在于，所述底座指采用联轴器传动的第一种底座，其包括第一种底座体、第一电机、第一联轴器、第一轴承及若干第一紧定螺钉； 所述第一种底座体上有带轴孔的凸台及电机支架，所述凸台的轴孔上开设有安装第一轴承的轴承孔，所述电机支架上开设有轴孔及若干螺钉孔，所述凸台的轴孔与电机支架的轴孔同轴；所述第一种底座体底部还开设有安装固定用的螺钉孔； 所述第一电机上开设有固定用的螺钉孔，所述第一电机轴穿过所述第一种底座体上电机支架的轴孔，所述第一紧定螺钉穿过电机支架的螺钉孔将第一电机固定在第一种底座体上；所述第一电机的轴上套设有第一联轴器； 所述转盘，包括转盘体及第二轴承；所述转盘体底设有转盘轴，盘面上设有带轴孔的转盘凸台及销轴基座，所述转盘凸台的轴孔上开设有安装第二轴承的轴承孔，所述销轴基座的两边都开设有销轴孔； 所述转盘轴穿过第一轴承及第一种底座体凸台的轴孔，与第一联轴器固接。3.根据权利要求1所述一种多自由度机械臂，其特征在于，所述拉杆机构指第一拉杆机构，其包括齿条及拉杆头；所述齿条开设有横向通孔，通孔与齿面平行并处于齿条一端的靠近端面的位置； 所述拉杆头为第一种拉杆头，其包括第一拉杆、第二电机、第一齿轮、第一固定片、第二固定片、若干第二紧定螺钉及第三紧定螺钉；所述第一拉杆上开设有三个平行分布的通孔，其中两个通孔位于第一拉杆的两侧；所述第一固定片上开设有轴孔、若干电机固定孔及若干螺钉孔；所述第二固定片上开设有轴孔及若干螺钉孔；所述第二电机的轴依次穿过第一固定片的轴孔、第一次齿轮孔及第二固定片的轴孔，所述第二紧定螺钉穿过第一固定片，将第二电机固定于第一固定片的一侧；两个所述第三螺钉分别依次穿过第二固定片底部的两个螺钉孔、第一拉杆左侧及中间的通孔及第一固定片底部的两个螺钉孔，将第二固定片、第一拉杆及第一固定片固定在一起，另外两个第三紧定螺钉分别穿过第二固定片顶部的两个螺钉孔及第一固定片顶部的两个螺钉孔将第二固定片与第一固定片固定；所述齿条的与齿面平行的底面与第一拉杆顶面贴合，齿条与第一齿轮相配合，其中齿条带通孔的一端远离第一拉杆。4.根据权利要求1所述的一种多自由度机械臂，其特征在于，所述臂指带旋转关节的臂或不带旋转关节的臂；所述带旋转关节的臂包括第一种臂及第二种臂，所述不带旋转关节的臂包括第三种臂及第四种臂； 所述第一种臂包括相配合的第一臂及第二臂，所述第一臂与第二臂采用联轴器传动； 所述第一臂包括第一臂体、第三电机、第二联轴器、第一轴销及第一推力轴承；所述第一臂体顶部开设有带通孔的转轴座，底部开设有安装第三电机、第二联轴器、第一轴销及第一推力轴承的槽，第一臂体表面设有带通孔的销轴座，底部端面还开设有轴孔；所述转轴座与销轴座的通孔方向平行；所述第三电机的轴上套设第二联轴器，所述第一推力轴承与第二联轴器及第一臂体底部端面的轴孔同轴； 所述第二臂包括第二臂体及第三轴承，第二臂体底部设有带通孔的凸台，顶部端面设有带轴销孔的转轴，第二臂体表面设有带通孔的销轴座，所述第二臂体底部的凸台上开设有安装第三轴承的轴承孔，所述销轴座的通孔与凸台轴承孔的方向平行；所述第二臂体的转轴穿过第一臂体底部端面的轴孔及第一推力轴承，与第二联轴器固接，所述轴销孔位于第一推力轴承与第二联轴器之间，所述第一轴销穿过第二臂体转轴的轴销孔，将第二臂体与第一臂体连接； 所述第二种臂包括相配合的第三臂及第四臂，所述第三臂与第四臂采用联轴器传动； 所述第三臂包括第三臂体、第四电机、第三联轴器、第二轴销及第二推力轴承；所述第三臂体顶部开设有带通孔的转轴座，底部开设有安装第四电机、第三联轴器、第二轴销及第二推力轴承的槽，第三臂体表面设有带通孔的销轴座，底部端面还开设有轴孔；所述转轴座与销轴座通孔的方向平行；所述第四电机轴上套设第三联轴器，所述第二推力轴承与第三联轴器及第三臂体底部端面的轴孔同轴； 所述第四臂包括第四臂体及第四轴承，第四臂体底部设有带通孔的凸台，顶部端面设有带轴销孔的转轴，第四臂体表面设有带通孔的销轴座，所述第四臂体底部的凸台上开设有安装第四轴承的轴承孔；所述销轴座的通孔与凸台轴承孔的方向平行；所述第四臂体的转轴穿过第三臂体底部端面的轴孔及第二推力轴承，与第三联轴器固接，所述轴销孔位于第二推力轴承与第三联轴器之间，所述第二轴销穿过第四臂体转轴的轴销孔，将第四臂体与第三臂体连接； 所述第三种臂，其顶部设有带通孔的转轴座，底部设有带通孔的凸台，臂表面设有两个处于不同平面、带通孔销轴座，靠近顶部的销轴座的通孔与轴承座的通孔方向平行，所述底部的凸台上开设有安装第八轴承的轴承孔，靠近底部的销轴座的通孔与凸台轴承孔的方向平行； 所述第四种臂，其顶部设有带通孔的转轴座，底部设有带通孔的凸台，臂表面设有两个处于相同平面、带通孔销轴座，靠近顶部的销轴座通孔与轴承座通孔的方向平行，所述底部的凸台上开设有安装第九轴承的轴承孔，靠近底部的销轴座通孔与凸台轴承孔的方向平行。5.根据权利要求1或4所述的一种多自由度机械臂，其特征在于，所述转盘与所述第一种臂铰接，一转轴通过第一臂体顶部转轴座通孔及转盘凸台上第二轴承将第一种臂与转盘铰接；所述第一拉杆机构分别与转盘及第一种臂铰接，一销轴穿过转盘销轴基座的销轴孔及齿条的通孔将转盘与第一拉杆机构铰接；一销轴穿过第一臂体销轴基座的通孔及第一拉杆右侧的通孔将第一种臂与第一拉杆机构铰接； 所述第一种臂与第二种臂铰接，结构及原理与转盘和第一种臂铰接相同；所述第二拉杆机构分别与第一种臂及第二种臂铰接，结构及原理与第一拉杆机构和转盘及第一种臂铰接相同； 所述机械臂还包括一托盘，所述托盘顶部设有带通孔的转轴座及销轴座，其还开设有若干螺钉孔； 所述第二种臂与托盘铰接，一转轴穿过托盘转轴座及第四臂体底部凸台上的第四轴承将托盘及第二种臂铰接；一第三拉杆机构分别与托盘及第二种臂铰接，结构及原理与第二拉杆机构和第一种臂及第二种臂铰接相同。6.根据权利要求1所述的一种多自由度机械臂，其特征在于，所述底座指采用同步带传动的第二种底座或采用齿轮传动的第三种底座； 所述第二种底座，包括第二种底座体、第五电机、第一皮带轮、第五轴承、同步带、第二皮带轮、第六轴承及若干第四紧定螺钉；所述第二种底座体上有带轴孔的凸台及电机支架，所述凸台的轴孔上开设有安装第五轴承的轴承孔，所述电机支架开设有轴孔、安装第六轴承的轴承孔及若干螺钉孔，所述凸台的轴孔与第六轴承的轴孔同轴；所述第二种底座体底部还开设有安装固定用的螺钉孔；所述第五轴承安装于凸台的轴承孔内，所述第六轴承安装于电机支架的轴承孔内；所述第五电机上开设有固定的螺钉孔，所述第五电机轴穿过所述电机支架的轴孔，所述第四紧定螺钉穿过电机支架的螺钉孔将第五电机固定在第二种底座体上；所述第五电机的轴上套设有第二皮带轮；所述转盘轴穿过第五轴承、第二种底座体凸台的轴孔、第一皮带轮及第六轴承；所述同步带与第一皮带轮及第二皮带轮配合，实现同步带传动； 所述第三种底座，其包括第三种底座体、第六电机、第二齿轮、第七轴承、第三齿轮及若干第五紧定螺钉；所述第三种底座体上有带轴孔的凸台及电机支架，所述凸台轴孔上开设有安装第七轴承的轴承孔，所述电机支架开设有轴孔、转轴孔及若干螺钉孔，所述凸台的轴孔与电机支架的转轴孔同轴；所述第三种底座体底部还开设有安装固定用的螺钉孔；所述第六电机上开设有固定用的螺钉孔，所述第六电机轴穿过所述第三种底座体上电机支架的轴孔，所述第五紧定螺钉穿过电机支架的螺钉孔将第六电机固定在第三种底座体上；所述第六电机轴上套设有第三齿轮；所述转盘轴穿过第七轴承、第三种底座体凸台的轴孔、第二齿轮及电机支架的转轴孔；所述第二齿轮与第三齿轮配合传动。7.根据权利要求4所述的一种多自由度机械臂，其特征在于，所述第一种臂的第一臂与第二臂采用齿轮传动结构，其包括第一臂、第二臂、第三固定片、第七电机、第四齿轮、第五齿轮及若干紧定螺钉；所述第三固定片与第一臂及第七电机固接，第四齿轮套在第七电机轴上，第五齿轮套设在第二臂的转轴上，所述第四齿轮与第五齿轮配合传动； 所述第三固定片上开设有若干转轴孔及螺钉孔； 所述第七电机的数量为k(k>0); 所述第二种臂的第三臂与第四臂采用齿轮传动结构，结构、原理与第一种臂相同。8.根据权利要求3所述的一种多自由度机械臂，其特征在于，所述拉杆头为具有不同数量电机的第二、三、四或五拉杆头，所述电机数量为η(η>0);所述电机安装方向与齿条的运行方向垂直或者平行。9.根据权利要求1所述的一种多自由度机械臂，其特征在于，其臂可组态；所述臂的数量为m(m>0)，所述臂为第一种臂、第二种臂、第三种臂或第四种臂，所述多自由度机械臂由四种所述臂中的一种或者多种的组合；当有多个臂时，臂的首尾依次铰接，相邻两个臂之间分别与拉杆机构铰接；所述机械臂最末端的臂连接灵巧手或者其他夹持机构。10.根据权利要求1或9所述的一种多自由度机械臂，其特征在于，所述机械臂的关节自由度的数量与臂的数量及臂种的种类相关；所述转盘与底座组成一个关节，转盘与拉杆机构及臂组成一个关节，第一种臂的第一臂与第二臂组成一个关节，第二种臂的第三臂与第四臂组成一个关节，相铰接的两个臂及拉杆机构组成一个关节；臂、托盘与拉杆机构组成一个关节，臂、灵巧手或其他夹持机构与拉杆机构组成一个关节，每个关节都有一个关节自由度。
【专利摘要】本发明公开了一种多自由度机械臂。它包括底座、转盘、至少一个臂及至少一个拉杆机构。转盘安装于底座上，臂的一端与转盘铰接，拉杆的两端分别与转盘及臂铰接；臂有多种类型，当多自由度机械臂有多个臂时，臂的首尾依次铰接，相邻的两个臂之间有拉杆机构。底座上配设有实现转盘转动功能的电机，拉杆上配设有实现拉杆伸缩功能的电机。拉杆伸缩带动臂转动。机械臂自由度与采用臂的种类及数量相关；多个臂可随意组合，臂与臂之间连接方便，可选择多个臂组合以满足不同应用场合。本发明实现了组态的多自由度机械臂，具有结构简单、组态方便、控制简单、运动灵活等特点，可广泛应用与工业、服务业、教育业等领域。
【IPC分类】B25J18/04, B25J9/06
【公开号】CN105196309
【申请号】CN201510738724
【发明人】许志林
【申请人】许志林
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月31日