一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂，其特征在于：包括機(jī)座、機(jī)座旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)，所述機(jī)座的底部固定所述機(jī)座旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)；還包括主擺動臂、副擺動臂、主臂擺動超聲電機(jī)、副臂擺動超聲電機(jī)、第一傳動桿，第二傳動桿、V形連接件；所述第一傳動桿置于所述主擺動臂內(nèi)，所述第二傳動桿置于副擺動臂內(nèi)并與副擺動臂固定連接，所述主臂擺動超聲電機(jī)與主擺動臂連接，所述主擺動臂和所述副擺動臂的關(guān)節(jié)處安裝V形連接件；副臂擺動超聲電機(jī)通過第一傳動桿連接V形連接件，V形連接件的連接第二傳動桿。本實(shí)用新型將超聲電機(jī)應(yīng)用于機(jī)器手臂上，直接由超聲電機(jī)作為驅(qū)動源，并且不需要減速裝置，能夠克服傳統(tǒng)電機(jī)需要復(fù)雜的傳動機(jī)構(gòu)。
【專利說明】
一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及到機(jī)器人及自動化領(lǐng)域，特別涉及一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂及工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)自動化的普及應(yīng)用，無人化工廠已經(jīng)不是遙不可及的夢想。機(jī)械手臂已經(jīng)廣泛使用。在目前的工業(yè)領(lǐng)域，包括汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)以及工程機(jī)械行業(yè)等，機(jī)械手臂都已大量使用于自動化生產(chǎn)線上。機(jī)械手臂是集精密化、柔性化、智能化以及軟件應(yīng)用開發(fā)等先進(jìn)制造技術(shù)于一體，然而其為產(chǎn)生復(fù)雜動作而需要使用多數(shù)的伺服馬達(dá)造成機(jī)械手臂的制作成本過高是不爭的事實(shí)，實(shí)不利于工廠大量使用機(jī)械手臂。并且，在一些只需移動和擺動運(yùn)作情況下，如加工機(jī)上、下料操作，使用前述機(jī)械手臂對于工廠而言相當(dāng)不經(jīng)濟(jì)，成本高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂。該機(jī)械手臂具有結(jié)構(gòu)簡單、快速響應(yīng)、精密定位、靜音、低速大扭矩、成本低等特點(diǎn)。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂，其特征在于:包括機(jī)座、機(jī)座旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)，機(jī)座的底部固機(jī)座旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī);還包括主擺動臂、副擺動臂、主臂擺動超聲電機(jī)、副臂擺動超聲電機(jī)、第一傳動桿，第二傳動桿、V形連接件;主擺動臂一端與機(jī)座連接，副擺動臂與主擺動臂的另一端旋轉(zhuǎn)連接，第一傳動桿置于主擺動臂內(nèi)，第二傳動桿置于副擺動臂內(nèi)并與副擺動臂固定連接，主臂擺動超聲電機(jī)固定于機(jī)座與主擺動臂的連接處的一側(cè)，副臂擺動超聲電機(jī)固定于相對的另一側(cè)，主臂擺動超聲電機(jī)與主擺動臂連接，主擺動臂和副擺動臂的關(guān)節(jié)處安裝V形連接件;V形連接件包含第一頂點(diǎn)、第二頂點(diǎn)、拐點(diǎn)，拐點(diǎn)通過轉(zhuǎn)動軸承固定于主擺動臂和副擺動臂連接處，副臂擺動超聲電機(jī)通過第一萬向套連接第一傳動桿的一端，第一傳動桿的另一端通過第二萬向套連接V形連接件的第一頂點(diǎn)，第二傳動桿的一端通過第三萬向套連接V形連接件的第二頂點(diǎn)。
[0006]進(jìn)一步，超聲電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、輸出軸、底座和與底座連接的外殼，定子安裝在底座上，定子下表面粘貼有壓電陶瓷，壓電陶瓷的引線通過外殼與底座之間預(yù)留的縫隙引出;轉(zhuǎn)子安裝在輸出軸上，轉(zhuǎn)子上端粘貼有阻尼材料，轉(zhuǎn)子下端面粘貼有摩擦材料層并與定子接觸。
[0007]進(jìn)一步的，所述主擺動臂和所述副擺動臂上均設(shè)有強(qiáng)化柱。
[0008]進(jìn)一步的，所述主擺動臂或所述副擺動臂上設(shè)有通孔，所述通孔包括圓形、矩形或三角形。
[0009]有益效果:本實(shí)用新型將超聲電機(jī)應(yīng)用于機(jī)器手臂上，直接由超聲電機(jī)作為驅(qū)動源，并且不需要減速裝置，能夠克服，傳統(tǒng)電機(jī)需要復(fù)雜的傳動機(jī)構(gòu)。超聲電機(jī)2固定在機(jī)械臂的基座上，其主要是驅(qū)動整個機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)。電機(jī)與機(jī)械臂的基座直接連接無任何減少機(jī)構(gòu)，使其減少了結(jié)構(gòu)復(fù)雜所造成的誤差。在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)精密定位的功能。
[0010]超聲電機(jī)是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)、使定子在超聲頻段內(nèi)產(chǎn)生振動，通過定子、轉(zhuǎn)子之間的摩擦獲得運(yùn)動和扭矩，通過超聲電機(jī)的驅(qū)動，可以控制任意尺度的進(jìn)退滑塊的運(yùn)動。根據(jù)超聲電機(jī)自有的特性，電機(jī)斷電時間為3毫秒，啟動時間為6毫秒，所以超聲電機(jī)在往復(fù)運(yùn)動時是沒有慣性的。機(jī)械臂由超聲電機(jī)直接驅(qū)動，無需任何的減少機(jī)構(gòu)及剎車裝置。利用超聲電機(jī)低速大扭矩、斷電自鎖的特性，使現(xiàn)有的機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單、快速響應(yīng)、精密定位、靜音、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0011]主擺動臂與副擺動臂的關(guān)節(jié)處安裝了V型連接件。V型結(jié)構(gòu)件取代了復(fù)雜的減速機(jī)及齒輪傳動機(jī)構(gòu)，同時在也能起到陀螺儀作用。在機(jī)械臂做運(yùn)動時副擺動臂電機(jī)驅(qū)動副擺動臂傳動桿，傳動桿與V型結(jié)構(gòu)件連接。機(jī)械手臂的驅(qū)動電機(jī)為超聲電機(jī)直接安裝于手臂的關(guān)節(jié)傳動各部位，無需減速機(jī)構(gòu)，直接驅(qū)動;輕量化設(shè)計，功率消耗低;提高了機(jī)械手臂的靈活性。
[0012]本實(shí)用新型的機(jī)器人手臂在滿足其功能的情況下，關(guān)節(jié)傳動機(jī)構(gòu)簡單可靠、輕量化設(shè)計，功率消耗低；自適應(yīng)型手抓提高了機(jī)械手臂的靈活性、降低了成本。
【附圖說明】
[0013]圖1是機(jī)械臂的主視圖，
[0014]圖2是機(jī)械臂的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
[0016]如圖1、圖2所示為一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂，包括機(jī)座1、機(jī)座旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)2、主擺動臂3、副擺動臂12、主臂擺動超聲電機(jī)5、副臂擺動超聲電機(jī)4、第一傳動桿8，第二傳動桿7、V形連接件等組成。
[0017]具體的，機(jī)座旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)2固定在機(jī)座I底部上，主擺動臂3的一端與機(jī)座I連接，副擺動臂12與主擺動臂3的另一端旋轉(zhuǎn)連接，第一傳動桿8置于主擺動臂3內(nèi)，第二傳動桿7置于副擺動臂12內(nèi)并與副擺動臂12固定連接，主臂擺動超聲電機(jī)5固定于機(jī)座I與主擺動臂3的連接處的一側(cè)，副臂擺動超聲電機(jī)4固定于相對的另一側(cè)，主臂擺動超聲電機(jī)5與主擺動臂3連接，主擺動臂3和副擺動臂12的關(guān)節(jié)處安裝V形連接件。
[0018]如圖2所示，V形連接件包含三個點(diǎn)，分別是第一頂點(diǎn)14、第二頂點(diǎn)15、拐點(diǎn)16，拐點(diǎn)16通過轉(zhuǎn)動軸承固定于主擺動臂和副擺動臂連接處，副臂擺動超聲電機(jī)4通過第一萬向套9連接第一傳動桿8的一端，第一傳動桿8的另一端通過第二萬向套6連接V形連接件的第一頂點(diǎn)14，第二傳動桿7的一端通過第三萬向套1連接V形連接件的第二頂點(diǎn)15。
[0019]超聲電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、輸出軸、底座和與底座連接的外殼，所述定子安裝在底座上，定子下表面粘貼有壓電陶瓷，壓電陶瓷的引線通過外殼與底座之間預(yù)留的縫隙引出。轉(zhuǎn)子安裝在輸出軸上，轉(zhuǎn)子上端粘貼有阻尼材料，轉(zhuǎn)子下端面粘貼有摩擦材料層并與定子接觸。機(jī)械手臂的驅(qū)動電機(jī)為超聲電機(jī)直接安裝于手臂的關(guān)節(jié)傳動各部位，無需減速機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動，使其關(guān)節(jié)傳動機(jī)構(gòu)簡單可靠。
[0020]主擺動臂3和所述副擺動臂12上均設(shè)有強(qiáng)化柱。主擺動臂3和副擺動臂12上設(shè)有圓形、矩形或三角形通孔，從而減輕擺動臂的重量。
[0021 ]第二傳動桿7與第三萬向套10連接以確保手臂能做運(yùn)動時最大角度變化的運(yùn)動。
[0022]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂，其特征在于:包括機(jī)座(I)、機(jī)座旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)(2)，所述機(jī)座的底部固定所述機(jī)座旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī);還包括主擺動臂(3)、副擺動臂(12)、主臂擺動超聲電機(jī)(5)、副臂擺動超聲電機(jī)(4)、第一傳動桿(8)，第二傳動桿(7)、V形連接件；所述主擺動臂(3)—端與機(jī)座(I)連接，所述副擺動臂(12)與所述主擺動臂(3)的另一端旋轉(zhuǎn)連接，所述第一傳動桿(8)置于所述主擺動臂(3)內(nèi)，所述第二傳動桿(7)置于副擺動臂(12)內(nèi)并與副擺動臂(12)固定連接，所述主臂擺動超聲電機(jī)(5)固定于所述機(jī)座(I)與所述主擺動臂(3)的連接處的一側(cè)，所述副臂擺動超聲電機(jī)(4)固定于相對的另一側(cè)，所述主臂擺動超聲電機(jī)(5)與主擺動臂(3)連接，所述主擺動臂(3)和所述副擺動臂(12)的關(guān)節(jié)處安裝V形連接件;所述V形連接件包含第一頂點(diǎn)(14)、第二頂點(diǎn)(15)、拐點(diǎn)(16)，所述拐點(diǎn)(16)通過轉(zhuǎn)動軸承固定于主擺動臂和副擺動臂連接處，所述副臂擺動超聲電機(jī)(4)通過第一萬向套(9)連接所述第一傳動桿(8)的一端，所述第一傳動桿(8)的另一端通過第二萬向套(6)連接所述V形連接件的第一頂點(diǎn)(14)，所述第二傳動桿(7)的一端通過第三萬向套(10)連接所述V形連接件的第二頂點(diǎn)(15)。2.如權(quán)利要求1所述的一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂，其特征在于:所述超聲電機(jī)(2)包括定子、轉(zhuǎn)子、輸出軸、底座和與底座連接的外殼，所述定子安裝在底座上，定子下表面粘貼有壓電陶瓷，壓電陶瓷的引線通過外殼與底座之間預(yù)留的縫隙引出；所述轉(zhuǎn)子安裝在輸出軸上，轉(zhuǎn)子上端粘貼有阻尼材料，轉(zhuǎn)子下端面粘貼有摩擦材料層并與定子接觸。3.如權(quán)利要求1所述的一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂，其特征在于:所述主擺動臂(3)和所述副擺動臂(12)上均設(shè)有強(qiáng)化柱。4.如權(quán)利要求3所述的一種以超聲電機(jī)為驅(qū)動的機(jī)械手臂，其特征在于:所述主擺動臂(3)或所述副擺動臂(12)上設(shè)有通孔，所述通孔包括圓形、矩形或三角形。
【文檔編號】B25J9/12GK205630638SQ201620330209
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】蘇勛濤, 蘇裔清, 蘇子瑞, 尹浩
【申請人】江蘇紫金東方超聲電機(jī)有限公司