一种微型机械臂论文和设计-邰树强

全文摘要

本实用新型涉及一种微型机械臂，包括臂架、与臂架固接的电机、固设在电机轴上的主动带轮和一端套设在主动带轮上的传送带，所述电机轴沿臂架长度方向延伸，臂架上还轴接有沿臂架高度方向延伸的张紧改向轮和沿臂架宽度方向延伸的执行转轴，执行转轴上安装有从动带轮，所述传动带绕过张紧改向轮且另一端套设在从动带轮上。本实用新型利用传送带实现了电机扭矩的垂直变向传递，缩小了机械臂的宽度尺寸，从而减小了占用空间，适合小型或微型机器人使用。

主设计要求

1.一种微型机械臂，其特征在于：包括臂架（1）、与臂架（1）固接的电机（2）、固设在电机轴上的主动带轮（6）和一端套设在主动带轮上的传送带（4），所述电机轴沿臂架长度方向延伸，臂架上还轴接有沿臂架高度方向延伸的张紧改向轮（3）和沿臂架宽度方向延伸的执行转轴（7），执行转轴上安装有从动带轮（5），所述传送带绕过张紧改向轮且另一端套设在从动带轮（5）上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种微型机械臂，其特征在于：所述张紧改向轮包括同轴设置的两防跑偏轮，所述防跑偏轮的两端设置有轮沿，传送带（4）的两条边分别绕过两防跑偏轮。

3.根据权利要求1所述的一种微型机械臂，其特征在于：所述主动带轮（6）和\/或张紧改向轮（3）的轮面上设有沿周向分布的凹槽，所述传送带上设有与所述凹槽适配的带齿。

4.根据权利要求1所述的一种微型机械臂，其特征在于：主动带轮与张紧改向轮在沿臂架长度方向上的距离小于传送带的宽度。

5.根据权利要求1所述的一种微型机械臂，其特征在于：所述电机（2）为两件，与两电机对应的执行转轴共轴线设置。

6.根据权利要求5所述的一种微型机械臂，其特征在于：臂架上设有两相对的耳板，两执行转轴（7）分别通过轴承安装在两耳板上。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术领域，尤其涉及到一种微型机械臂。

背景技术

随着科学技术的不断发展，机器人越来越多的被应用，机械手的结构也逐渐成熟。目前常见的机械手都是由若干机械臂组成，相邻的机械臂通过转轴相互轴接，且通过关节电机实现角度变化。在关节电机设置时，电机轴与转轴共轴设置，从而增大了机械臂的宽度尺寸，占用空间较大，不利于机器人的小型化发展。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种微型机械臂，通过将电机轴沿机械臂长度方向设置，减小了机械臂的占用空间，可满足微型机器人的使用空间要求。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种微型机械臂，包括臂架、与臂架固接的电机、固设在电机轴上的主动带轮和一端套设在主动带轮上的传送带，所述电机轴沿臂架长度方向延伸，臂架上还轴接有沿臂架高度方向延伸的张紧改向轮和沿臂架宽度方向延伸的执行转轴，执行转轴上安装有从动带轮，所述传送带绕过张紧改向轮且另一端套设在从动带轮上。

本方案将电机轴沿臂架长度方向设置，减小了机械臂的宽度尺寸，利用传送带的可折弯特性，通过设置张紧改向轮改变传力方向，使沿臂架长度方向延伸的电机轴可以通过传送带带动从动带轮转动，进而带动沿宽度方向延伸的执行转轴转动，张紧改向轮不仅起到改变传力方向的作用，而且起到张紧作用，提高了动力传递效率和可靠性。

作为优化，所述张紧改向轮包括同轴设置的两防跑偏轮，所述防跑偏轮的两端设置有轮沿，传送带的两条边分别绕过两防跑偏轮。本优化方案将张紧改向轮设置为两个独立的防跑偏轮，并且在防跑偏轮上设置轮沿，使传送带的两条边相互隔离，避免相互摩擦或缠绕，通过固定防跑偏轮的位置，可以使传送带两条边的间距与执行转轴外径一致，进一步提高传动效率。

作为优化，所述主动带轮和\/或张紧改向轮的轮面上设有沿周向分布的凹槽，所述传送带上设有与所述凹槽适配的带齿。本优化方案通过设置凹槽和带齿，避免了传送带打滑，提高了传动的可靠性。

作为优化，主动带轮与张紧改向轮在沿臂架长度方向上的距离小于传送带的宽度。本优化方案距离的设置，可避免由于传送带过紧而导致其从主动带轮上脱落，在安装时，可以实现由主动带轮伸出的传送带与张紧改向轮相切，并且传送带包覆主动带轮的面积最大，保证了高传动效率。

作为优化，所述电机为两件，与两电机对应的执行转轴共轴线设置。通过设置两件电机，在两电机同步转动时，可以提高执行转轴的扭矩，两电机交错工作时，可以实现两执行转轴的交替旋转，以完成相应动作。

作为优化，臂架上设有两相对的耳板，两执行转轴分别通过轴承安装在两耳板上。通过设置两相对的耳板，方便增大两执行转轴之间的距离，在不超出机械臂宽度范围内进行执行机构的安装，通过设置轴承，减小了执行转轴转动时的摩擦力，有利于减小电机功率，进而减小电机体积。

上述微型机械臂的使用方法，包括如下方面：

电机为一件时：

（1）将臂架的执行转轴所在端作为执行端，电机转动时，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，由执行转轴带动执行机构旋转；

（2）将臂架作为转动构件，将执行转轴与机体连接，电机转动时，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，实现臂架的整体转动，从而带动其他臂架或执行构件转动；

电机为两件时：

（1）将臂架的执行转轴所在端作为执行端，两电机同步转动，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，由执行转轴带动同一执行机构旋转；

（2）将臂架的执行转轴所在端作为执行端，两电机交错转动，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，两执行转轴分别带动两执行机构交替旋转；

（3）将臂架作为转动构件，将执行转轴与机体连接，两电机同步转动，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，实现臂架的整体转动。

本方法对于微型机械臂的使用非常灵活，可以满足不同的使用要求，提高了机械臂的应用范围。

本实用新型的有益效果为：利用传送带实现了电机扭矩的垂直变向传递，缩小了机械臂的宽度尺寸，从而减小了占用空间，适合小型或微型机器人使用。

附图说明

图1为本实用新型正视图；

图2为本实用新型俯视图；

图中所示：

1、臂架，2、电机，3、张紧改向轮，4、传送带，5、从动带轮，6、主动带轮，7、执行转轴。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种微型机械臂，包括臂架1、与臂架1固接的电机2、固设在电机轴上的主动带轮6和一端套设在主动带轮上的传送带4，传送带为柔性的橡胶带或尼龙带，可以弯折变形。

电机2为平行设置的两件，电机轴沿臂架长度方向延伸，臂架上还轴接有沿臂架高度方向延伸的张紧改向轮3和沿臂架宽度方向延伸的执行转轴7，与两电机对应的执行转轴共轴线设置，两执行转轴上均安装有从动带轮5，所述传送带绕过张紧改向轮且另一端套设在从动带轮5上。执行转轴和张紧轮的轮轴均通过轴承与臂架连接。

主动带轮6和张紧改向轮3的轮面上设有沿周向分布的凹槽，所述传送带上设有与所述凹槽适配的带齿。主动带轮与张紧改向轮在沿臂架长度方向上的距离小于传送带的宽度。

张紧改向轮包括同轴设置的两防跑偏轮，所述防跑偏轮的两端设置有沿径向凸出于轮面的轮沿，传送带4的两条边分别绕过两防跑偏轮。

臂架上设有两相对的耳板，两执行转轴7分别通过轴承安装在两耳板上。臂架上设有动力腔、传动腔和执行腔，电机固定在动力腔中，电机轴穿过动力腔与传动腔之间的隔板伸至传动腔，主动带轮位于传动腔中，两耳板组成的空间为执行腔。各部分腔体的设置，使机械臂内部结构更加紧凑合理。

微型机械臂的使用方法，包括如下方面：

电机为一件时：

1、将臂架的执行转轴所在端作为执行端，执行转轴与现有的执行机构连接，电机转动时，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，由执行转轴带动执行机构旋转，执行机构根据实际使用需要进行选择；

2、将臂架作为转动构件，将执行转轴与机体连接，电机转动时，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，实现臂架的整体转动。

电机为两件时：

1、将臂架的执行转轴所在端作为执行端，两电机同步转动，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，由执行转轴带动同一执行机构旋转；

2、将臂架的执行转轴所在端作为执行端，两电机交错转动，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，两执行转轴分别带动两执行机构交替旋转；

3、将臂架作为转动构件，将执行转轴与机体连接，两电机同步转动，通过传送带的改向传力带动执行转轴转动，实现臂架的整体转动。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

设计图

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