一種由擺動油缸驅(qū)動的機器人手臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于擬人機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種由擺動油缸直接驅(qū)動的機器人手臂。
【背景技術(shù)】
[0002]擬人機器人的多數(shù)功能需要通過手臂的操作來實現(xiàn)。鑒于此，手臂結(jié)構(gòu)是擬人機器人的重要組成部分。
[0003]開發(fā)出能完成指定作業(yè)任務(wù)的智能機器人一直是科研工作者的夢想。經(jīng)過多年來堅持不懈的研究，人類所創(chuàng)造出的仿人機器人已經(jīng)初步實現(xiàn)了步行、奔跑、爬樓梯等腿部運動功能。隨著理論研究的深入和工程實踐的推進，機器人技術(shù)朝著能實現(xiàn)更加復(fù)雜運動的方向發(fā)展，其中就包括機器人手臂作業(yè)運動。然而不管是腿部行走，還是手臂作業(yè)，大多數(shù)采用電機作為驅(qū)動源，也有采用氣動人工肌肉等其他方式作為驅(qū)動源。不足之處是體積大、驅(qū)動力小。然而在部分環(huán)境下，需要較大的驅(qū)動力、且能在潮濕、粉塵、水下等環(huán)境中可靠工作的機器人智能、靈活的為人類服務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提出一種由擺動油缸驅(qū)動的機器人手臂。該裝置的優(yōu)點是:由于采用擺動油缸作為動力原件，傳動鏈短、在較小的體積下提供較大的扭矩。特別適用于工程機器人去完成人所不宜到達或不能到達的空間環(huán)境中的作業(yè)任務(wù)。例如，在原子能利用、海洋開發(fā)、排險、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明的機器人手臂結(jié)構(gòu)特征在于:該手臂包括肩關(guān)節(jié)、上臂、肘關(guān)節(jié)、前臂及腕關(guān)節(jié)。肩關(guān)節(jié)具有3個自由度，肩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)中的萬向連接塊兩端兩個相互垂直的平面內(nèi)各安裝一個擺動油缸，其中一個擺動油缸充當手臂安裝座的作用，用于將手臂安裝于其他的安裝平臺上，另一端的擺動油缸和能以上臂軸線為旋轉(zhuǎn)軸線的擺動油缸聯(lián)接，肩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)中繞上臂軸線旋轉(zhuǎn)的擺動油缸另一端和上臂聯(lián)接，這種聯(lián)接方式可以實現(xiàn)手臂的前后方向的擺動、左右方向的抬臂、上臂繞其軸線的旋轉(zhuǎn)動作；上臂的另一端安裝一個擺動油缸，該油缸和可以繞前臂軸線旋轉(zhuǎn)的擺動油缸聯(lián)接，肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)中可以繞前臂軸線旋轉(zhuǎn)的擺動油缸的另一端和前臂聯(lián)接，這種聯(lián)接方式可以實現(xiàn)手臂的彎曲動作及前臂繞其軸線旋轉(zhuǎn)的動作，具有2個自由度；前臂的另一端安裝一個擺動油缸，同時該油缸和萬向連接塊聯(lián)接，萬向聯(lián)接塊的另一端也安裝一個擺動油缸，實現(xiàn)腕關(guān)節(jié)在手背平面內(nèi)的左右擺動運動及向手掌方向的彎曲動作。
【附圖說明】
[0006]圖1是機器人手臂的三維示意圖。
[0007]圖2是機器人手臂的三維示意圖。
【具體實施方式】
[0008]附圖標記說明:
1.肩關(guān)節(jié)2.上臂3.腕關(guān)節(jié)4.前臂5.肘關(guān)節(jié)6.擺動油缸7.萬向連接塊下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理。
[0009]如圖1、圖2所示，一種由擺動油缸驅(qū)動的機器人手臂由擺動油缸6、萬向連接塊7、上臂2、前臂4聯(lián)接螺栓等組成。肩關(guān)節(jié)具有3個自由度，肩關(guān)節(jié)I結(jié)構(gòu)中的萬向連接塊7兩端兩個相互垂直的平面內(nèi)各安裝一個擺動油缸6，其中一個擺動油缸6充當手臂安裝座的作用，用于將手臂安裝于其他的安裝平臺上，另一端的擺動油缸6和能以上臂2軸線為旋轉(zhuǎn)軸線的擺動油缸6聯(lián)接，肩關(guān)節(jié)I結(jié)構(gòu)中繞上臂2軸線旋轉(zhuǎn)的擺動油缸6另一端和上臂2聯(lián)接，這種聯(lián)接方式可以實現(xiàn)手臂的前后方向的擺動、左右方向的抬臂、上臂2繞其軸線的旋轉(zhuǎn)動作；上臂2的另一端安裝一個擺動油缸6，該油缸和可以繞前臂軸線旋轉(zhuǎn)的擺動油缸6聯(lián)接，肘關(guān)節(jié)5結(jié)構(gòu)中可以繞前臂4軸線旋轉(zhuǎn)的擺動油缸6的另一端和前臂4聯(lián)接，這種聯(lián)接方式可以實現(xiàn)手臂的彎曲動作及前臂4繞其軸線旋轉(zhuǎn)的動作，具有2個自由度；前臂4的另一端安裝一個擺動油缸6，同時該油缸和萬向連接塊7聯(lián)接，萬向聯(lián)接塊7的另一端也安裝一個擺動油缸6，實現(xiàn)腕關(guān)節(jié)在手背平面內(nèi)的左右擺動運動及向手掌方向的彎曲動作。擺動油缸6可以單獨控制，也可以聯(lián)動，在液壓油的作用下，擺動油缸6往復(fù)擺動，并帶動相應(yīng)的關(guān)節(jié)運動，實現(xiàn)擬人手臂動作。
【主權(quán)項】
1.一種由擺動油缸驅(qū)動的機器人手臂，包括肩關(guān)節(jié)(I)、上臂(2)、腕關(guān)節(jié)(3)、前臂(4)、肘關(guān)節(jié)(5)，其特征在于:關(guān)節(jié)之間運動是采用擺動油缸(6)驅(qū)動的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由擺動油缸驅(qū)動的機器人手臂，其特征在于:所述的肩關(guān)節(jié)(I)結(jié)構(gòu)中的萬向連接塊(7 )兩端各安裝一個能在兩個相互垂直的平面方向擺動的擺動油缸(6 )。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由擺動油缸驅(qū)動的機器人手臂，其特征在于:所述的腕關(guān)節(jié)(3)結(jié)構(gòu)中的萬向連接塊(7)兩端各安裝一個能在兩個相互垂直的平面方向擺動的擺動油缸(6 )。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由擺動油缸驅(qū)動的機器人手臂，其特征在于:肩關(guān)節(jié)(I)和肘關(guān)節(jié)(5 )之間安裝有可以驅(qū)動上臂(2 )繞其軸線旋轉(zhuǎn)的擺動油缸(6 )，肘關(guān)節(jié)(5 )和腕關(guān)節(jié)(3)之間安裝有可以驅(qū)動前臂(4)繞其軸線旋轉(zhuǎn)的擺動油缸(6)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由擺動油缸驅(qū)動的機器人手臂。包括擺動油缸、萬向連接塊、上臂、前臂及聯(lián)接螺栓等。該裝置的優(yōu)點是：由于采用擺動油缸作為動力元件，傳動鏈短、在較小的體積下提供較大的扭矩。特別適用于機器人在潮濕、粉塵、水下等惡劣的環(huán)境中可靠、智能、靈活的為人類服務(wù)；適用于工程機器人去完成人所不宜到達或不能到達的空間環(huán)境中的作業(yè)任務(wù)。例如，在原子能利用、海洋開發(fā)、排險、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用。
【IPC分類】B25J9/14, B25J18/00
【公開號】CN105014686
【申請?zhí)枴緾N201410180367
【發(fā)明人】趙德朝
【申請人】趙德朝
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年5月3日