[发明专利]机械臂及具有其的乒乓球机器人

说明书

本发明公开了一种机械臂及具有其的乒乓球机器人，涉及机器人技术领域，该机械臂所述机械臂包括第一驱动关节、第二驱动关节、第三驱动关节、联动结构、第四驱动关节以及末端执行器，第一驱动关节与第二驱动关节连接，联动结构与第一驱动关节和第二驱动关节连接，第三驱动关节与联动结构连接，第四驱动关节与第三驱动关节连接，末端执行器与第四驱动关节连接，第一驱动关节、第三驱动关节、第四驱动关节具有旋转自由度，第二驱动关节具有伸缩自由度，联动结构用于调节所述第三驱动关节的自由度，该乒乓球机器人包括上述机械臂和直线运动模组，该乒乓球机器人运动范围大，运动速度快、击球速度快。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种机械臂及具有其的乒乓球机器人。

背景技术

乒乓球机器人是一种能够和人类打兵乓球的机器人。

现有的乒乓球机器人主要有以下两种形式：1、将一个五自由度并联机械臂倒挂固定于乒乓球桌的上面，该并联机械臂的末端连接有乒乓球拍。2、乒乓球机器人包括一个五自由度的串联机械臂和与乒乓球桌宽度方向平行的直线滑台，机械臂可沿着乒乓球桌宽度方向进行直线运动。

一般来说，相同规格的情况下，并联机械臂的运动空间比串联机械臂的运动空间要小很多，所以上述第一种乒乓球机器人的运动范围非常有限，上述第二种机器人虽然在X方向的运动范围足够大，但是在Y方向上运动范围太小，(其中X、Y方向请参阅图8所示)只能击打靠近球桌边缘的乒乓球，而且该串联机器人点到点的运动速度慢，没法接到较高球速的乒乓球。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械臂及具有其的乒乓球机器人，以解决现有技术中的乒乓球机器人运动速度慢、击球速度慢的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一方面提供一种机械臂，所述机械臂包括第一驱动关节、第二驱动关节、第三驱动关节、联动结构、第四驱动关节以及末端执行器，所述第一驱动关节与所述第二驱动关节连接，所述联动结构与所述第一驱动关节和所述第二驱动关节连接，所述第三驱动关节与所述联动结构连接，所述第四驱动关节与所述第三驱动关节连接，所述末端执行器与所述第四驱动关节连接，所述第一驱动关节、第三驱动关节、第四驱动关节具有旋转自由度，所述第二驱动关节具有伸缩自由度，所述联动结构用于调节所述第三驱动关节的自由度。

如上所述机械臂，所述第一驱动关节的固定端安装在基座上；所述第二驱动关节包括第一安装板、同步驱动组件，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一安装板与所述第一驱动关节的输出端连接，所述第二驱动关节的固定端安装在所述第一安装板上，所述第一连杆和所述第三连杆铰接，所述第二连杆和所述第四连杆铰接，所述第三连杆和所述第四连杆铰接，所述同步驱动组件用于驱动所述第一连杆和第二连杆实现同步运动；

所述联动结构包括第一保持杆、第二保持杆、第三保持杆、第四保持杆、第五保持杆和第六保持杆，所述第一保持杆的第一端固定于所述基座上，所述第二保持杆的第一端铰接于所述第一连杆上，所述第一保持杆的第二端铰接于所述第二保持杆的第二端，所述第一保持杆的第一端、所述第二保持杆的第一端、所述第一保持杆和所述第二保持杆的铰接端、所述第一驱动关节的输出端构成平行四边形结构，所述第三保持杆的第一端铰接于所述第一保持杆和所述第二保持杆的铰接端，所述第四保持杆第一部分的第一端和第二端分别与所述第三保持杆的第二端和所述第一连杆的第二端铰接，所述第四保持杆第一部分与所述第二保持杆、第三保持杆和第一连杆构成平行四边形结构，所述第四保持杆第二部分的第一端和第二端分别铰接于所述第五保持杆的第一端和第三连杆的第一端，所述第六保持杆的第一端和第二端分别铰接于所述第五保持杆的第二端和第三连杆的第二端，所述第四保持杆第二部分与所述第五保持杆、第六保持杆和第三连杆构成平行四边形结构；

所述第三驱动关节的固定端安装在所述第六保持杆上，所述第三驱动关节的输出端与水平面垂直；