[发明专利]一种六自由度机械臂

说明书

本发明提供一种六自由度机械臂，包括底座机构，关节机构，臂体机构和末端连接机构，所述关节机构包括第一关节、第二关节和第三关节；所述臂体机构包括第一臂和第二臂；还包括第一双出轴驱动器和第二双出轴驱动器，所述第一双出轴驱动器设置在所述第二关节与所述第一臂铰接处，所述第一双出轴驱动器通过第一齿轮传动组件致动所述第一臂相对于第一关节转动；所述第二双出轴驱动器设置在所述第一关节与所述第一臂铰接处，所述第二双出轴驱动器通过第二齿轮传动组件致动所述第二关节相对于第一臂转动。本发明提供的六自由度机械臂结构紧凑、成本低；通过齿轮组件的精巧布置，实现大传动比；通过小型电机即可输出较大驱动力，缩小了机械臂体积；易于拆装、移动和操作；可充分满足教学实训模拟研究需要，又具有一定的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种六自由度机械臂。

背景技术

随着现代科技的迅速发展，机械臂行业发展越来越迅速，在工厂自动化生产中应用越来越多。目前各大高校开设相应的关于机械臂方面的教学研究课程，相关的教育器材以及物理模型的需求量也越来越大。工业机械臂技术日渐成熟，但由于工业机械臂体积庞大、操作危险，不适用于学校、家庭使用。

目前，现有技术中有一些供教学研究用的机械臂，通常只具有两到三个自由度，机械臂灵活性低，抓取空间范围十分有限，运动模拟研究没有多大意义，不能满足教学研究中对机械臂运动编程等的教学要求，而现有少部分多自由度机械臂虽然可以实现大范围内物体抓取，但是其机械臂的结构十分复杂而笨重，重量与成本也随之增加，且上述多自由度机械臂通常具有多个转动的关节，每个关节的转动均是通过步进电机或伺服电机实现，由于需要的驱动力矩大，步进电机或伺服电机的体积通常较大，且通常还需要在电机轴端安装具有一定体积的行星减速器或谐波减速器等，这就需要机械臂每个关节部分具有较大的体积，以便于安装。然而，在教学过程中，要求设备具有较小的体积以及轻便性，因此，现有多自由度机械臂的结构因具有较大的体积，不能够适应教学演示的要求，学生只能通过文章视频等途径学习机械臂知识，且不能实际操作；这对于一般轻型货物的抓取尤其是教学研究使用既不经济也不适用。

为了进一步研究机械臂的空间运动，使学生更加深入地了解机械臂的设计安装以及编程控制使用，同时也便于日常工业生产应用，亟需设计一种小型的、结构简单、自由度更高，可充分满足教学实训模拟研究需要，又具有一定的工业应用价值的机械臂来解决如上技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于针对上述背景技术中的缺陷和不足，提供一种小型的、结构简单、自由度高，适于教学实训模拟研究，又具有一定工业应用价值的六自由度机械臂。同时该六自由度机械臂制造简单、成本较低、便于大规模生产应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：本发明提供一种六自由度机械臂，包括底座机构，关节机构，臂体机构和末端连接机构，所述关节机构包括第一关节、第二关节和第三关节；所述臂体机构包括第一臂和第二臂；所述第一关节连接所述底座机构和第一臂，所述第二关节连接所述第一臂和第二臂，所述第三关节连接所述第二臂和末端连接机构；还包括第一双出轴驱动器和第二双出轴驱动器，所述第一双出轴驱动器设置在所述第二关节与所述第一臂铰接处，所述第一双出轴驱动器通过第一齿轮传动组件致动所述第一臂相对于第一关节转动；所述第二双出轴驱动器设置在所述第一关节与所述第一臂铰接处，所述第二双出轴驱动器通过第二齿轮传动组件致动所述第二关节相对于第一臂转动。

进一步地，所述第一双出轴驱动器固连在所述第一臂上，通过所述第一齿轮传动组件中的第一驱动齿轮、第一中间齿轮组、第一末端齿轮和驱动帽致动所述第一臂相对于第一关节转动；所述第一齿轮传动组件中的第一驱动齿轮设置在所述第一双出轴驱动器一侧的输出轴上，所述第一齿轮传动组件中的驱动帽设置在所述第一末端齿轮上；所述第一关节设置有第一安装槽，所述第一安装槽与所述第一齿轮传动组件中的驱动帽配合安装。