[实用新型]动平衡机械手臂

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种机器人技术领域的机构，具体地说，是一种动平衡机械手臂。

背景技术：

随着科技的进步，机器人的研究及应用正在不断扩大，其中仿人机器人的研究及应用尤为受到社会各界的关注，并且这个课题成为了机器人领域中最为活跃的研究热点之一。机器人是否具有运动的多样性、通用性和精准性是判断其是否成功的标准之一，进而，针对机器人中的其中任意一个机构，也应严格按照此标准生产加工，比如机械手臂，现有技术中的机械手臂，它包括肩部关节结构、大臂结构、肘部关节结构、小臂结构和腕部关节结构，所述大臂结构连接肩部关节结构和肘部关节结构，所述小臂结构连接肘部关节结构和腕部关节结构，所述夹持手结构安装于腕部关节结构，所述肩部关节结构、肘部关节结构和腕部关节结构分别由伺服电机驱动，所述伺服电机安装于大臂结构或小臂结构内，采用以上结构的机械手臂具有以下缺点：

一方面，由于伺服电机全都安装于大臂结构或小臂结构内，使得大臂结构或小臂结构体积都偏大，重量偏重，动作不灵活且精度较低，即使得整个机械手臂系统无法达到动态平衡，进而使其活动范围变小，大大地限制了其使用场所的拓展，同时，当机械手臂在进行速度较快的作业时，由于动作不灵活且精度较低等因素非常容易造成系统震动，降低了设备的使用寿命。

另一方面，采用以上结构的机械手臂，由于精度较低或结构设计等因素，非常容易遇到各个结构之间的耦合效应，所述耦合效应是指机械手臂前面结构的运动使后面的结构发生了不必要的连带的运动，使得机械手臂系统需要补偿一定的额外运动来消除耦合效应的影响，给系统增加了不必要的负担。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种能使整个机械手臂系统动达到动态平衡，能有效地提高机械手臂的运动精度，并在结构上避免耦合效应的动平衡机械手臂。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种动平衡机械手臂：它包括肩部关节结构、大臂结构、肘部关节结构、小臂结构、腕部关节结构和夹持手结构，所述大臂结构连接肩部关节结构和肘部关节结构，所述小臂结构连接肘部关节结构和腕部关节结构，所述夹持手结构安装于腕部关节结构，它还包括安装于肩部关节结构的底座结构，所述底座结构包括底座本体和安装于底座本体内部的第一转动机构，所述第一转动机构与底座本体固定连接，且与肩部关节结构传动连接；所述肩部关节结构包括肩部关节本体和安装在肩部关节本体上的第一摆动机构，所述第一摆动机构与大臂结构传动连接；所述大臂结构包括大臂本体和安装在大臂本体内的第二摆动机构，所述第二摆动机构与大臂本体固定连接，且与小臂结构传动连接；所述肘部关节结构包括肘部关节本体、安装于肘部关节本体的第二转动机构和安装于肘部关节本体的第三摆动机构，所述第二转动机构和第三摆动机构皆与腕部关节结构传动连接；所述腕部关节结构包括腕部关节本体和安装于腕部关节本体的第三转动机构，所述第三转动机构与夹持手结构传动连接。

所述底座本体包括轴承座、基座板，所述第一转动结构包括第一伺服系统、第一减速器、第一曲线齿伞齿轮副、垂直转动轴和第一推力轴承；所述第一减速器的输入端与第一伺服系统的输出端连接，输出端与垂直转动轴连接；所述第一伺服系统和第一减速器安装于基座板上，所述垂直传动轴和推力轴承安装于轴承座上；

所述肩部关节本体包括安装于底座结构垂直转动轴上的旋转圆盘、蜗杆、蜗轮以及安装于旋转圆盘的电机安装架和大臂关节支承，所述第一摆动机构包括第二伺服系统和大臂传动轴；所述第二伺服系统的输出端与蜗杆相连，所述蜗轮与大臂传动轴一端相连，所述大臂传动轴另一端与大臂结构连接，所述蜗轮与蜗杆啮合；所述第二伺服系统安装于电机安装架；

所述第二摆动机构包括小臂传动轴、第三伺服系统、第二减速器、第二曲线齿伞齿轮副和轴承副；所述第二减速器的输入端与第三伺服系统的输出端连接，输出端与小臂传动轴连接；