技術領域

本實用新型涉及一種機械臂，具體來說，涉及一種五自由度機械臂。

背景技術

果蔬收獲是農業生產過程的重要環節，為提高勞動生產率和作業質量，降低勞動強度，改善工作環境，實現收獲作業自動化和智能化，國內外對農業采摘機器人的機械臂進行了試驗性的探索，現已開發出的大多數農業采摘機器人的機械臂采用類似于通用工業機械臂的構型。該機械臂存在以下問題：（1）與釆摘對象和作業環境間缺乏協調性；（2）僅適應于特定的環境和單一作業，通用性較差，且不便對其系統進行升級和擴展，具有很大的局限性；（3）成本高，機構笨重，嚴重影響了采摘機器人的實用化、商品化進程。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種五自由度機械臂，以提高機械臂的承載力，降低工作時的慣性，確保設備穩定運行。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種五自由度機械臂，所述機械臂包括腰部、減速器、基座、腰部伺服電機、肩部伺服電機、第一大臂絲杠、第一大臂滑塊、第一肘部推桿、第一肘部連桿、大臂連板、腕部伺服電機、末端執行器連接件、小臂、第二肘部連桿、第二大臂滑塊、第二大臂絲杠、第二肘部推桿、大臂基座、第一大臂伺服電機、第二大臂伺服電機；其中，腰部通過減速器與基座相連，腰部伺服電機固定連接在腰部上，且腰部伺服電機的轉動軸與減速器的輸入端固定連接；肩部伺服電機固定連接在腰部上，肩部伺服電機的轉動軸與大臂基座固定連接，大臂基座和腰部可轉動連接；第一大臂伺服電機、第二大臂伺服電機和大臂導軌均固定連接在大臂基座上；第一大臂絲杠一端和第二大臂絲杠一端分別與大臂連板可轉動連接，第一大臂絲杠另一端和第二大臂伺服電機的動力輸出軸固定連接，第二大臂絲杠另一端和第一大臂伺服電機的動力輸出軸固定連接；第一大臂滑塊通過螺旋副與第一大臂絲杠連接，第二大臂滑塊通過螺旋副與第二大臂絲杠連接；第一肘部推桿一端和第二肘部推桿一端分別與第一大臂滑塊可轉動連接，第一肘部推桿另一端與第一肘部連桿一端相連，第一肘部連桿與第二大臂滑塊可轉動連接，第一肘部連桿另一端與小臂固定連接；第二肘部推桿另一端與第二肘部連桿一端相連，第二肘部連桿與第二大臂滑塊可轉動連接，第二肘部連桿另一端與小臂固定連接；腕部伺服電機固定連接在小臂上，末端執行器連接件與小臂可轉動連接，腕部伺服電機通過傳動部件帶動末端執行器連接件轉動。

作為優選例，所述傳動部件包括第一腕部驅動桿、連桿和第二腕部驅動桿，腕部伺服電機的轉動軸與第一腕部驅動桿一端固定連接，第一腕部驅動桿另一端與連桿一端可轉動連接，連桿另一端與第二腕部驅動桿可轉動連接，第二腕部驅動桿和末端執行器連接件固定連接。

作為優選例，所述大臂導軌包括兩個第一大臂導軌和兩個第二大臂導軌，兩個第一大臂導軌分布在第一大臂絲杠兩側，兩個第二大臂導軌分布在第二大臂絲杠兩側；第一大臂滑塊套裝在第一大臂導軌上，第二大臂滑塊套裝在第二大臂導軌上。

與現有技術相比，本實用新型的機械臂具有以下優點：

（1）承載力大。本實施例并列設置兩個承載單元去承載機械臂抓取的物體重力。其中，第一肘部推桿和第一肘部連桿構成一承載單元。第二肘部連桿和第二肘部推桿構成了另一承載單元。兩個承載單元同時承載末端執行器抓取的物體重力。這大大增加了機械臂的承載力。

（2）慣性小。本實施例中，腰部伺服電機、肩部伺服電機、第一大臂伺服電機、第二大臂伺服電機，都位于機械臂的下部。雖然腕部伺服電機位于上部，但是其重量較小。這使得整個機械臂的重心較低，慣性小，利于設備的安全運行。

（3）動作靈活。本實施例中，機械臂為關節型機械臂，包括腰、肩、大臂、肘、小臂和腕，且肘部連桿相對于大臂基座具有一個自由度直線運動和一個自由度轉動。整個機械臂動作靈活。同時，機械臂工作空間大。機械臂的肘部采用并聯結構，可以實現轉動和移動，增加了機器人的作業空間。本實施例的機械臂結構簡單、慣性小、易操控。

（4）占地面積小。本實施例中，所有部件都裝載在基座上。基座占地面積小，使得整個機械臂占地面積小。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。