[发明专利]一种桌面级示教式机械臂

说明书

本发明涉及一种桌面级示教式机械臂，属于示教式机械臂设计技术领域，实现了示教式机械臂在桌面办公协作领域的拓展和应用。桌面级示教式机械臂包括底座、云台电机外壳、小臂电机、云台电机、机械臂大臂、机械臂小臂连杆、大臂电机、机械臂小臂和可更换末端执行器。本发明通过设置机械臂内主动杆和从动杆杆长相等、连杆和机架杆长相等，构成平行四边形机构，保证机械臂运动过程中末端执行器的底面与地面保持平行，能够准确完成分拣、签字和盖章等桌面办公作业。

技术领域

本发明涉及示教式机械臂设计技术领域，尤其涉及一种桌面级示教式机械臂。

背景技术

机械臂能够协助或者替代人完成高风险的任务，示教式机械臂，即机械臂可以根据操纵人员的输入完成对运动轨迹的复现，示教式机械臂技术已经在自动化装配、流水线等工业场合有着较为广泛的应用。但是，面向个人的、应用于桌面办公的桌面型示教式机械臂产品较为稀少。由于机械臂的功能性与机械臂自身自由度有着直接关系，机械臂自由度越高，功能越强大，但相应的制造和使用成本也越高，要将示教式机械臂应用于日常办公首先要考虑成本，如何在满足桌面办公功能的前提下降低成本，也成为了桌面示教式机械臂能否推广的关键因素。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种桌面级示教式机械臂，用来填补示教式机械臂在桌面办公协作领域应用的空缺，提高桌面办公的办公效率。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种桌面级示教式机械臂，包括底座、云台电机外壳、小臂电机、云台电机、机械臂大臂、机械臂小臂连杆、大臂电机、机械臂小臂和可更换末端执行器；云台电机控制机械臂绕竖直方向转动；小臂电机控制机械臂小臂的转动；大臂电机控制机械臂大臂的转动；桌面级示教式机械臂，操纵人员直接手操纵末端执行器能够进行示教。

进一步地，械臂大臂包括等边三角形过渡杆、大臂从动杆和大臂从动杆支座。

进一步地，机械臂大臂通过第一活动铰链与等边三角形过渡杆连接，等边三角形过渡杆通过第二活动铰链与大臂从动杆连接，大臂从动杆通过第三活动铰链与大臂从动杆支座连接，大臂从动杆支座与底座固定连接。

进一步地，机械臂大臂的杆长等于大臂从动杆的长度。

进一步地，机械臂小臂包括曲柄、机械臂小臂连杆和小臂从动杆。

进一步地，小臂电机带动曲柄转动，曲柄通过第四活动铰链与机械臂小臂连杆连接，机械臂小臂连杆通过第五活动铰链与机械臂小臂连接，机械臂小臂通过第六活动铰链与机械臂大臂连接。

进一步地，机械臂小臂连杆的杆长等于机械臂大臂的杆长；所述曲柄的杆长等于机械臂小臂和机械臂大臂的连接铰链到机械臂小臂和机械臂小臂连杆的连接铰链之间的距离。

进一步地，机械臂小臂通过第六活动铰链与机械臂大臂连接，可更换末端执行器通过第七活动铰链与机械臂小臂连接，小臂从动杆通过第八活动铰链与可跟换末端执行器连接。

进一步地，机械臂小臂的杆长等于小臂从动杆的长度；第七活动铰链和第八活动铰链的间距等于等边三角形过渡杆的边长。

进一步地，可更换末端执行器可为舵机夹爪、签字笔和印章的任意一种。

本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：

1、本发明机械臂设计小型化，符合桌面型机械臂的设计要求，占地面积小，能够布置在桌面上，并且成本低。

2、本发明的桌面级示教式机械臂为具有三个转动自由度的示教式机械臂，示教方式为操纵人员直接手操纵末端执行器进行示教，相较于传统的示教盒进行示教的方式，降低了使用人员的学习门槛，具有更加简单直观的效果。