[发明专利]一种可延伸臂长的机械臂

说明书

本发明涉及一种可延伸臂长的机械臂，该机械臂包括一级可延展机械臂、二级可延展机械臂和将两者连接的旋转轴机构，所述的一级可延展机械臂一端连接旋转轴机构，另一端连接六滑轮可延展臂长机构(1)，所述的二级可延展机械臂一端连接旋转轴机构，另一端连接一四滑轮可延展臂长机构(1’)。与现有技术相比，本发明具有可实现单一机械臂在其可变臂长半径范围内均可提供不同工作的功能，并可解决现有机械臂功能单一且活动半径局限于机械臂臂长总和的问题等优点。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是涉及一种可延伸臂长的机械臂。

背景技术

机械臂是指高精度，高速点胶机器手，机械臂是一个多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配，安全防爆等领域得到广泛应用。机械臂是一个复杂系统，存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务，需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。

近年来，随着机器人技术的发展，应用高速、高精度、高负载自重比的机器人结构受到工业和航空航天领域的关注。由于运动过程中关节和连杆的柔性效应的增加，使结构发生变形从而使任务执行的精度降低。所以，机器人机械臂结构柔性特征必须予以考虑，实现柔性机械臂高精度有效控制也必须考虑系统动力学特性。柔性机械臂是一个非常复杂的动力学系统，其动力学方程具有非线性，强耦合，实变等特点。而进行柔性臂动力学问题的研究，其模型的建立是极其重要的。柔性机械臂不仅是一个刚柔耦合的非线性系统，而且也是系统动力学特性与控制特性相互耦合即机电耦合的非线性系统。动力学建模的目的是为控制系统描述及控制器设计提供依据。一般控制系统的描述(包括时域的状态空间描述和频域的传递函数描述)与传感器/执行器的定位，从执行器到传感器的信息传递以及机械臂的动力学特性密切相关。

目前，现有工业机械臂多为固定臂长，两点转动式设计。这一种机械臂能够达成的功能有限，且活动半径局限于机械臂臂长总和。对于大型机械建造或需要在大范围内工作的机械臂，现有方法只有制造尺寸更大的机械臂，该方法会消耗大量物资来制造机械臂，并且庞大的机械臂对于操作者来说很难实现便捷操作。因此，目前亟需一种新型机械臂，以实现对于单一机械臂无法在大范围内便捷的完成指令。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可实现单一机械臂在其可变臂长半径范围内均可提供不同工作的功能，并配置不同功能的末端模块化结构，具备功能繁多，可解决现有机械臂功能单一且活动半径局限于机械臂臂长总和的问题的可延伸臂长的机械臂。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可延伸臂长的机械臂，该机械臂包括一级可延展机械臂、二级可延展机械臂和将两者连接的转动机构，所述的一级可延展机械臂通过一级伺服驱动转动模块驱动一级皮带传动系统，使固定在皮带传动系统的固定架基座带动机械臂进行伸缩；二级可延展机械臂通过二级伺服驱动转动模块驱动二级皮带传动系统，使二级皮带传动系统的四滑轮可延展臂长机构带动机械臂进行伸缩。

进一步地，所述的一级可延展机械臂包括固定架基座、一级支撑座、一级滑轮导向系统、一级伺服驱动转动模块、一级皮带传动系统和六滑轮可延展臂长机构，所述的一级可延展机械臂通过一级伺服驱动转动模块驱动一级皮带传动系统，使固定在皮带传动系统的固定架基座带动机械臂进行伸缩。

进一步地，所述的一级皮带传动系统包括相互连接的一级转动齿轮和一级皮带；

所述的六滑轮可延展臂长机构包括一体式的六滑轮移动件、六滑轮组和六滑轮连接孔；

所述的一级滑轮导向系统包括相互拼接的一级滑轨、一级一级U形凹槽和六滑轮孔位。