一种通用型机械臂单元

技术领域

本发明涉及工业机械臂技术领域，尤其涉及到一种通用型机械臂单元。

背景技术

机械臂是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用于抓取、搬运物件或操作工作的自动操作装置。随着工业机器人的发展，仿生机械臂被越来越多的运用到人们的生产生活中。

现有的模块化机械臂的加工成本高，关节结构复杂，安装困难，往往单个模块的损坏就会影响到整个机械臂的使用，零件的通用性差，不能满足使用需求，因此，为了克服上述缺陷，本发明提供了一种通用型机械臂单元。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种通用型机械臂单元，以解决现有技术中存在的问题。

本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：

一种通用型机械臂单元，所述机械臂单元包括摆动关节和转动关节，所述摆动关节设置在转动关节上，摆动关节包括摆动关节输出板，所述摆动关节输出板的两侧分别安装有摆动关节输入板和安装侧板，所述摆动关节输入板和安装侧板通过关节固定板连接，摆动关节输出板的中心设置有通孔，所述摆动关节输出板的内部从下到上依次设置有摆动电机、第一垫圈、减速机法兰和第一减速机，所述摆动电机设置在第一垫圈上，所述第一减速机设置在减速机法兰上，摆动电机的输出轴与第一减速机的输入端连接，所述第一垫圈的一侧通过螺栓与减速机法兰固定连接，所述减速机法兰的另一端通过螺栓固定在摆动关节输出板的下表面上。

本发明的进一步设置为：所述转动关节包括依次设置的安装环、转动关节输入板、转动电机、电机法兰、第二减速机、第二垫圈和转动关节输出板，所述转动关节输入板上设置有转动电机，所述转动电机的一端通过安装环固定安装在转动关节输入板上，转动电机的另一端上设置有电机法兰，所述电机法兰的一端固定在转动电机上，电机法兰的另一端与第二减速机固定连接，转动电机的输出轴与第二减速机的输入端连接，所述第二减速机的另一端上设置有第二垫圈，第二减速机通过第二垫圈与转动关节输出板连接，所述转动关节输入板和转动关节输出板的两侧通过侧板连接，转动关节输入板和转动关节输出板的底部通过底板连接。

本发明的进一步设置为：所述安装侧板上开有用于容纳转动电机端部的通孔，所述通孔的外侧安装有与安装环相配合轴承。

本发明的进一步设置为：所述摆动关节输入板的一端上设置有多个第一安装孔。

本发明的进一步设置为：所述摆动关节输出板上开有用于容纳第一减速机输出端的通孔，摆动关节输出板的四周设置有多个螺丝孔。

本发明的进一步设置为：所述转动关节输出板开有用于容纳第二减速机输出端的通孔，摆动关节输出板的四周设置有多个与第一安装孔相配合的第二安装孔。

本发明的进一步设置为：所述转动关节输入板上设置有用于容纳第二减速机端部的凹槽。

一种通用型机械臂单元方法，包括以下步骤，

1)安装摆动关节先将摆动电机设置在第一垫圈上，用螺栓通过将摆动电机固定在第一垫圈上，再将第一减速机用螺栓固定在减速机法兰上，将第一垫圈通过螺栓与减速机法兰的一侧连接，接着将摆动关节输出板设置在减速机法兰的另一侧，螺栓穿过摆动关节输出板上的通孔延伸至减速机法兰的螺丝孔内，将摆动关节输出板固定在减速机法兰上，实现对第一减速机的轴向与周向定位，第一减速机的输出端面贯穿摆动关节输出板延伸至外部，再将摆动关节输入板和安装侧板分别安装到摆动关节输出板的两侧，接着在摆动关节输入板和安装侧板之间安装关节固定板。

2)安装转动关节先将转动电机的一端设置在转动关节输入板的凹槽内，接着将安装环套设转动电机上，再通过螺栓将安装环固定在转动关节输入板上，将电机法兰设置在转动电机的另一端上，通过螺栓将电机法兰与转动电机固定，将第二减速机与第二垫圈通过螺栓从第二减速机至第二垫圈方向连接，再将第二减速机与电机法兰通过螺栓连接，第二减速机与转动电机的周向定位，第二减速机的输入端与转动电机的输出轴连接，接着将转动关节输出板设置在第二垫圈远离第二减速机的一侧，螺栓穿过摆动关节输出板上的通孔延伸至第二垫圈的螺丝孔内，将转动关节输出板固定在第二垫圈上，实现对第二减速机的轴向与周向定位，第二减速机的输出端面贯穿转动关节输出板延伸至外部，所述转动关节输入板和转动关节输出板的两侧通过侧板连接，转动关节输入板和转动关节输出板的底部通过底板连接。

3)使用时，将安装好的转动关节的底部设置在固定底座上，摆动关节的输入端与转动关节的输出端连接，组成机械臂单元，根据实际需要摆动关节的输出端上可以选择继续连接机械臂单元或者是安装工作件。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本发明所述的机械臂单元采用通用型模块化单元的设计，包括摆动关节和转动关节，机械臂模块化单元能够根据任务与环境而组装成不同自由度的机械手，从而使机械臂具有良好的自适应能力，通用性强，可大大降低维修成本及运营成本。

2.本发明的摆动关节输出板、摆动关节输入板、安装侧板、摆动关节输入板、安装侧板、关节固定板连接均是通过板材加工而成，结构简单，加工成本低。

附图说明

图1是本发明所述的机械臂单元的结构示意图。

图2是本发明所述的摆动关节的结构示意图。

图3是本发明所述的摆动关节的爆炸图。

图4是本发明所述的转动关节的结构示意图。

图5是本发明所述的转动关节的爆炸图。

图6是本发明所述的机械臂单元的装配示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明提出的一种通用型机械臂单元，所述机械臂单元包括摆动关节1和转动关节2，所述摆动关节1设置在转动关节2上，摆动关节1包括摆动关节输出板11，所述摆动关节输出板11的两侧分别安装有摆动关节输入板12和安装侧板13，所述摆动关节输入板12和安装侧板13通过关节固定板14连接，所述关节固定板14的中部设置有用于走线的走线槽，所述走线槽上设置有垫圈，用于保护线路，摆动关节输出板11的中心设置有通孔，所述摆动关节输出板11的内部从下到上依次设置有摆动电机15、第一垫圈16、减速机法兰17和第一减速机18，所述摆动电机15设置在第一垫圈16上，所述第一减速机18设置在减速机法兰17上，摆动电机15的输出轴与第一减速机18的输入端连接，所述第一垫圈16的一侧通过螺栓与减速机法兰17固定连接，所述减速机法兰17的另一端通过螺栓固定在摆动关节输出板11的下表面上，所述摆动电机15为伺服电机，所述第一减速机18为谐波减速机。

所述转动关节2包括依次设置的安装环21、转动关节输入板22、转动电机23、电机法兰24、第二减速机25、第二垫圈26和转动关节输出板27，所述转动关节输入板22上设置有转动电机23，所述转动电机23的一端通过安装环21固定安装在转动关节输入板22上，转动电机23的另一端上设置有电机法兰24，所述电机法兰24的一端固定在转动电机23上，电机法兰的另一端与第二减速机25固定连接，转动电机23的输出轴与第二减速机25的输入端连接，所述第二减速机25的另一端上设置有第二垫圈26，第二减速机25通过第二垫圈26与转动关节输出板27连接，所述转动关节输入板22和转动关节输出板27的两侧通过侧板28连接，转动关节输入板22和转动关节输出板27的底部通过底板29连接，所述转动电机23为伺服电机，所述第二减速机25为谐波减速机。

所述安装侧板13上开有用于容纳转动电机23端部的通孔，所述通孔的外侧安装有与安装环21相配合轴承131，所述安装侧板13上的轴承131与安装环21相配合固定在转动关节2的一端上。

所述摆动关节输入板12的一端上设置有多个第一安装孔，所述摆动关节输入板12通过第一安装孔与转动关节2的输出端连接。

所述摆动关节输出板11上开有用于容纳第一减速机18输出端的通孔，摆动关节输出板11的四周设置有多个螺丝孔。

所述转动关节输出板27开有用于容纳第二减速机25输出端的通孔，摆动关节输出板27的四周设置有多个与第一安装孔相配合的第二安装孔。

所述转动关节输入板22上设置有用于容纳第二减速机25端部的凹槽。

本发明的工作过程如下：

安装摆动关节，先将摆动电机15设置在第一垫圈16上，用螺栓通过将摆动电机15固定在第一垫圈16上，再将第一减速机18用螺栓固定在减速机法兰17上，将第一垫圈16通过螺栓与减速机法兰17的一侧连接，接着将摆动关节输出板11设置在减速机法兰17的另一侧，螺栓穿过摆动关节输出板11上的通孔延伸至减速机法兰17的螺丝孔内，将摆动关节输出板11固定在减速机法兰17上，实现对第一减速机18的轴向与周向定位，第一减速机18的输出端面贯穿摆动关节输出板11延伸至外部，再将摆动关节输入板12和安装侧板13分别安装到摆动关节输出板11的两侧，接着在摆动关节输入板12和安装侧板12之间安装关节固定板14。

安装转动关节，先将转动电机23的一端设置在转动关节输入板22的凹槽内，接着将安装环21套设转动电机23上，再通过螺栓将安装环21固定在转动关节输入板22上，将电机法兰24设置在转动电机23的另一端上，通过螺栓将电机法兰24与转动电机23固定，将第二减速机25与第二垫圈26通过螺栓从第二减速机25至第二垫圈26方向连接，再将第二减速机25与电机法兰24通过螺栓连接，第二减速机25与转动电机23的周向定位，第二减速机25的输入端与转动电机23的输出轴连接，接着将转动关节输出板27设置在第二垫圈26远离第二减速机25的一侧，螺栓穿过摆动关节输出板27上的通孔延伸至第二垫圈26的螺丝孔内，将转动关节输出板27固定在第二垫圈26上，实现对第二减速机25的轴向与周向定位，第二减速机25的输出端面贯穿转动关节输出板27延伸至外部，所述转动关节输入板22和转动关节输出板27的两侧通过侧板28连接，转动关节输入板22和转动关节输出板27的底部通过底板29连接。

使用时，将安装好的转动关节2的底部设置在固定底座100上，摆动关节1的输入端与转动关节2的输出端连接，组成机械臂单元，根据实际需要摆动关节1的输出端上可以选择继续连接机械臂单元或者是安装工作件。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。