專(zhuān)利名稱(chēng)：一種兼多自由度耦合與運(yùn)動(dòng)自鎖功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兼多自由度精確控制與運(yùn)動(dòng)自鎖功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自鎖機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)械裝備的日益增多，人們對(duì)機(jī)械裝備運(yùn)動(dòng)自由度和運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)度的要求也越來(lái)越高，以往的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)體積龐大，精確可控性差，無(wú)自鎖功能，難以應(yīng)用于小型棚室機(jī)器人肩部的運(yùn)動(dòng)上。本發(fā)明針對(duì)存在的問(wèn)題，研制了此種集成多自由度耦合與運(yùn)動(dòng)自鎖功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，可解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種具有多自由度精確控制與運(yùn)動(dòng)自鎖雙重功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是由旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，交叉式折疊推進(jìn)裝置，U型架，梯形絲杠，底部止推軸承，推進(jìn)舵機(jī)，提升渦輪，提升蝸桿，提升舵機(jī)，旋轉(zhuǎn)蝸桿，旋轉(zhuǎn)舵機(jī)，直齒輪，旋轉(zhuǎn)渦輪，頂部止推軸承，直齒輪組，T型傘齒輪組，螺母，機(jī)械手固定架，滑塊，滑道組成；在使用時(shí)，該機(jī)構(gòu)中的U型架，在提升舵機(jī)經(jīng)提升蝸輪和提升蝸桿驅(qū)動(dòng)后，可繞著提升蝸輪軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)任意角度后自鎖；旋轉(zhuǎn)平臺(tái)置于頂部止推軸承和底部止推軸承中間，在U型架頂部，旋轉(zhuǎn)舵機(jī)經(jīng)直齒輪、旋轉(zhuǎn)渦輪、旋轉(zhuǎn)蝸桿傳動(dòng)后，可使旋轉(zhuǎn)平臺(tái)繞著旋轉(zhuǎn)蝸輪軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)任意角度后自鎖；同時(shí)寄托在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上T型傘齒輪組，由推進(jìn)舵機(jī)經(jīng)直齒輪組增速后，帶動(dòng)固定在T型傘齒輪組兩端的兩個(gè)梯形絲杠等速反向旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)絲杠上的螺母沿絲杠來(lái)回移動(dòng)，移動(dòng)到任意位置后自鎖，鉸接于兩側(cè)螺母上的交叉式折疊推進(jìn)裝置的末端，在螺母的帶動(dòng)下沿滑道移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手固定架的移動(dòng)及自鎖。通過(guò)以上三種不同方向運(yùn)動(dòng)的空間疊力口，能使機(jī)械手固定架靈巧準(zhǔn)確地到達(dá)以該機(jī)構(gòu)為球心的球體內(nèi)的任意一點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)自鎖。本發(fā)明所述的一種兼多自由度精確控制與運(yùn)動(dòng)自鎖功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是由旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，交叉式折疊推進(jìn)裝置，U型架，梯形絲杠，底部止推軸承，推進(jìn)舵機(jī)，提升渦輪，提升蝸桿，提升舵機(jī)，旋轉(zhuǎn)蝸桿，旋轉(zhuǎn)舵機(jī)，直齒輪，旋轉(zhuǎn)渦輪，頂部止推軸承，直齒輪組，T型傘齒輪組，螺母，機(jī)械手固定架，滑塊，滑道組成；在U型架(3)的一側(cè)固定提升渦輪
(7)、提升蝸桿(8)、提升舵機(jī)(9)，在U型架(3)的頂部固定旋轉(zhuǎn)渦輪(13)、旋轉(zhuǎn)蝸桿(10)、旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(11)和直齒輪(12)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(I)置于U型架(3)腔內(nèi)底部止推軸承(5)和頂部止推軸承(14)之間，T型傘齒輪組(16 )固定在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(I)上，T型傘齒輪組(16 )的后部經(jīng)直齒輪組(15)與推進(jìn)舵機(jī)(6 )相連，T型傘齒輪組(16 )的兩側(cè)固定兩個(gè)梯形絲杠(4 )，在兩側(cè)的兩個(gè)梯形絲杠(4)上對(duì)稱(chēng)固定有兩個(gè)螺母(17)，交叉式折疊推進(jìn)裝置(2)的一端鉸接在螺母(17)上，一端鉸接在機(jī)械手安裝架(18)上，機(jī)械手安裝架(18)固定在兩個(gè)滑道
(20)上的兩個(gè)滑塊(19)上。


參見(jiàn)附圖 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖1中，1、固定在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；2、交叉式折疊推進(jìn)裝置；3、U型架；4、梯形絲杠；5、底部止推軸承；6、推進(jìn)舵機(jī)；7、提升渦輪；8、提升蝸桿；9、提升舵機(jī)；10、旋轉(zhuǎn)蝸桿；11、旋轉(zhuǎn)舵機(jī)；12、直齒輪；13、頂部固定旋轉(zhuǎn)渦輪；14、頂部止推軸承；15、直齒輪組；16、T型傘齒輪組；17、螺母；18、機(jī)械手安裝架；19、滑塊；20、滑道。
具體實(shí)施例方式 本發(fā)明所述的一種兼多自由度精確控制與運(yùn)動(dòng)自鎖功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是由旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，交叉式折疊推進(jìn)裝置，U型架，梯形絲杠，底部止推軸承，推進(jìn)舵機(jī)，提升渦輪，提升蝸桿，提升舵機(jī)，旋轉(zhuǎn)蝸桿，旋轉(zhuǎn)舵機(jī)，直齒輪，旋轉(zhuǎn)渦輪，頂部止推軸承，直齒輪組，T型傘齒輪組，螺母，機(jī)械手固定架，滑塊，滑道組成；在U型架(3)的一側(cè)固定提升渦輪
(7)、提升蝸桿(8)、提升舵機(jī)(9)，在U型架(3)的頂部固定旋轉(zhuǎn)渦輪(13)、旋轉(zhuǎn)蝸桿(10)、旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(11)和直齒輪(12)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(I)置于U型架(3)腔內(nèi)底部止推軸承(5)和頂部止推軸承(14)之間，T型傘齒輪組(16)固定在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(I)上，T型傘齒輪組(16)的后部經(jīng)直齒輪組(15)與推進(jìn)舵機(jī)(6 )相連，T型傘齒輪組(16 )的兩側(cè)固定兩個(gè)梯形絲杠(4 )，在兩側(cè)的兩個(gè)梯形絲杠(4)上對(duì)稱(chēng)固定有兩個(gè)螺母(17)，交叉式折疊推進(jìn)裝置(2)的一端鉸接在螺母(17)上，一端鉸接在機(jī)械手安裝架(18)上，機(jī)械手安裝架(18)固定在兩個(gè)滑道
(20)上的兩個(gè)滑塊(19)上。在使用時(shí)，該機(jī)構(gòu)中的U型架(3 )，在提升舵機(jī)(9 )經(jīng)提升蝸輪(7 )和提升蝸桿(8 )驅(qū)動(dòng)后，可繞著提升蝸輪(7)軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)任意角度后自鎖；旋轉(zhuǎn)平臺(tái)置于頂部止推軸承
(14)和底部止推軸承(5)中間，在U型架(3)頂部，旋轉(zhuǎn)舵機(jī)經(jīng)直齒輪(12)、旋轉(zhuǎn)渦輪(13)、旋轉(zhuǎn)蝸桿(10)傳動(dòng)后，可使旋轉(zhuǎn)平臺(tái)繞著旋轉(zhuǎn)蝸輪(13)軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)任意角度后自鎖；同時(shí)寄托在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上T型傘齒輪組(16)，由推進(jìn)舵機(jī)(6)經(jīng)直齒輪組(15)增速后，帶動(dòng)固定在T型傘齒輪組(16)兩端的兩個(gè)梯形絲杠(4)等速反向旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)絲杠上的螺母
(17)沿絲杠來(lái)回移動(dòng)，移動(dòng)到任意位置后自鎖，鉸接于兩側(cè)螺母(17)上的交叉式折疊推進(jìn)裝置(2)的末端，在螺母(17)的帶動(dòng)下滑塊(19)沿滑道(20)移動(dòng)，叢而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手固定架(18)的移動(dòng)及自鎖。通過(guò)以上三種不同方向運(yùn)動(dòng)的空間疊加，能使機(jī)械手固定架靈巧準(zhǔn)確地到達(dá)以該機(jī)構(gòu)為球心的球體內(nèi)的任意一點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)自鎖。
權(quán)利要求
1.多自由度精確控制與運(yùn)動(dòng)自鎖功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，其特征在于，該機(jī)構(gòu)是由旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，交叉式折疊推進(jìn)裝置，U型架，梯形絲杠，底部止推軸承，推進(jìn)舵機(jī)，提升渦輪，提升蝸桿，提升舵機(jī)，旋轉(zhuǎn)蝸桿，旋轉(zhuǎn)舵機(jī)，直齒輪，旋轉(zhuǎn)渦輪，頂部止推軸承，直齒輪組，T型傘齒輪組，螺母，機(jī)械手固定架，滑塊，滑道組成；在U型架(3)的一側(cè)固定提升渦輪(7)、提升蝸桿(8 )、提升舵機(jī)(9 )，在U型架(3 )的頂部固定旋轉(zhuǎn)渦輪(13 )、旋轉(zhuǎn)蝸桿(10 )、旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(11)和直齒輪(12)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(I)置于U型架(3)腔內(nèi)底部止推軸承(5)和頂部止推軸承(14)之間，T型傘齒輪組(16)固定在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(I)上，T型傘齒輪組(16)的后部經(jīng)直齒輪組(15 )與推進(jìn)舵機(jī)(6 )相連，T型傘齒輪組(16 )的兩側(cè)固定兩個(gè)梯形絲杠(4 )，在兩側(cè)的兩個(gè)梯形絲杠(4)上對(duì)稱(chēng)固定有兩個(gè)螺母(17)，交叉式折疊推進(jìn)裝置(2)的一端鉸接在螺母(17)上，一端鉸接在機(jī)械手安裝架(18)上，機(jī)械手安裝架(18)固定在兩個(gè)滑道(20)上的兩個(gè)滑塊(19)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的多自由度精確控制與運(yùn)動(dòng)自鎖功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，其特征在于提升舵機(jī)(9 )與提升蝸桿(8 )和提升渦輪(7 )連接，U型架(3 )與提升渦輪(7 )連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的多自由度精確控制與運(yùn)動(dòng)自鎖功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，其特征在于旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(11)經(jīng)直齒輪(12)與旋轉(zhuǎn)蝸桿(10)和旋轉(zhuǎn)渦輪(13)連接，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(I)與旋轉(zhuǎn)渦輪(13)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的多自由度精確控制與運(yùn)動(dòng)自鎖功能的機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，其特征在于T型傘齒輪組(16)固定在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(I)上，T型傘齒輪組(16)的后部經(jīng)直齒輪組(15)與推進(jìn)舵機(jī)(6)相連，T型傘齒輪組(16)的兩側(cè)固定兩個(gè)梯形絲杠(4)，在兩側(cè)的兩個(gè)梯形絲杠(4)上對(duì)稱(chēng)固定有兩個(gè)螺母(17)，交叉式折疊推進(jìn)裝置(2)的一端鉸接在螺母(17)上，一端鉸接在機(jī)械手安裝架(18)上，機(jī)械手安裝架(18)固定在兩個(gè)滑道(20)上的兩個(gè)滑塊(19)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有多自由度耦合與運(yùn)動(dòng)自鎖雙重功能的棚室機(jī)器人肩部機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)中的U型架在提升舵機(jī)經(jīng)提升蝸輪和提升蝸桿驅(qū)動(dòng)后，可繞著提升蝸輪軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)任意角度后自鎖；旋轉(zhuǎn)舵機(jī)經(jīng)直齒輪、旋轉(zhuǎn)渦輪、旋轉(zhuǎn)蝸桿傳動(dòng)后，可使旋轉(zhuǎn)平臺(tái)繞著旋轉(zhuǎn)蝸輪軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)任意角度后自鎖；同時(shí)推進(jìn)舵機(jī)經(jīng)通過(guò)對(duì)直齒輪組、T型傘齒輪組、梯形絲杠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)螺母沿絲杠往復(fù)移動(dòng)，并移動(dòng)到任意位置后自鎖；鉸接于兩側(cè)螺母上的交叉式折疊推進(jìn)裝置在螺母的帶動(dòng)下沿滑道移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手固定架的移動(dòng)及自鎖；通過(guò)以上三種不同方向運(yùn)動(dòng)的空間疊加，能使機(jī)械手固定架靈巧準(zhǔn)確地到達(dá)以該機(jī)構(gòu)為球心的球體內(nèi)的任意一點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)自鎖。
文檔編號(hào)B25J9/08GK103009386SQ201210546790
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者權(quán)龍哲, 查韶輝, 孟醒, 曹眾, 申靜朝 申請(qǐng)人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)