[实用新型]一种机械臂重力补偿装置

说明书

本实用新型公开了一种机械臂重力补偿装置，涉及机械臂重力补偿装置领域。本实用新型包括机械下臂以及机械上臂，机械下臂的外背面设置有截面为L形的防护罩板，防护罩板的外背面竖直开设有滑槽，滑槽上滑动配合有配重块；机械下臂的顶部对称设置有两连接座，空腔内侧壁安装有一定滑轮；盘形凸轮上盘绕有第一钢丝绳且一端经定滑轮压紧后与第一拉簧端部张紧相连；第二拉簧的顶部与第一连接扣之间通过第三钢丝绳张紧相连。本实用新型解决了现有的机械臂由于自身重量和结构特点造成的重力补偿能力不够，配重补偿结构和方式单一，不能够进行补偿的效果和角度直观显示的问题。

技术领域

本实用新型属于机械臂重力补偿装置领域，特别是涉及一种机械臂重力补偿装置。

背景技术

双臂以上的机械臂在工作过程中，由于机械臂本身重力的作用，关节会产生额外的扭矩，降低机械臂的动态特性。在静止状态下，一旦制动器失效，手臂会因自重而下落，因此现有的大多数机械臂都需要设计重力补偿装置，现有的机械臂重力补偿的方法有两种，包括利用附加的平衡块或弹簧装置来实现机构的重力平衡，另一种是通过控制驱动电机的输出力矩进行补偿。第一种称为被动式补偿，第二种为主动式，相对于主动式的补偿，需要消耗多余的能量且结构相对复杂，需要借助编制复杂的控制程序进行实现。被动式重力补偿的方式包括结构式补偿、配重补偿和弹簧设计补偿。如申请号为201711049846.4，专利名称为一种机械臂重力补偿的凸轮拉簧机构的中国发明专利，其借助于凸轮与张紧钢丝绳以及拉簧相配合输出与重力相反的扭矩，达到重力补偿的效果，但是针对机械臂自身重量较大，借助单一弹簧和张紧钢丝绳无法控制和调节的机械臂结构，无法进行机械臂重力补偿，且机械臂重力补偿的效果和角度无法直观的显示，因此针对以上问题提供一种机械臂重力补偿装置具有重要现实意义。

实用新型内容

本实用新型的一种机械臂重力补偿装置，利用两级拉簧和张紧钢丝分别与盘形凸轮和机械上臂尾端的第一连接扣相相连配合输出与重力相反的扭矩，且在机械上臂尾端由带有第二连接扣的连接臂与滑动配合于机械下臂外侧壁的配重块相连，并由安装于转轴上的角度盘进行偏转角度显示，解决了现有的机械臂由于自身重量和结构特点造成的重力补偿能力不够，配重补偿结构和方式单一，不能够进行补偿的效果和角度直观显示的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的一种机械臂重力补偿装置，包括机械下臂以及通过转轴转动安装于机械下臂顶端的机械上臂，所述机械上臂与转轴连接的位置安装有一盘形凸轮，所述机械下臂的外背面设置有截面为L形的防护罩板，所述防护罩板的底部与机械下臂的外背面之间固定连接有一连接块，所述防护罩板的外背面竖直开设有滑槽，所述滑槽上滑动配合有配重块；

所述机械下臂的顶部对称设置有两连接座，所述转轴、机械上臂、盘形凸轮安装于两连接座之间，所述机械下臂内开设有空腔，所述空腔内侧壁安装有一定滑轮；所述空腔的内背壁固定连接有与连接块固定相连的第一拉簧，所述盘形凸轮上盘绕有第一钢丝绳且一端经定滑轮压紧后与第一拉簧端部张紧相连；

所述机械上臂的一端横向设置有连接臂和第一连接扣，所述连接臂的端部设置有第二连接扣，所述第二连接扣与配重块顶部之间通过第二钢丝绳张紧相连；

所述连接块的顶端通过铰接座连接有第三连接扣，所述第三连接扣上安装有第二拉簧，所述第二拉簧的顶部与第一连接扣之间通过第三钢丝绳张紧相连。

进一步地，所述机械上臂与转轴连接的位置还安装有角度盘。

进一步地，所述滑槽为燕尾型滑槽。

进一步地，所述配重块的侧部竖直设置有与滑槽相配合的燕尾型凸条。

进一步地，以定滑轮为拐点，所述第一拉簧与第一钢丝绳之间形成的角度范围为60-80°。

进一步地，所述机械上臂上安装有第一连接扣的端部为圆弧形且第一连接扣正对于连接块。