專利名稱：一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀涉及機器人操作機結(jié)構(gòu)設(shè)計，特別涉及教學(xué)用機器人。
背景技術(shù)：
機器人是一種典型的機電一體化裝置，在工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，所以目前在機械、 自動化等教學(xué)和實驗中越來越多的以機器人為研究對象。但工業(yè)實際應(yīng)用的機器人體積較大，不適用于教學(xué)。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型提供一種適用于教學(xué)的機器人操作機中的小臂運動結(jié)構(gòu)。本實用新型采用了如下技術(shù)方案設(shè)計一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀，包括小臂、大臂、可左右轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動座，其中， 大臂安裝在轉(zhuǎn)動座上，且大臂可相對轉(zhuǎn)動座擺動；小臂安裝在大臂上，且小臂可相對大臂擺動。所述小臂包括前小臂、后小臂和手部，其中，前小臂兩端分別連接后小臂的前端和手部， 且前小臂可繞臂長方向的軸線旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動前小臂轉(zhuǎn)動的步進電動機和減速裝置安裝在后小臂的末端，驅(qū)動手部運動的兩臺步進電動機和傳動裝置安裝在前小臂內(nèi)部。所述前小臂由條形的橫梁和兩個叉架梁組成，兩個叉架梁均為空心矩形截面梁， 分別通過螺釘固定連接在橫梁的左右兩側(cè)。所述驅(qū)動手部運動的兩臺步進電動機通過調(diào)整板用螺釘固定安裝在兩個叉架梁的內(nèi)側(cè)，且錯開布置。所述減速裝置采用諧波減速裝置，其中的剛輪固定在后小臂中，柔輪通過傳動軸與前小臂連接，該傳動軸的兩端分別用前、后兩個角接觸球軸承支撐在后小臂中。所述手部采用諧波前置匯交式兩自由度手腕。所述驅(qū)動手部運動的傳動裝置采用同步帶傳動，同步帶和帶輪放置在前小臂的叉架梁內(nèi)。本裝置的主要優(yōu)點在于本實用新型由于分成后小臂和前小臂兩部分，前小臂可繞軸線做360°轉(zhuǎn)動，從而提高了所述教學(xué)機器人的靈活度。后小臂殼體和前小臂叉架梁均為中空結(jié)構(gòu)，從而減輕了小臂的重量。驅(qū)動前小臂轉(zhuǎn)動的步進電動機和減速裝置安裝在后小臂的末端，可以對放置在前小臂前端的手部起到平衡作用。

圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型中小臂結(jié)構(gòu)的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2所示實施例中的局部放大示意圖。[0015]圖中1-后小臂殼體；2-右叉架梁；3-手部；4-步進電動機；5-端蓋；6_剛輪； 7_柔輪；8-后角接觸球軸承；9-傳動軸；10-前角接觸球軸承；11-前小臂橫梁；12-左叉架梁；13-手部驅(qū)動電動機A ； 14-調(diào)整板A ； 15-手部驅(qū)動電動機B ； 16-調(diào)整板B ； 17-擋圈； 18-轉(zhuǎn)動座；19-曲柄；20-連桿；21-大臂。
具體實施方式
下面結(jié)合圖1-圖3詳細說明小臂結(jié)構(gòu)的一個實施例及本實用新型的整體結(jié)構(gòu)。參見圖2、圖3所示，左、右叉架梁12、2和橫梁11構(gòu)成前小臂；后小臂殼體1及傳動軸9構(gòu)成后小臂；諧波前置匯交式兩自由度手腕構(gòu)成手部3。步進電動機4通過端蓋5用螺釘安裝在后小臂殼體1上，諧波減速裝置中的剛輪6 用螺釘和定位銷固定在后小臂殼體1上，柔輪7用螺釘和定位銷與傳動軸9相連接，前、后角接觸球軸承8、10支撐傳動軸9，前小臂橫梁11通過鍵與傳動軸9連接，擋圈17通過螺釘將橫梁11和傳動軸9軸向固定。左、右叉架梁12、2分別用螺釘固定在橫梁11的兩側(cè)，步進電動機A13、B15分別通過調(diào)整板A14、B16用螺釘安裝在左、右叉架梁12、2上。步進電動機A13、B15通過傳動帶驅(qū)動手部的兩個輸入軸，實現(xiàn)手部的動作。步進電動機A13、B15錯開布置，縮短了小臂的寬度。參見圖1，曲柄19與連桿20、連桿20與小臂、大臂21與小臂之間分別用軸承和銷軸連接形成轉(zhuǎn)動副，曲柄19由安裝在轉(zhuǎn)動座18上的步進電機驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，通過連桿20帶動小臂繞與大臂21形成的轉(zhuǎn)動副擺動。大臂21與轉(zhuǎn)動座18間通過轉(zhuǎn)動副連接，轉(zhuǎn)動座18 上安裝驅(qū)動大臂21相對轉(zhuǎn)動座18擺動的步進電機。
權(quán)利要求1.一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀，包括小臂、大臂、可左右轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動座(18)，其中， 大臂安裝在轉(zhuǎn)動座(18)上，且大臂可相對轉(zhuǎn)動座(18)擺動；小臂安裝在大臂上，且小臂可相對大臂擺動；其特征在于所述小臂包括前小臂、后小臂和手部，其中，前小臂兩端分別連接后小臂的前端和手部，且前小臂可繞臂長方向的軸線旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動前小臂轉(zhuǎn)動的步進電動機和減速裝置安裝在后小臂的末端，驅(qū)動手部運動的兩臺步進電動機和傳動裝置安裝在前小臂內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀，其特征在于所述前小臂由條形的橫梁和兩個叉架梁組成，兩個叉架梁均為空心矩形截面梁，分別通過螺釘固定連接在橫梁的左右兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀，其特征在于所述驅(qū)動手部運動的兩臺步進電動機通過調(diào)整板用螺釘固定安裝在兩個叉架梁的內(nèi)側(cè)，且錯開布置。
4.如權(quán)利要求1所述的一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀，其特征在于所述減速裝置采用諧波減速裝置，其中的剛輪(6)固定在后小臂中，柔輪(7)通過傳動軸與前小臂連接，該傳動軸的兩端分別用前、后兩個角接觸球軸承(8、10)支撐在后小臂中。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀，其特征在于所述手部(3)采用諧波前置匯交式兩自由度手腕。
6.如權(quán)利要求2所述的一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀，其特征在于所述驅(qū)動手部運動的傳動裝置采用同步帶傳動，同步帶和帶輪放置在前小臂的叉架梁內(nèi)。
專利摘要一種機器人小臂結(jié)構(gòu)的教學(xué)儀涉及一種教學(xué)用機器人結(jié)構(gòu)，尤其涉及機器人小臂的一種結(jié)構(gòu)。包括安裝在轉(zhuǎn)動座上的大臂和安裝在大臂上的小臂，其特征在于小臂包括前小臂、后小臂和手部，前小臂可相對后小臂轉(zhuǎn)動，驅(qū)動前小臂轉(zhuǎn)動的步進電動機和減速裝置安裝在后小臂的末端，這樣可以對安裝在前小臂前端的手部起到平衡的作用。前小臂由左右兩個空心的叉架梁和橫梁組成，驅(qū)動手部運動的兩臺步進電動機安裝在左右叉架梁上，并錯開布置，可縮短前小臂的寬度。本實用新型所述的教學(xué)機器人小臂結(jié)構(gòu)具有寬度窄，靈活度高，平衡性好，適于教學(xué)和實驗等優(yōu)點。
文檔編號G09B25/02GK201946205SQ20112004827
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者于海蘭, 常濤, 魯志融 申請人:北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院