本發(fā)明涉及一種機械臂領(lǐng)域，具體是一種仿人機械臂。

背景技術(shù)：

機械臂通常作為移動執(zhí)行機構(gòu)的機械裝置，在現(xiàn)有的機械臂中，各個連接臂之間通過關(guān)節(jié)連接構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零件精度和加工要求較高，價格昂貴。而現(xiàn)有機械臂大多為工業(yè)使用，且單臂工作結(jié)構(gòu)較為普遍。例如，公開號為cn205394539u的中國專利申請?zhí)峁┝艘环N機械臂，該機械臂由8根連桿組成，采用簡單的鉸接機構(gòu)實現(xiàn)機械臂的組裝，結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，該方案利用了平行四邊形和杠桿原理，運行穩(wěn)定、可靠，然而，該機械臂存在結(jié)構(gòu)累贅且連桿動作復(fù)雜的問題，8根連桿相互作用無法獨立控制其最末端連接座進行動作。

因此，具有雙臂型協(xié)同作業(yè)能力的雙臂仿人機械臂，該機械臂可作為一種方便、服務(wù)能力強的桌面級機械臂的解決方案，將成熟的工業(yè)機器人技術(shù)向服務(wù)機器人領(lǐng)域改進，從而提升了服務(wù)機器人的實用化，拓展了服務(wù)機器人的應(yīng)用前景，合理優(yōu)化服務(wù)型機械手臂結(jié)構(gòu)，最終滿足家用、辦公及服務(wù)業(yè)對機器人的個性化需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種具有雙臂型協(xié)同作業(yè)能力的雙臂仿人機械臂，從而提升了服務(wù)機器人的實用化，拓展了服務(wù)機器人的應(yīng)用前景，合理優(yōu)化服務(wù)型機械手臂結(jié)構(gòu)，最終滿足家用、辦公及服務(wù)業(yè)對機器人的個性化需求。

本發(fā)明的仿人機械臂，包括底座、繞豎直方向可轉(zhuǎn)動連接于所述底座的腰座、設(shè)置于所述腰座的臂體以及設(shè)置于所述臂體的機械爪；所述臂體具有一個或多個四邊形連桿機構(gòu)，所述腰座上設(shè)有用于驅(qū)動所述四邊形連桿機構(gòu)動作的驅(qū)動裝置i；

進一步，所述臂體至少包括大臂、小臂和三角形構(gòu)件；所述大臂包括平行設(shè)置且長度相等的大臂桿i和大臂桿ii；所述小臂包括平行設(shè)置且長度相等的小臂桿i和小臂桿ii；所述肩座、大臂桿i、大臂桿ii和三角形構(gòu)件的一個邊共同形成平行四邊形連桿機構(gòu)；所述機械爪的連接架、小臂桿i、小臂桿ii和三角形構(gòu)件的另一個邊共同形成另一平行四邊形連桿機構(gòu)。

進一步，所述大臂還包括鉸接于所述肩座的大臂桿iii、平行設(shè)置且長度相等的大臂桿iv和大臂桿v；所述小臂還包括鉸接于所述機械爪的連接架的小臂桿iii；所述大臂桿iii、大臂桿iv、大臂桿v和小臂桿iii形成與所述平行四邊形連桿機構(gòu)i相互平行的平行四邊形連桿機構(gòu)iii；

進一步，所述機械爪包括手指座、轉(zhuǎn)動連接于所述手指座的至少兩個機械手指、用于驅(qū)動所述手指座相對于連接架轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置ii以及用于驅(qū)動所述機械手指夾緊的驅(qū)動裝置iii；

進一步，所述機械手指為兩個，兩機械手指均設(shè)有相互嚙合的扇形齒，所述驅(qū)動裝置iii的轉(zhuǎn)軸傳動連接于其中一個機械手指用于驅(qū)動該機械手指轉(zhuǎn)動；

本發(fā)明的仿人機械臂還包括用于驅(qū)動所述腰座相對于底座轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置iv,所述驅(qū)動裝置iv的機體固定于所述腰座內(nèi)，驅(qū)動裝置iv的轉(zhuǎn)軸固定連接于所述底座；

進一步，所述腰座通過推力軸承可轉(zhuǎn)動支承與所述底座；

進一步，所述臂體和機械爪均為兩個且對稱設(shè)置于所述腰座的兩側(cè)。

本發(fā)明的有益效果是：1.本發(fā)明的雙手臂機械臂具有的自由度較多，驅(qū)動臂體動作的驅(qū)動裝置i設(shè)置在肩座上，減輕了機械臂末端的重量，使得機械臂的機械結(jié)構(gòu)精巧，對傳動機構(gòu)的構(gòu)型與精度都要求較低。2.本機械臂具有兩個臂體以及分別由兩個臂體帶動的兩個機械爪，雙機械臂本身可以協(xié)同工作，能實現(xiàn)更多的環(huán)境和工作需求，整個機械臂具有仿人性，有利于服務(wù)領(lǐng)域的普遍應(yīng)用與接收。3.本申請的機械臂能夠滿足家用、辦公及服務(wù)業(yè)對機器人的個性化需求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的臂體的結(jié)構(gòu)；

圖3為本發(fā)明的平行四邊形連桿機構(gòu)i和平行四邊形連桿機構(gòu)ii的示意圖；

圖4為本發(fā)明的平行四邊形連桿機構(gòu)iii的示意圖；

具體實施方式

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實施例中的仿人機械臂，包括底座1、繞豎直方向可轉(zhuǎn)動連接于所述底座1的腰座2、設(shè)置于所述腰座2的臂體以及設(shè)置于所述臂體的機械爪；所述臂體具有一個或多個四邊形連桿機構(gòu)，所述腰座2上設(shè)有用于驅(qū)動所述四邊形連桿機構(gòu)動作的驅(qū)動裝置i；本實施例中，底座1可固定于桌面等平臺上，腰座2可相對于底座1繞豎直方向轉(zhuǎn)動，肩座3相對于腰座2可繞水平方向轉(zhuǎn)動，臂體設(shè)置于肩座3上并帶動機械爪在空間內(nèi)移動，以抓取物體，因此，本機械臂具有自由度較多的特點，另外用于驅(qū)動臂體動作的驅(qū)動裝置i(輸出轉(zhuǎn)動動力的裝置，通常為伺服電機)設(shè)置在肩座3上，減輕了機械臂末端的重量，使得機械臂的機械結(jié)構(gòu)精巧，對傳動機構(gòu)的構(gòu)型與精度都要求較低。

本實施例中，所述臂體至少包括大臂4、小臂6和三角形構(gòu)件5；如圖2所示，所述大臂4包括平行設(shè)置且長度相等的大臂桿i11和大臂桿ii12；所述小臂6包括平行設(shè)置且長度相等的小臂桿i15和小臂桿ii14，所述肩座3包括圓盤狀的座體、固定于座體上的支撐架10以及固定于座體上用于安裝電機的安裝板，所述肩座3的支撐架10、大臂桿i11、大臂桿ii12和三角形構(gòu)件5的一個邊共同形成平行四邊形連桿機構(gòu)，安裝板上的電機用于驅(qū)動大臂桿ii12相對于肩座3擺動；所述機械爪的連接架7、小臂桿i15、小臂桿ii14和三角形構(gòu)件5的另一個邊共同形成另一平行四邊形連桿機構(gòu)，故在大臂桿i11轉(zhuǎn)動的過程中，機械爪的連接架7相對地面的角度始終保持不變。這種末端保持結(jié)構(gòu)相較于普通六軸機械臂的優(yōu)點在于，大臂4小臂6之間的運動更加獨立，簡化了運動控制過程。

本實施例中，所述大臂4還包括鉸接于所述肩座3的大臂桿iii22、平行設(shè)置且長度相等的大臂桿iv23和大臂桿v17；所述小臂6還包括鉸接于所述機械爪的連接架7的小臂桿iii18；如圖3所示，所述大臂桿iii22、大臂桿iv23、大臂桿v17和小臂桿iii18形成與所述平行四邊形連桿機構(gòu)i相互平行的平行四邊形連桿機構(gòu)iii，需要說明的是，小臂桿iii18長于大臂桿iii22，因此，大臂桿iv23外端鉸接于小臂桿iii18的內(nèi)端，大臂桿v17外端鉸接于小臂桿iii18的中部，小臂桿iii18的外端鉸接于機械爪連接架7；本實施例中，肩座3的電機安裝板平行設(shè)置兩個，其中一個電機安裝板上的電機用于驅(qū)動大臂桿ii12相對于肩座3擺動，另一個電機安裝板上的電機用于驅(qū)動大臂桿iii22相對于肩座3擺動，由于該機械臂控制大臂4小臂6轉(zhuǎn)動的電機位于肩座3而非機械臂關(guān)節(jié)上，這有利于減輕電機負擔，相較于普通六軸機械臂，在同等額定轉(zhuǎn)矩的電機下，該機械臂能抓取更大質(zhì)量物體。

本實施例中，所述機械爪包括手指座8、轉(zhuǎn)動連接于所述手指座8的至少兩個機械手指9、用于驅(qū)動所述手指座8相對于連接架7轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置ii19以及用于驅(qū)動所述機械手指9夾緊的驅(qū)動裝置iii，驅(qū)動裝置ii19和驅(qū)動裝置iii均為能夠輸出轉(zhuǎn)動動力的裝置，整個機械爪通過臂體帶動在空間內(nèi)移動，機械爪的手指座8通過驅(qū)動裝置ii19驅(qū)動能夠繞機械爪連接架7(即臂體的末端結(jié)構(gòu))轉(zhuǎn)動，進一步增加整個機械臂的自由度。

本實施例中，所述機械手指9為兩個，兩機械手指9均設(shè)有相互嚙合的扇形齒，所述驅(qū)動裝置iii的轉(zhuǎn)軸傳動連接于其中一個機械手指9用于驅(qū)動該機械手指9轉(zhuǎn)動，其中一個機械手指9通過驅(qū)動裝置iii驅(qū)動轉(zhuǎn)動時，與其嚙合的另一個機械手指9也能夠與其聯(lián)動，實現(xiàn)機械手指9的夾緊或松開。

本發(fā)明的仿人機械臂還包括用于驅(qū)動所述腰座2相對于底座1轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置iv,所述驅(qū)動裝置iv的機體固定于所述腰座2內(nèi)，驅(qū)動裝置iv的轉(zhuǎn)軸固定連接于所述底座1，如圖4所示，所述腰座2與底座1之間設(shè)有推力軸承20，腰座2通過推力軸承20可轉(zhuǎn)動支承與底座1，當驅(qū)動裝置iv輸出轉(zhuǎn)動動力時，轉(zhuǎn)軸與底座1相互固定，驅(qū)動裝置iv的機體將帶動整個腰座2相對于底座1旋轉(zhuǎn)，本實施例的腰座2包括腰座2底板和固定于腰座2底板上的兩個側(cè)板，驅(qū)動裝置iv16的機體位于兩側(cè)板之間，兩側(cè)板上分別通過多個連接桿連接有與肩座3的座體轉(zhuǎn)動配合的圓盤，圓盤與座體設(shè)有用于驅(qū)動座體相對于圓盤繞水平方向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置v21。

本實施例中，所述臂體和機械爪均為兩個且對稱設(shè)置于所述腰座2的兩側(cè)，兩個臂體可以協(xié)同工作，能實現(xiàn)更多的環(huán)境和工作需求，整個機械臂具有仿人性，有利于服務(wù)領(lǐng)域的普遍應(yīng)用與接收。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。