是内层碳纤维层(2)、铝蜂窝结构层(3)、外层碳纤维层(4),所述铝蜂窝结构层(3)包括多个轴向垂直于内层碳纤维层(2)的管体(31),所述管体(31)的两端分别抵靠内层碳纤维层(2)的外侧壁和外层碳纤维层(4)的内侧壁。

2.根据权利要求1所述一种用于冗余机械臂轻量化连接臂,其特征在于:所述管体(31)为六棱柱状结构,相邻管体(31)的外侧壁直接相连或者公用外侧壁。

3.根据权利要求1所述一种用于冗余机械臂轻量化连接臂,其特征在于:

4.根据权利要求1-3任意一项所述一种用于冗余机械臂轻量化连接臂,其特征在于:所述铝蜂窝结构层(3)的两侧分别粘接在内层碳纤维层(2)或者外层碳纤维层(4)上。


技术总结
本技术涉及机械臂的技术领域,具体的说是一种用于冗余机械臂轻量化连接臂。包括连接臂本体,所述连接臂本体上设置有连接孔,所述连接臂本体为中空的管状结构,所述管状结构的管壁由内到外依次是内层碳纤维层、铝蜂窝结构层、外层碳纤维层,所述铝蜂窝结构层包括多个轴向垂直于内层碳纤维层的管体,所述管体的两端分别抵靠内层碳纤维层的外侧壁和外层碳纤维层的内侧壁。该连接臂重量轻、强度大、连接孔耐磨性能好,同时又具有足够的结构强度和刚度。对比现有技术,本技术的连接臂,在保证连接强度及刚度的设计要求下,有效减重达25%,有效减小关节电机负载,提升电机运动效率。

技术研发人员:查文炜,聂祥才
受保护的技术使用者:上海晨晖智能科技有限公司
技术研发日:20231115
技术公布日:2024/7/4
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