CN204868855U - 一种多自由度的桌面型机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多自由度的桌面型机器人系统，包括末端执行器、用于定位末端执行器的机械臂、用于固定机械臂的平台机构，其特征在于：所述的机械臂包括大臂机构、小臂机构、第一连接座、第二连接座，所述大臂机构一端与第二连接座连接，第二连接座与第一连接座连接，大臂机构另一端与小臂机构连接，小臂机构另一端的连杆为L型万能固定杆，所述的万能固定杆包括固定部与连接部，所述连接部用于连接末端执行器；第一连接座驱动第二连接座旋转，第二连接座驱动大臂机构和小臂机构转动。本实用新型为一种结构简单，多自由度，安全系数高，易操作控制的多自由度的桌面型机器人系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人系统，尤其是一种多自由度的桌面型机器人系统。
背景技术
机械臂作为移动执行机构的机械装置，以往，通过多个关节连接构成，其结构比较复杂，零件精度和加工要求较高，价格昂贵。
申请号为201310101177.6的专利文件提供了一种机械臂。它包括第一连接座和第二连接座，第一连接座用于将所述机械臂连接在其上级机构上，第二连接座用于连接所述机械臂的下级机构；所述机械臂还设有第一电机、第二电机，所述第一电机、第二电机均安装在第一连接座上。该发明所提供的机械臂，由8根连杆组成，采用简单的铰接机构即可实现机械臂的组装，结构简单、成本较低，该方案利用了平行四边形和杠杆原理，运行稳定、可靠；并且，不需要复杂的关节结构，本身运动所需的空间小，而且根据需要，通过调整连杆的长度。但是，该方案的电机位置分散，不利于内部布线，而且，所以的连杆都裸露在外，如果操作不慎将会发生夹伤事件，极其危险。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单，多自由度，安全系数高，易操作控制的多自由度的桌面型机器人系统。
本实用新型的技术方案为：一种多自由度的桌面型机器人系统，包括末端执行器、用于定位末端执行器的机械臂、用于固定机械臂的平台机构，其特征在于：所述的机械臂包括大臂机构、小臂机构、第一连接座、第二连接座，所述大臂机构一端与第二连接座连接，第二连接座与第一连接座连接，大臂机构另一端与小臂机构连接，小臂机构另一端的连杆为L型万能固定杆，所述的万能固定杆包括固定部与连接部，所述连接部用于连接末端执行器；第一连接座驱动第二连接座旋转，第二连接座驱动大臂机构和小臂机构转动。
所述大臂机构和小臂机构都是由平行四边形连杆机构组成。
所述大臂机构和小臂机构外侧连杆由主连杆与副连杆构成，主连杆与副连杆平行设置，且通过若干螺杆连接，且主连杆和副连杆形成的内部空间能容纳其他的连杆，主连杆的铰接孔周围设置有限位孔。
所述万能固定杆的连接部中间设置有条形槽，条形槽的中部两侧为对称的弧形部，条形槽两端部附近设置有若干固定螺孔，固定螺孔配合使用可以满足不同末端执行器的固定连接；连接部平行于条形槽设置有卡槽，卡槽可用于卡接末端执行器。
第二连接座包括旋转底板、与大臂机构连接的转动轴、固定转动轴的支撑架，支撑架上设置有第一电机、第二电机、第三电机，所述第一电机、第二电机安装在支撑架两侧，第一电机驱动大臂机构转动，第二电机驱动小臂机构转动；第三电机的电机本体安装在支撑架内部，第三电机的电机轴一端固定在第一连接座上，第一连接座与第二连接座之间还设置有固定在电机本体端部的轴承，轴承位于旋转底板下方。
所述的第一电机、第二电机、第三电机为步进电机或伺服电机。
所述的平台机构通过第一连接座来固定机械臂，所述的平台机构为平移部件、旋转部件、或者平台机构本身就是固定的安装基础。
所述的末端执行器为双自由度夹爪，所述夹爪由固定在万能固定座上方的舵机驱动爪手沿轴旋转，夹爪侧面安装有舵机，舵机驱动齿轮传动结构实现爪手的抓放功能。
所述的末端执行器为吸盘，所述吸盘通过固定在万能固定座上方的舵机驱动吸头沿轴旋转，与吸头连接的气泵设置在第二连接座上，吸头一侧设置有压缩弹簧。
所述末端执行器为固定块，所述固定块中间设置有圆柱形通孔，通孔侧面设置有固定螺孔，通过紧固螺钉与固定螺孔的配合来夹住柱形物体。
本实用新型的有益效果为：采用集成设置的步进电机或伺服电机，可以减轻机械臂移动部分的重量，有效降噪，使机器人系统更加稳定；万能固定座的设计可以匹配的多种末端执行器，对称结构有利于运动的稳定性；大臂机构和小臂机构的外侧连杆由主副连杆结构，不仅能有效避免夹手及保护连杆机构，同时，框架式结构可以大大减少运行的振动和噪音。
附图说明
图1为本实用新型的多自由度机器人系统主体结构示意图；
图2为本实用新型的万能固定座结构示意图；
图3为本实用新型的机械臂局部结构示意图；
图4为本实用新型的大臂机构的主连杆和副连杆结构示意图；
图5为本实用新型的小臂机构的主连杆和副连杆结构示意图；
图6为本实用新型的夹爪与万能固定座连接的结构示意图；
图7为本实用新型的吸盘与万能固定座连接的结构示意图；
图8为本实用新型的固定块与万能固定座连接的结构示意图；
图中：1-末端执行器、2-大臂机构、3-小臂机构、4-第一连接座、5-第二连接座、6-万能固定杆、7-固定部、8-连接部、9-主连杆、10-副连杆、11-铰接孔、12-限位孔、13-条形槽、14-弧形部、15-固定螺孔、16-旋转底板、17-支撑架、18-第一电机、19-第二电机、20-第三电机、21-舵机、22-爪手、23-齿轮传动结构、24-吸头、25-弹簧、26-通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
如图1-8所示，一种多自由度的桌面型机器人系统，包括末端执行器1、用于定位末端执行器1的机械臂、用于固定机械臂的平台机构，所述的机械臂包括大臂机构2、小臂机构3、第一连接座4、第二连接座5，所述大臂机构2一端与第二连接座5连接，第二连接座5与第一连接座4连接，大臂机构2另一端与小臂机构3连接，小臂机构3另一端的连杆为L型万能固定杆6，所述的万能固定杆6包括固定部7与连接部8，所述连接部8用于连接末端执行器1；第一连接座4驱动第二连接座5旋转，第二连接座5驱动大臂机构2和小臂机构3转动。万能固定座的设计可以匹配的多种末端执行器1，对称结构有利于运动的稳定性，而且，万能固定座位于机械臂的中性面上，在机械臂运行过程中会减少扰动。
所述大臂机构2和小臂机构3都是由平行四边形连杆机构组成，简化了控制方案，而且也方便组装。
所述大臂机构2和小臂机构3外侧连杆由主连杆9与副连杆10构成，主连杆9与副连杆10平行设置，且通过若干螺杆连接，且主连杆9和副连杆10形成的内部空间能容纳其他的连杆，主连杆9的铰接孔11周围设置有限位孔12。本实施例中大臂机构2和小臂机构3的外侧连杆由主副连杆10结构，不仅能有效避免夹手及保护连杆机构，同时，框架式结构可以大大减少运行的振动和噪音。
所述万能固定杆6的连接部8中间设置有条形槽13，条形槽13的中部两侧为对称的弧形部14，条形槽13两端部附近设置有若干固定螺孔15，固定螺孔15配合使用可以满足不同末端执行器1的固定连接；连接部8平行于条形槽13设置有卡槽，卡槽可用于卡接末端执行器1。
第二连接座5包括旋转底板16、与大臂机构2连接的转动轴、固定转动轴的支撑架17，支撑架17上设置有第一电机18、第二电机19、第三电机20，所述第一电机18、第二电机19安装在支撑架17两侧，第一电机18驱动大臂机构2转动，第二电机19驱动小臂机构3转动；第三电机20的电机本体安装在支撑架17内部，第三电机20的电机轴一端固定在第一连接座4上，第一连接座4与第二连接座5之间还设置有固定在电机本体端部的轴承，轴承位于旋转底板16下方。本实施例采用集成设置的步进电机或伺服电机，可以减轻机械臂移动部分的重量，有效降噪，使机器人系统更加稳定。
所述的第一电机18、第二电机19、第三电机20为步进电机或伺服电机。
所述的平台机构通过第一连接座4来固定机械臂，所述的平台机构为平移部件、旋转部件、或者平台机构本身就是固定的安装基础。
所述的末端执行器1为双自由度夹爪，所述夹爪由固定在万能固定座上方的舵机21驱动爪手22沿轴旋转，夹爪侧面安装有舵机21，舵机21驱动齿轮传动结构23实现爪手22的抓放功能。
所述的末端执行器1为吸盘，所述吸盘通过固定在万能固定座上方的舵机21驱动吸头24沿轴旋转，与吸头24连接的气泵设置在第二连接座5上，吸头24一侧设置有压缩弹簧25。
所述末端执行器1为固定块，所述固定块中间设置有圆柱形通孔26，通孔26侧面设置有固定螺孔15，通过紧固螺钉与固定螺孔15的配合来夹住柱形物体。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (10)
1.一种多自由度的桌面型机器人系统，包括末端执行器、用于定位末端执行器的机械臂、用于固定机械臂的平台机构，其特征在于：所述的机械臂包括大臂机构、小臂机构、第一连接座、第二连接座，所述大臂机构一端与第二连接座连接，第二连接座与第一连接座连接，大臂机构另一端与小臂机构连接，小臂机构另一端的连杆为L型万能固定杆，所述的万能固定杆包括固定部与连接部，所述连接部用于连接末端执行器；第一连接座驱动第二连接座旋转，第二连接座驱动大臂机构和小臂机构转动。
2.根据权利要求1所述的多自由度的桌面型机器人系统，其特征在于：所述大臂机构和小臂机构都是由平行四边形连杆机构组成。
3.根据权利要求2所述的多自由度的桌面型机器人系统，其特征在于：所述大臂机构和小臂机构外侧连杆由主连杆与副连杆构成，主连杆与副连杆平行设置，且通过若干螺杆连接，且主连杆和副连杆形成的内部空间能容纳其他的连杆，主连杆的铰接孔周围设置有限位孔。
4.根据权利要求1所述的多自由度的桌面型机器人系统，其特征在于：所述万能固定杆的连接部中间设置有条形槽，条形槽的中部两侧为对称的弧形部，条形槽两端部附近设置有若干固定螺孔，固定螺孔配合使用可以满足不同末端执行器的固定连接；连接部平行于条形槽设置有卡槽，卡槽可用于卡接末端执行器。
5.根据权利要求1所述的多自由度的桌面型机器人系统，其特征在于：第二连接座包括旋转底板、与大臂机构连接的转动轴、固定转动轴的支撑架，支撑架上设置有第一电机、第二电机、第三电机，所述第一电机、第二电机安装在支撑架两侧，第一电机驱动大臂机构转动，第二电机驱动小臂机构转动；第三电机的电机本体安装在支撑架内部，第三电机的电机轴一端固定在第一连接座上，第一连接座与第二连接座之间还设置有固定在电机本体端部的轴承，轴承位于旋转底板下方。
6.根据权利要求5所述的多自由度的桌面型机器人系统，其特征在于：所述的第一电机、第二电机、第三电机为步进电机或伺服电机。
7.根据权利要求1所述的多自由度的桌面型机器人系统，其特征在于：所述的平台机构通过第一连接座来固定机械臂，所述的平台机构为平移部件、旋转部件、或者平台机构本身就是固定的安装基础。
8.根据权利要求1所述的多自由度的桌面型机器人系统，其特征在于：所述的末端执行器为双自由度夹爪，所述夹爪由固定在万能固定座上方的舵机驱动爪手沿轴旋转，夹爪侧面安装有舵机，舵机驱动齿轮传动结构实现爪手的抓放功能。
9.根据权利要求1所述的多自由度的桌面型机器人系统，其特征在于：所述的末端执行器为吸盘，所述吸盘通过固定在万能固定座上方的舵机驱动吸头沿轴旋转，与吸头连接的气泵设置在第二连接座上，吸头一侧设置有压缩弹簧。
10.根据权利要求1所述的多自由度的桌面型机器人系统，其特征在于：所述末端执行器为固定块，所述固定块中间设置有圆柱形通孔，通孔侧面设置有固定螺孔，通过紧固螺钉与固定螺孔的配合来夹住柱形物体。
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