[发明专利]一种多自由度机器人末端执行器

说明书

本发明公开了一种多自由度机器人末端执行器。该末端执行器包括基板、第一翻转组件、联动组件和第二翻转组件。第一翻转组件安装在基板上。第一翻转组件与第二翻转组件通过联动组件，并形成对称运动结构。第一翻转组件包括回转环、安装环、第一驱动组件、第一定轴、第二定轴、第一端块、第一支臂、第二端块、安装轴、第三端块、第二支臂、第四端块和第二驱动组件。联动组件包括中心连接件和两个联动齿轮。第二翻转组件包括末端安装盘、第一动轴、第二动轴、第五端块、第三支臂、第六端块、第七端块、第四支臂和第八端块。本发明通过对称运动结构，能够如手腕一样可自由灵活转动，极大的简化了对内壁环境物体的加工工艺流程。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种具有多自由度机器人如手腕自由转动的末端执行器。

背景技术

电动执行器主要应用于工业自动化控制系统中，终端用户对执行器的智能化、耐受性、精确性、稳定性、可靠性等要求越来越高，越来越多的精细化工艺也应运而生。面对很多复杂的工业流程，如器皿内壁、工具内侧，他存在加工空间小，精细化程度要求高等问题，因此灵活的腕部关节机器人。腕部关节机器人的结构设计也在这种情况下诞生了。传统的机器人腕部机构是在串联型和并联型机构的基础上发展起来的。近年来，为了增加机器人操作的功能，许多传感器如力-力矩传感器或触觉传感器被嵌入到机器人的手或夹持器中。因此，许多电线应该穿过手腕。此外，肌腱驱动的手或夹持器系统需要一个通过手腕的导线通道。基于上述原因，并联机构型腕适合于机器人腕，它可以获得其中心的中空空间作为导线的通道。然而，通常并行类型机构比串行类型机构有更少的工作空间。针对以上问题，本发明提出了一种应用于工业上一种多自由度机器人刀具执行器，利用两个对称的空间支臂通过反向运动传输机构叠加运动而实现此刀具具有如手腕一样可自由灵活转动的特效。同时，其中空设计用于装置走线，也极大的节约了空间。

发明内容

本发明的目的是设计一种具体设计一种具有多自由度，可以如手腕一样自由转动的末端执行器。

本发明一种多自由度机器人末端执行器，包括基板、第一翻转组件、联动组件和第二翻转组件。第一翻转组件安装在基板上。第一翻转组件与第二翻转组件通过联动组件，并形成对称运动结构。

所述的第一翻转组件包括回转环、安装环、第一驱动组件、第一定轴、第二定轴、第一端块、第一支臂、第二端块、安装轴、第三端块、第二支臂、第四端块和第二驱动组件。安装环固定在基板上。回转环转动连接在安装环的外侧。第一支臂的两端分别设置有第一端块、第二端块。第二支臂的两端分别设置有第三端块、第四端块。第一定轴和第二定轴均固定在回转环上。第一端块与第一定轴转动连接。第三端块与第二定轴转动连接。回转环由第一驱动组件驱动旋转。第三端块由第二驱动组件驱动旋转。

所述的联动组件包括中心连接件和两个联动齿轮。第二端块、第四端块与中心连接件的两端分别转动连接。第一端块、第二端块、第三端块和第四端块的转动轴线交于同一点。

所述的第二翻转组件包括末端安装盘、第一动轴、第二动轴、第五端块、第三支臂、第六端块、第七端块、第四支臂和第八端块。第一动轴和第二动轴均固定在末端安装盘上，且轴线与第一定轴、第二定轴的轴线关于过联动组件的特征平面分别对称。第五端块与第一动轴转动连接。第七端块与第二动轴转动连接。第六端块、第八端块与中心连接件的两端分别转动连接。第六端块、第八端块的转动轴线与第三端块、第四端块的转动轴线关于特征平面分别对称。联动组件内的两个联动齿轮与第三端块、第六端块分别固定。两个联动齿轮啮合在一起。

作为优选，所述的第一驱动组件包括主动齿轮和第一电机。回转环呈齿圈状。主动齿轮转动连接在基板上，并与回转环外侧的轮齿啮合。第一电机固定在基板上，且输出轴与主动齿轮固定。

作为优选，所述的第二驱动组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第二电机和支撑架。支撑架固定在回转环的内侧。第一锥齿轮与第三端块固定；第二锥齿轮转动连接在支撑架上；第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。