七自由度重載移動操作臂的制作方法
【專利摘要】七自由度重載移動操作臂，俯仰驅動機構上的俯仰移動滑塊與抓取平臺上的滑道滑動連接，偏航驅動機構與俯仰驅動機構上的橫向半圓軌道滑動連接，直線滑軌均與滑動架滑動連接，滑動架上且朝向弧形軌道的一側設置有連接板接口，軸向旋轉驅動機構上的空心軸安裝在機械臂架的下端，空心軸的底端穿過機械臂架與偏航驅動機構上的凹形板固定連接，豎直移動機構上的絲杠螺母與滑動架固定連接，豎直轉動機構上的連接板與滑動架連接，沿軌道轉動機構上的第二諧波減速器安裝在豎直轉動機構上的左空腔內(nèi)，沿軌道平動機構上的安裝板安裝在沿軌道轉動機構上的右支撐件上。本發(fā)明用于在核電的維修設備中內(nèi)模塊的維修操作、大型熱爐內(nèi)包塊的更換等。
【專利說明】七自由度重載移動操作臂
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動操作臂，具體涉及一種七自由度重載移動操作臂。
【背景技術】
[0002]操作臂是一種在工程中廣泛應用的機械手機構，他能代替人們來完成在不適合人類操作的環(huán)境中的工作，例如在核電的維修設備中內(nèi)模塊的維修操作、大型熱爐內(nèi)包塊的更換等。但是往往工作環(huán)境都會對操作臂的載荷能力與控制精度提出很高要求，現(xiàn)有的移動操作臂機構自由度比較少，只有哪幾個自由度？工件旋轉時會使其重心發(fā)生移動，這種結構雖然能完成遠程操控的目的，但是由于重心發(fā)生移動導致移動操作臂其難以完成高精度的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有的移動操作臂機構自由度少，工件旋轉時會使其重心發(fā)生移動，導致移動操作臂難以完成高精度工作的問題，而提供一種七自由度重載移動操作臂。
[0004]本發(fā)明的七自由度重載移動操作臂包括豎直轉動機構、沿軌道轉動機構、豎直移動機構、沿軌道平動機構、偏航驅動機構、軸向旋轉驅動機構、俯仰驅動機構、抓取平臺、機械臂架、滑動架和四條直線滑軌，
[0005]偏航驅動機構包括凹形板、偏航電機、偏航減速器、減速器固定板、偏航齒輪和四個偏航移動滑塊，凹形板的開口朝下設置，偏航電機固裝在凹形板內(nèi)，偏航減速器的輸入軸與偏航電機的輸出軸連接，偏航減速器固裝在減速器固定板上，減速器固定板與凹形板連接，偏航齒輪安裝在偏航減速器的輸出軸上，凹形板的兩個腿外側上各設置有兩個偏航移動滑塊，同側的兩個偏航移動滑塊沿同一圓周布置，
[0006]俯仰驅動機構包括長方框架、俯仰驅動電機、主擺線減速器、橫向半圓輪齒、兩個次擺線減速器、兩個俯仰主動齒輪、兩個橫向半圓軌道和四個俯仰移動滑塊，俯仰驅動電機固裝在長方框架內(nèi)，主擺線減速器的輸入軸與俯仰驅動電機的輸出軸連接，兩個次擺線減速器對稱設置在主擺線減速器輸出軸的兩側，兩個次擺線減速器分別與主擺線減速器的輸出軸連接，每個次擺線減速器的輸出軸上安裝一個俯仰主動齒輪，長方框架的兩個外側壁上各設置有兩個俯仰移動滑塊，同側的兩個俯仰移動滑塊沿同一圓周布置，同側的兩個俯仰移動滑塊與相應的縱向半圓板上的滑道滑動連接，兩個橫向半圓軌道對稱設置在俯仰驅動電機和次擺線減速器的外側，橫向半圓輪齒設置在俯仰驅動電機與橫向半圓軌道之間，橫向半圓輪齒與偏航齒輪嚙合，兩個偏航移動滑塊與相應的橫向半圓軌道滑動連接，偏航移動滑塊的滑動方向與俯仰移動滑塊的滑動方向相垂直；
[0007]所述抓取平臺包括基板、平臺電機、主動帶輪、皮帶、被動帶輪、抓取絲杠、正旋絲杠螺母、逆旋絲杠螺母、兩個抓取爪平臺、兩個縱向半圓輪齒和兩個縱向半圓板，平臺電機固裝在基板的上端面上，主動帶輪安裝在平臺電機的輸出軸上，主動帶輪通過皮帶與被動帶輪連接，被動帶輪安裝在抓取絲杠的輸入端上，正旋絲杠螺母和逆旋絲杠螺母均安裝在抓取絲杠的輸出端上，正旋絲杠螺母的下端和逆旋絲杠螺母的下端分別固裝有一個抓取爪平臺，兩個縱向半圓輪齒與抓取絲杠平行設置，且兩個縱向半圓輪齒對稱設置在基板的兩側邊，兩個縱向半圓板對稱設置在兩個縱向半圓輪齒的外側，每個縱向半圓板上沿圓弧內(nèi)側設有滑道，俯仰主動齒輪與縱向半圓輪齒嚙合，
[0008]四條直線滑軌呈矩形布置，滑軌均豎直設置在機械臂架的前后面上，四條直線滑軌均與滑動架滑動連接，滑動架上且朝向弧形軌道的一側設置有連接板接口，
[0009]豎直轉動機構包括豎直轉動伺服電機、豎直轉動減速器、連接蓋、第一諧波減速器、連接罩、連接板、豎直轉動軸、滾針軸承、豎直轉動被動齒輪、對接機構支撐件、豎直轉動主動齒輪、殼體、軸套、外罩、外罩和兩個圓錐滾子軸承，豎直轉動被動齒輪、第一諧波減速器、軸套和連接板依次安裝在豎直轉動軸上，連接罩通過兩個并排設置的圓錐滾子軸承套裝在軸套上，外罩固裝在第一諧波減速器上，連接蓋內(nèi)側與外罩連接，豎直轉動被動齒輪與豎直轉動主動齒輪嚙合，豎直轉動主動齒輪固裝在豎直轉動減速器的輸出軸上，豎直轉動減速器的輸入軸與豎直轉動伺服電機輸出軸連接，連接罩下方與殼體固定連接，殼體上設置有右空腔和左空腔，右空腔內(nèi)壁通過滾針軸承與對接機構支撐件軸承連接，連接板右側固定在連接板接口上，
[0010]沿軌道轉動機構包括沿軌道轉動伺服電機、第二諧波減速器、被動人字齒輪、主動人字齒輪、沿軌道轉動軸、固定板、沿軌道轉動減速器、過渡法蘭、左支撐件和右支撐件，沿軌道轉動減速器的輸入軸與沿軌道轉動伺服電機的輸出軸連接，沿軌道轉動減速器的輸出軸穿過固定板與第二諧波減速器輸入端固定連接，第二諧波減速器的輸出端與沿軌道轉動軸固定連接，沿軌道轉動軸上鍵連接有主動人字齒輪，被動人字齒輪與主動人字齒輪嚙合，被動人字齒輪套裝在弧形軌道上，第二諧波減速器設置在左空腔內(nèi)，對接機構支撐件的右側固定連接有過渡法蘭，過渡法蘭的右端固定有右支撐件，右支撐件上朝向弧形軌道內(nèi)弧一側的水平中心線上設有直齒輪安裝孔，
[0011]沿軌道平動機構包括沿軌道平動伺服電機、沿軌道平動減速器、內(nèi)齒圈、安裝板、聯(lián)軸器、直齒輪和直齒輪軸，直齒輪設置在直齒輪安裝孔中，直齒輪軸上鍵連接有直齒輪，直齒輪軸的輸入端通過聯(lián)軸器與沿軌道平動減速器的輸出端連接，沿軌道平動減速器的輸入端與沿軌道平動伺服電機的輸出端連接，沿軌道平動減速器通過安裝板豎直固定在右支撐件上，直齒輪與內(nèi)齒圈嚙合，內(nèi)齒圈固裝在弧形軌道的內(nèi)弧面上，
[0012]軸向旋轉驅動機構包括軸向旋轉伺服電機、空心軸、軸向旋轉減速器、被動軸向旋轉同步帶輪、主動軸向旋轉同步帶輪、交叉滾子軸承和軸向旋轉同步帶，軸向旋轉減速器豎直固定在機械臂架的下方電機固定架上，軸向旋轉伺服電機的輸出軸與軸向旋轉減速器的輸入軸連接，軸向旋轉減速器的輸出軸上鍵連接有主動軸向旋轉同步帶輪，主動軸向旋轉同步帶輪通過軸向旋轉同步帶與被動軸向旋轉同步帶輪連接，被動軸向旋轉同步帶輪固定在空心軸上，空心軸通過交叉滾子軸承固定在機械臂架的下方，空心軸的底端穿過機械臂架與偏航驅動機構上的凹形板固定連接，
[0013]豎直移動機構包括主動豎直移動同步帶輪、被動豎直移動同步帶輪、豎直移動減速器、滾珠絲杠、豎直移動伺服電機、絲杠螺母和豎直移動同步帶，豎直移動伺服電機的輸出軸與豎直移動減速器的輸入軸連接，豎直移動減速器的輸出軸上鍵連接有主動豎直移動同步帶輪，主動豎直移動同步帶輪通過豎直移動同步帶與被動豎直移動同步帶輪連接，被動豎直移動同步帶輪通過鍵安裝在滾珠絲杠的輸入端上，滾珠絲杠的兩端通過軸承安裝在機械臂架的上下端，絲杠螺母與滾珠絲杠螺紋連接，絲杠螺母與滑動架固定連接。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果:
[0015]一、本發(fā)明的七自由度重載移動操作臂共七個自由度，分別為豎直轉動機構、沿軌道轉動機構、豎直移動機構、沿軌道平動機構、偏航驅動機構、軸向旋轉驅動機構和俯仰驅動機構抓取平臺，豎直轉動機構、沿軌道轉動機構、豎直移動機構和沿軌道平動機構用于實現(xiàn)末端操作器在空間的精確位置定位，控制位置精度達到±1_，偏航驅動機構、軸向旋轉驅動機構和俯仰驅動機構用于實現(xiàn)末端操作器精確姿態(tài)調(diào)整。本發(fā)明具有姿態(tài)調(diào)整時重力附加力矩小、承載能力大、定位精度高等特點。
[0016]二、本發(fā)明的結構緊湊、操作靈活。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明七自由度重載移動操作臂的整體結構立體圖；
[0018]圖2是圖1中的豎直轉動機構I的K向視圖；
[0019]圖3是沿軌道轉動機構2的結構主視圖；
[0020]圖4是沿軌道平動機構4的結構立體圖；
[0021]圖5是豎直移動機構3、軸向旋轉驅動機構6、偏航驅動機構5、俯仰驅動機構7和抓取平臺8、機械臂架9、滑動架10和四條直線滑軌15的連接關系立體圖；
[0022]圖6是豎直移動機構3的結構立體圖；
[0023]圖7是軸向旋轉驅動機構6的結構立體圖；
[0024]圖8是抓取平臺8的結構立體圖；
[0025]圖9是俯仰驅動機構7的結構立體圖；
[0026]圖10是偏航驅動機構5的結構立體圖。
【具體實施方式】
[0027]【具體實施方式】一:結合圖1?圖10說明本實施方式,本實施方式包括豎直轉動機構1、沿軌道轉動機構2、豎直移動機構3、沿軌道平動機構4、偏航驅動機構5、軸向旋轉驅動機構6、俯仰驅動機構7、抓取平臺8、機械臂架9、滑動架10和四條直線滑軌15，
[0028]偏航驅動機構5包括凹形板5-1、偏航電機5-2、偏航減速器5_3、減速器固定板5-4、偏航齒輪5-5和四個偏航移動滑塊5-6，凹形板5-1的開口朝下設置，偏航電機5_2固裝在凹形板5-1內(nèi)，偏航減速器5-3的輸入軸與偏航電機5-2的輸出軸連接，偏航減速器5-3固裝在減速器固定板5-4上，減速器固定板5-4與凹形板5-1連接，偏航齒輪5-5安裝在偏航減速器5-3的輸出軸上，凹形板5-1的兩個腿外側上各設置有兩個偏航移動滑塊5-6，同側的兩個偏航移動滑塊5-6沿同一圓周布置，
[0029]俯仰驅動機構7包括長方框架7-1、俯仰驅動電機7-2、主擺線減速器7_3、橫向半圓輪齒7-8、兩個次擺線減速器7-4、兩個俯仰主動齒輪7-5、兩個橫向半圓軌道7-7和四個俯仰移動滑塊7-6，俯仰驅動電機7-2固裝在長方框架7-1內(nèi)，主擺線減速器7-3的輸入軸與俯仰驅動電機7-2的輸出軸連接，兩個次擺線減速器7-4對稱設置在主擺線減速器7-3輪8-5連接，被動帶輪8-5安裝在抓取絲杠螺母8-8均安裝在抓取絲杠8-6的輸出端-8的下端分別固裝有一個抓取爪平臺8-9，置，且兩個縱向半圓輪齒8-10對稱設置在[置在兩個縱向半圓輪齒8-10的外側，每個1，俯仰主動齒輪7-5與縱向半圓輪齒8-10
均豎直設置在機械臂架9的前后面上，四條〕上且朝向弧形軌道70的一側設置有連接
140、豎直轉動減速器41、連接蓋42、第一諧46、滾針軸承48、豎直轉動被動齒輪49、對2、軸套53、外罩54、外罩54和兩個圓錐滾[器43、軸套53和連接板45由豎直轉動軸|上，豎直轉動被動齒輪49、軸套53和連接由46轉動，連接罩44通過兩個并排設置的~ (即殼體52包裹第二諧波減速器31、沿軌、而使殼體52做同樣運動。
I電機60、沿軌道平動減速器61、內(nèi)齒圈62、，直齒輪65設置在直齒輪安裝孔39-1中，
)的輸入端通過聯(lián)軸器64與沿軌道平動減偷入端與沿軌道平動伺服電機60的輸出端3定在右支撐件39上，直齒輪65與內(nèi)齒圈丨上，沿軌道平動伺服電機60的轉動傳遞到齒合運動，帶動沿軌道轉動機構2做沿軌道
狠電機19、空心軸20、軸向旋轉減速器21、:輪23、交叉滾子軸承24和軸向旋轉同步帶丨勺下方電機固定架9-1上，軸向旋轉伺服電1接，軸向旋轉減速器21的輸出軸上鍵連接5帶輪23通過軸向旋轉同步帶26與被動軸? 22固定在空心軸20上，空心軸20通過交絲杠螺母8-8。實施時，平臺電機8-2帶動抓取爪平臺8-9做相互靠近和遠離的運動。相同。
拖方式，本實施方式的兩個縱向半圓輪齒:線。這樣設計便于橫向半圓輪齒7-8和兩I成及連接關系與【具體實施方式】五相同。
目本實施方式，本實施方式的橫向半圓輪齒線。這樣設計便于縱向半圓輪齒8-10和縱連接關系與【具體實施方式】一、二、四或六相
方式，本實施方式的抓取平臺8上的兩個縱嗎區(qū)動機構7上的橫向半圓輪齒7-8和兩個輪齒8-10的軸心線與橫向半圓輪齒7-8的?的安裝位置。這樣設計可以使三個(俯仰，&這一點正好為抓取的模塊重心位置，相對艮證旋轉中心不變，抓取過程中不會產(chǎn)生重機構2做沿弧形軌道70的平動運動。動機構1的運動):啟動豎直轉動伺服電機31、豎直轉動被動齒輪49、豎直轉動軸46帶架10和機械臂9做同樣徑向旋轉運動。由.第一諧波減速器43、豎直轉動主動齒輪51行控制精度聞、承載大。
妄動):通過豎直移動伺服電機16與豎直移動，然后通過滾珠絲杠14與絲杠螺母17的)做豎直運動。
運動):通過偏航齒輪5-5與橫向半圓輪齒1 7-7運動，實現(xiàn)偏航驅動機構5做偏航運I械臂9做同樣偏航運動。偏航運動的角度
運動):通過俯仰主動齒輪7-5與縱向半圓-11-1運動，實現(xiàn)俯仰驅動機構7做俯仰運5、空心軸20和機械臂9做同樣俯仰運動。
【權利要求】
1.一種七自由度重載移動操作臂，所述七自由度重載移動操作臂包括偏航驅動機構(5)、俯仰驅動機構(7)和抓取平臺(8)，偏航驅動機構(5)包括凹形板(5-1)、偏航電機(5-2)、偏航減速器(5-3)、減速器固定板(5-4)、偏航齒輪(5-5)和四個偏航移動滑塊(5-6)，凹形板(5-1)的開口朝下設置，偏航電機(5-2)固裝在凹形板(5-1)內(nèi)，偏航減速器(5-3)的輸入軸與偏航電機(5-2)的輸出軸連接，偏航減速器(5-3)固裝在減速器固定板(5-4 )上，減速器固定板(5-4 )與凹形板(5-1)連接，偏航齒輪(5-5 )安裝在偏航減速器(5-3)的輸出軸上，凹形板(5-1)的兩個腿外側上各設置有兩個偏航移動滑塊(5-6)，同側的兩個偏航移動滑塊(5-6)沿同一圓周布置， 俯仰驅動機構(7)包括長方框架(7-1)、俯仰驅動電機(7-2)、主擺線減速器(7-3)、橫向半圓輪齒(7-8 )、兩個次擺線減速器(7-4 )、兩個俯仰主動齒輪(7-5 )、兩個橫向半圓軌道(7-7 )和四個俯仰移動滑塊(7-6 )，俯仰驅動電機(7-2 )固裝在長方框架(7-1)內(nèi)，主擺線減速器(7-3)的輸入軸與俯仰驅動電機(7-2)的輸出軸連接，兩個次擺線減速器(7-4)對稱設置在主擺線減速器(7-3)輸出軸的兩側，兩個次擺線減速器(7-4)分別與主擺線減速器(7-3)的輸出軸連接，每個次擺線減速器(7-4)的輸出軸上安裝一個俯仰主動齒輪(7-5)，長方框架(7-1)的兩個外側壁上各設置有兩個俯仰移動滑塊(7-6)，同側的兩個俯仰移動滑塊(7-6)沿同一圓周布置，同側的兩個俯仰移動滑塊(7-6)與相應的縱向半圓板(8-11)上的滑道(8-11-1)滑動連接，兩個橫向半圓軌道(7-7 )對稱設置在俯仰驅動電機(7-2 )和次擺線減速器(7-4)的外側，橫向半圓輪齒(7-8 )設置在俯仰驅動電機(7-2 )與橫向半圓軌道(7-7)之間，橫向半圓輪齒(7-8)與偏航齒輪(5-5)嚙合，兩個偏航移動滑塊(5-6)與相應的橫向半圓軌道(7-7)滑動連接，偏航移動滑塊(5-6)的滑動方向與俯仰移動滑塊(7-6)的滑動方向相垂直； 所述抓取平臺(8)包括基板(8-1)、平臺電機(8-2)、主動帶輪(8-3)、皮帶(8-4)、被動帶輪(8-5)、抓取絲杠(8-6)、正旋絲杠螺母(8-7)、逆旋絲杠螺母(8-8)、兩個抓取爪平臺(8-9)、兩個縱向半圓輪齒(8-10)和兩個縱向半圓板(8-11)，平臺電機(8-2)固裝在基板(8-1)的上端面上，主動帶輪(8-3)安裝在平臺電機(8-2)的輸出軸上，主動帶輪(8-3)通過皮帶(8-4)與被動帶輪(8-5 )連接，被動帶輪(8-5 )安裝在抓取絲杠(8-6 )的輸入端上，正旋絲杠螺母(8-7 )和逆旋絲杠螺母(8-8 )均安裝在抓取絲杠(8-6 )的輸出端上，正旋絲杠螺母(8-7)的下端和逆旋絲杠螺母(8-8)的下端分別固裝有一個抓取爪平臺(8-9)，兩個縱向半圓輪齒(8-10)與抓取絲杠(8-6)平行設置，且兩個縱向半圓輪齒(8-10)對稱設置在基板(8-1)的兩側邊，兩個縱向半圓板(8-11)對稱設置在兩個縱向半圓輪齒(8-10)的外側，每個縱向半圓板(8-11)上沿圓弧內(nèi)側設有滑道(8-11 -1 )，俯仰主動齒輪(7-5 )與縱向半圓輪齒(8-10)嚙合， 其特征在于:所述七自由度重載移動操作臂還包括豎直轉動機構(I)、沿軌道轉動機構(2)、豎直移動機構(3)、沿軌道平動機構(4)、軸向旋轉驅動機構(6)、機械臂架(9)、滑動架(10)和四條直線滑軌(15)，四條直線滑軌(15)呈矩形布置，滑軌(15)均豎直設置在機械臂架(9)的前后面上，四條直線滑軌(15)均與滑動架(10)滑動連接，滑動架(10)上且朝向弧形軌道(70)的一側設置有連接板接口(10-1)， 豎直轉動機構(I)包括豎直轉動伺服電機(40 )、豎直轉動減速器(41)、連接蓋(42 )、第一諧波減速器(43)、連接罩(44)、連接板(45)、豎直轉動軸(46)、滾針軸承(48)、豎直轉動被動齒輪(49 )、對接機構支撐件(50 )、豎直轉動主動齒輪(51)、殼體(52 )、軸套(53 )、外罩(54 )、外罩(54 )和兩個圓錐滾子軸承(47 )，豎直轉動被動齒輪(49 )、第一諧波減速器(43 )、軸套(53)和連接板(45)依次安裝在豎直轉動軸(46)上，連接罩(44)通過兩個并排設置的圓錐滾子軸承(47)套裝在軸套(53)上，外罩(54)固裝在第一諧波減速器(43)上，連接蓋(42)內(nèi)側與外罩(54)通過連接元件連接，豎直轉動被動齒輪(49)與豎直轉動主動齒輪(51)嚙合，豎直轉動主動齒輪(51)固裝在豎直轉動減速器(41)的輸出軸上，豎直轉動減速器(41)的輸入軸與豎直轉動伺服電機(40)輸出軸連接,連接罩(44)下方與殼體(52)固定連接，殼體(52 )上設置有右空腔(52-1)和左空腔(52-2 )，右空腔(52_1)內(nèi)壁通過滾針軸承(48)與對接機構支撐件(50)軸承連接，連接板(45)右側固定在連接板接口(10-1)上， 沿軌道轉動機構(2)包括沿軌道轉動伺服電機(30)、第二諧波減速器(31)、被動人字齒輪(32)、主動人字齒輪(33)、沿軌道轉動軸(34)、固定板(35)、沿軌道轉動減速器(36)、過渡法蘭(37 )、左支撐件(38 )和右支撐件(39 )，沿軌道轉動減速器(36 )的輸入軸與沿軌道轉動伺服電機(30)的輸出軸連接，沿軌道轉動減速器(36)的輸出軸穿過固定板(35)與第二諧波減速器(31)輸入端固定連接，第二諧波減速器(31)的輸出端與沿軌道轉動軸(34)固定連接，沿軌道轉動軸(34)上鍵連接有主動人字齒輪(33)，被動人字齒輪(32)與主動人字齒輪(33)嚙合，被動人字齒輪(32)套裝在弧形軌道(70)上，第二諧波減速器(31)設置在左空腔(52-2 )內(nèi)，對接機構支撐件(50 )的右側固定連接有過渡法蘭(37 )，過渡法蘭(37 )的右端固定有右支撐件(39)，右支撐件(39)上朝向弧形軌道(70)內(nèi)弧一側的水平中心線上設有直齒輪安裝孔(39-1)； 沿軌道平動機構(4)包括沿軌道平動伺服電機(60)、沿軌道平動減速器(61)、內(nèi)齒圈(62)、安裝板(63)、聯(lián)軸器(64)、直齒輪(65)和直齒輪軸(66)，直齒輪(65)設置在直齒輪安裝孔(39-1)中，直齒輪軸(66 )上鍵連接有直齒輪(65 )，直齒輪軸(66 )的輸入端通過聯(lián)軸器(64)與沿軌道平動減速器(61)的輸出端連接，沿軌道平動減速器(61)的輸入端與沿軌道平動伺服電機(60)的輸出端連接，沿軌道平動減速器(61)通過安裝板(63)豎直固定在右支撐件(39)上，直齒輪(65)與內(nèi)齒圈(62)嚙合，內(nèi)齒圈(62)固裝在弧形軌道(70)的內(nèi)弧面上； 軸向旋轉驅動機構(6)包括軸向旋轉伺服電機(19)、空心軸(20)、軸向旋轉減速器(21)、被動軸向旋轉同步帶輪(22)、主動軸向旋轉同步帶輪(23)、交叉滾子軸承(24)和軸向旋轉同步帶(26),軸向旋轉減速器(21)豎直固定在機械臂架(9)的下方電機固定架(9-1)上，軸向旋轉伺服電機(19)的輸出軸與軸向旋轉減速器(21)的輸入軸連接，軸向旋轉減速器(21)的輸出軸上鍵連接有主動軸向旋轉同步帶輪(23)，主動軸向旋轉同步帶輪(23)通過軸向旋轉同步帶(26)與被動軸向旋轉同步帶輪(22)連接,被動軸向旋轉同步帶輪(22)固定在空心軸(20)上，空心軸(20)通過交叉滾子軸承(24)固定在機械臂架(9)的下方，空心軸(20)的底端穿過機械臂架(9)與偏航驅動機構(5)上的凹形板(5-1)固定連接； 豎直移動機構(3)包括主動豎直移動同步帶輪(11)、被動豎直移動同步帶輪(12)、豎直移動減速器(13)、滾珠絲杠(14)、豎直移動伺服電機(16)、絲杠螺母(17)和豎直移動同步帶(18)，豎直移動伺服電機(16)的輸出軸與豎直移動減速器(13)的輸入軸連接，豎直移動減速器(13)的輸出軸上鍵連接有主動豎直移動同步帶輪(11)，主動豎直移動同步帶輪(11)通過豎直移動同步帶(18)與被動豎直移動同步帶輪(12)連接，被動豎直移動同步帶輪(12)通過鍵安裝在滾珠絲杠(14)的輸入端上，滾珠絲杠(14)的兩端通過軸承安裝在機械臂架(9)的上下端，絲杠螺母(17)與滾珠絲杠(14)螺紋連接，絲杠螺母(17)與滑動架(10)固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述七自由度重載移動操作臂，其特征在于:所述正旋絲杠螺母(8-7)與逆旋絲杠螺母(8-8)之間的最小間距為20mm。
3.根據(jù)權利要求1或2所述七自由度重載移動操作臂，其特征在于:所述內(nèi)齒圈(62)的長度與弧形軌道(70)的長度相同。
4.根據(jù)權利要求3所述七自由度重載移動操作臂，其特征在于:所述同側的兩個俯仰移動滑塊(7-6)沿同一直徑布置，該直徑與滑道(8-11-1)的直徑相同。
5.根據(jù)權利要求1、2或4所述七自由度重載移動操作臂，其特征在于:所述抓取絲杠(8-6)為雙頭反向絲杠，旋向分別對應正旋絲杠螺母(8-7)和逆旋絲杠螺母(8-8)。
6.根據(jù)權利要求5所述七自由度重載移動操作臂，其特征在于:所述兩個縱向半圓輪齒(8-10)和兩個縱向半圓板(8-11)的軸心線為同一條線。
7.根據(jù)權利要求1、2、4或6所述七自由度重載移動操作臂，其特征在于:所述橫向半圓輪齒(7-8)和兩個橫向半圓軌道(7-7)的軸心線為同一條線。
8.根據(jù)權利要求7所述七自由度重載移動操作臂，其特征在于:所述抓取平臺(8)上的兩個縱向半圓輪齒(8-10 )和兩個縱向半圓板(8-11)與俯仰驅動機構(7 )上的橫向半圓輪齒(7-8)和兩個橫向半圓軌道(7-7)在空間上垂直分布，縱向半圓輪齒(8-10)的軸心線與橫向半圓輪齒(7-8)的軸心線正交于一點，其相交點空間對應空心軸(20)的安裝位置。
9.根據(jù)權利要求1或8所述七自由度重載移動操作臂，其特征在于:所述豎直移動機構(3)還包括第一同步帶張緊輪(25)，第一同步帶張緊輪(25)的表面緊靠在豎直移動同步帶(18)的外表面上，第一同步帶張緊輪(25)通過固定件固裝在機械臂架(9)上。
10.根據(jù)權利 要求9所述七自由度重載移動操作臂，其特征在于:所述軸向旋轉驅動機構(6)還包括第二同步帶張緊輪(27)，第二同步帶張緊輪(27)表面緊靠在軸向旋轉同步帶(26)的外表面上，第二同步帶張緊輪(27)通過固定件固裝在電機固定架(9-1)上。
【文檔編號】B25J9/02GK103831821SQ201410116528
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權日:2014年3月26日
【發(fā)明者】朱延河, 臧希喆, 趙杰, 王加 申請人:哈爾濱工業(yè)大學