一種多自由度的桌面型機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人系統(tǒng)，尤其是一種多自由度的桌面型機(jī)器人系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械臂作為移動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械裝置，以往，通過多個(gè)關(guān)節(jié)連接構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零件精度和加工要求較高，價(jià)格昂貴。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01310101177.6的專利文件提供了一種機(jī)械臂。它包括第一連接座和第二連接座，第一連接座用于將所述機(jī)械臂連接在其上級(jí)機(jī)構(gòu)上，第二連接座用于連接所述機(jī)械臂的下級(jí)機(jī)構(gòu)；所述機(jī)械臂還設(shè)有第一電機(jī)、第二電機(jī)，所述第一電機(jī)、第二電機(jī)均安裝在第一連接座上。該發(fā)明所提供的機(jī)械臂，由8根連桿組成，采用簡(jiǎn)單的鉸接機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的組裝，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，該方案利用了平行四邊形和杠桿原理，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠；并且，不需要復(fù)雜的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，本身運(yùn)動(dòng)所需的空間小，而且根據(jù)需要，通過調(diào)整連桿的長(zhǎng)度。但是，該方案的電機(jī)位置分散，不利于內(nèi)部布線，而且，所以的連桿都裸露在外，如果操作不慎將會(huì)發(fā)生夾傷事件，極其危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多自由度，安全系數(shù)高，易操作控制的多自由度的桌面型機(jī)器人系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種多自由度的桌面型機(jī)器人系統(tǒng)，包括末端執(zhí)行器、用于定位末端執(zhí)行器的機(jī)械臂、用于固定機(jī)械臂的平臺(tái)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的機(jī)械臂包括大臂機(jī)構(gòu)、小臂機(jī)構(gòu)、第一連接座、第二連接座，所述大臂機(jī)構(gòu)一端與第二連接座連接，第二連接座與第一連接座連接，大臂機(jī)構(gòu)另一端與小臂機(jī)構(gòu)連接，小臂機(jī)構(gòu)另一端的連桿為L(zhǎng)型萬能固定桿，所述的萬能固定桿包括固定部與連接部，所述連接部用于連接末端執(zhí)行器；第一連接座驅(qū)動(dòng)第二連接座旋轉(zhuǎn)，第二連接座驅(qū)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)和小臂機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]所述大臂機(jī)構(gòu)和小臂機(jī)構(gòu)都是由平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)組成。
[0007]所述大臂機(jī)構(gòu)和小臂機(jī)構(gòu)外側(cè)連桿由主連桿與副連桿構(gòu)成，主連桿與副連桿平行設(shè)置，且通過若干螺桿連接，且主連桿和副連桿形成的內(nèi)部空間能容納其他的連桿，主連桿的鉸接孔周圍設(shè)置有限位孔。
[0008]所述萬能固定桿的連接部中間設(shè)置有條形槽，條形槽的中部?jī)蓚?cè)為對(duì)稱的弧形部，條形槽兩端部附近設(shè)置有若干固定螺孔，固定螺孔配合使用可以滿足不同末端執(zhí)行器的固定連接；連接部平行于條形槽設(shè)置有卡槽，卡槽可用于卡接末端執(zhí)行器。
[0009]第二連接座包括旋轉(zhuǎn)底板、與大臂機(jī)構(gòu)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸、固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的支撐架，支撐架上設(shè)置有第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)，所述第一電機(jī)、第二電機(jī)安裝在支撐架兩側(cè)，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)；第三電機(jī)的電機(jī)本體安裝在支撐架內(nèi)部，第三電機(jī)的電機(jī)軸一端固定在第一連接座上，第一連接座與第二連接座之間還設(shè)置有固定在電機(jī)本體端部的軸承，軸承位于旋轉(zhuǎn)底板下方。
[0010]所述的第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。
[0011]所述的平臺(tái)機(jī)構(gòu)通過第一連接座來固定機(jī)械臂，所述的平臺(tái)機(jī)構(gòu)為平移部件、旋轉(zhuǎn)部件、或者平臺(tái)機(jī)構(gòu)本身就是固定的安裝基礎(chǔ)。
[0012]所述的末端執(zhí)行器為雙自由度夾爪，所述夾爪由固定在萬能固定座上方的舵機(jī)驅(qū)動(dòng)爪手沿軸旋轉(zhuǎn)，夾爪側(cè)面安裝有舵機(jī)，舵機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)爪手的抓放功能。
[0013]所述的末端執(zhí)行器為吸盤，所述吸盤通過固定在萬能固定座上方的舵機(jī)驅(qū)動(dòng)吸頭沿軸旋轉(zhuǎn)，與吸頭連接的氣栗設(shè)置在第二連接座上，吸頭一側(cè)設(shè)置有壓縮彈簧。
[0014]所述末端執(zhí)行器為固定塊，所述固定塊中間設(shè)置有圓柱形通孔，通孔側(cè)面設(shè)置有固定螺孔，通過緊固螺釘與固定螺孔的配合來夾住柱形物體。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果為:采用集成設(shè)置的步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，可以減輕機(jī)械臂移動(dòng)部分的重量，有效降噪，使機(jī)器人系統(tǒng)更加穩(wěn)定；萬能固定座的設(shè)計(jì)可以匹配的多種末端執(zhí)行器，對(duì)稱結(jié)構(gòu)有利于運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性；大臂機(jī)構(gòu)和小臂機(jī)構(gòu)的外側(cè)連桿由主副連桿結(jié)構(gòu)，不僅能有效避免夾手及保護(hù)連桿機(jī)構(gòu)，同時(shí)，框架式結(jié)構(gòu)可以大大減少運(yùn)行的振動(dòng)和噪音。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的多自由度機(jī)器人系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的萬能固定座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型的機(jī)械臂局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型的大臂機(jī)構(gòu)的主連桿和副連桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型的小臂機(jī)構(gòu)的主連桿和副連桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型的夾爪與萬能固定座連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型的吸盤與萬能固定座連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖8為本實(shí)用新型的固定塊與萬能固定座連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中:1-末端執(zhí)行器、2-大臂機(jī)構(gòu)、3-小臂機(jī)構(gòu)、4-第一連接座、5-第二連接座、6-萬能固定桿、7-固定部、8-連接部、9-主連桿、10-副連桿、11-鉸接孔、12-限位孔、13-條形槽、14-弧形部、15-固定螺孔、16-旋轉(zhuǎn)底板、17-支撐架、18-第一電機(jī)、19-第二電機(jī)、20-第三電機(jī)、21-舵機(jī)、22-爪手、23-齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、24-吸頭、25-彈簧、26-通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0026]如圖1-8所示，一種多自由度的桌面型機(jī)器人系統(tǒng)，包括末端執(zhí)行器1、用于定位末端執(zhí)行器I的機(jī)械臂、用于固定機(jī)械臂的平臺(tái)機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)械臂包括大臂機(jī)構(gòu)2、小臂機(jī)構(gòu)3、第一連接座4、第二連接座5，所述大臂機(jī)構(gòu)2 —端與第二連接座5連接，第二連接座5與第一連接座4連接，大臂機(jī)構(gòu)2另一端與小臂機(jī)構(gòu)3連接，小臂機(jī)構(gòu)3另一端的連桿為L(zhǎng)型萬能固定桿6，所述的萬能固定桿6包括固定部7與連接部8，所述連接部8用于連接末端執(zhí)行器I ;第一連接座4驅(qū)動(dòng)第二連接座5旋轉(zhuǎn)，第二連接座5驅(qū)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)2和小臂機(jī)構(gòu)3轉(zhuǎn)動(dòng)。萬能固定座的設(shè)計(jì)可以匹配的多種末端執(zhí)行器1，對(duì)稱結(jié)構(gòu)有利于運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，而且，萬能固定座位于機(jī)械臂的中性面上，在機(jī)械臂運(yùn)行過程中會(huì)減少擾動(dòng)。
[0027]所述大臂機(jī)構(gòu)2和小臂機(jī)構(gòu)3都是由平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)組成，簡(jiǎn)化了控制方案，而且也方便組裝。
[0028]所述大臂機(jī)構(gòu)2和