[发明专利]一种三自由度杆件搬运机械臂

说明书

本发明提供一种三自由度杆件搬运机械臂。一种三自由度杆件搬运机械臂，包括机架以及位于机架上的：夹持机构，用于夹持或者松开待搬运的杆件；平动机构，用于带动夹持机构沿水平方向移动；转动机构，用于同时带动平动机构和夹持机构绕竖直轴线转动；夹持机构安装在平动机构上，平动机构安装在转动机构上，转动机构通过设有的转动轴与机架转动连接。本发明中夹爪机构安装在平动机构上，平动机构安装在转动机构上，转动机构安装在机架上，各个机构根据相应功能进行层次布置，布局更加合理，占用空间更小，运动灵活性更高，适合装配在移动性和体积大小要求较高的设备上。

技术领域

本发明涉及机器人自动化领域，更具体地，涉及一种三自由度杆件搬运机械臂。

背景技术

随着自动化技术的发展，用于货物搬运的机械臂被广泛运用，使得工作效率是传统人工工作的数十倍，如物流仓库大型货架上货物的取放，其搬运过程仅需3个自由度动作就可以实现。由于其为串联机构，自由度少，运动形式简单并且容易制造与控制，小型的3自由度机械臂在工程上也得到较多的应用，但目前的小型3自由度串联机械臂使用较多的是丝杠导轨机构，或电机随机构一起运动带动机构实现平移伸缩，例如中国专利CN106743577B公开了一种三自由度机械臂装置及机械手平台系统，采用双丝杆机构，使得其运动部分占用较大的空间、重量大、运动灵活性较低；由于上述不足使得其难以运用到移动性和体积大小要求较高的设备上，如小型深管钻探设备中钻杆搬运系统、空间站货仓储系统等，因此，需要一个具有多自由度的钻杆搬运机构来实现钻杆的高效搬运。

发明内容

本发明为克服上述背景技术所述的目前的小型3自由度串联机械臂使用较多的是丝杠导轨机构，或电机随机构一起运动带动机构实现平移伸缩，使得其运动部分占用较大的空间、重量大、运动灵活性较低；由于上述不足使得其难以运用到移动性和体积大小要求较高的设备上的问题，提供一种三自由度杆件搬运机械臂。本发明占用空间更小，运动灵活性更高，适合装配在移动性和体积大小要求较高的设备上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种三自由度杆件搬运机械臂，包括机架以及位于所述机架上的：

夹持机构，用于夹持或者松开待搬运的杆件；

平动机构，用于带动所述夹持机构沿水平方向移动；

转动机构，用于同时带动所述平动机构和夹持机构绕竖直轴线转动；

所述夹持机构安装在所述平动机构上，所述平动机构安装在所述转动机构上，所述转动机构通过设有的转动轴与所述机架转动连接。

进一步的，所述转动机构包括转动架和转动电机，所述转动轴连接在转动架的两端，所述机架在于所述转动轴对应的位置分别设有与所述转动轴匹配的接触轴承，所述转动轴与对应一端的接触轴承转动连接，所述转动电机的机座安装在所述机架的底部或顶部，所述转动电机的输出轴与任意一根转动轴背对所述转动架的一端固定连接且与转动轴位于同一竖直轴线上。

进一步的，所述平动机构包括导轨座、导轨、平动电机和移动平台，所述导轨座安装在所述转动架的中部，所述导轨位于所述导轨座的一侧，所述移动平台滑动连接在所述导轨上，所述夹持机构安装在所述移动平台上，所述平动电机的机座安装在所述导轨座的另一侧，所述导轨座的两端均设有平动导向滑轮，所述平动电机的输出轴固定连接有平动集线轮，所述平动集线轮上绕设有平动绳索，所述平动绳索的两头分别从相反的方向跨过对应一端的平动导向滑轮后从相对的方向固定连接在所述移动平台上，所述导轨所在直线与所述转动轴所在直线和所述平动电机的输出轴所在直线均垂直。

进一步的，所述导轨为光轴导轨。