本發(fā)明涉及一種可延伸臂長的機械臂，該機械臂包括一級可延展機械臂、二級可延展機械臂和將兩者連接的旋轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，所述的一級可延展機械臂一端連接旋轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，另一端連接六滑輪可延展臂長機構(gòu)(1)，所述的二級可延展機械臂一端連接旋轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，另一端連接一四滑輪可延展臂長機構(gòu)(1’)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有可實現(xiàn)單一機械臂在其可變臂長半徑范圍內(nèi)均可提供不同工作的功能，并可解決現(xiàn)有機械臂功能單一且活動半徑局限于機械臂臂長總和的問題等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，尤其是涉及一種可延伸臂長的機械臂。

背景技術(shù)

機械臂是指高精度，高速點膠機器手，機械臂是一個多輸入多輸出、高度非線性、強耦合的復(fù)雜系統(tǒng)。因其獨特的操作靈活性，已在工業(yè)裝配，安全防爆等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。機械臂是一個復(fù)雜系統(tǒng)，存在著參數(shù)攝動、外界干擾及未建模動態(tài)等不確定性。因而機械臂的建模模型也存在著不確定性，對于不同的任務(wù)，需要規(guī)劃機械臂關(guān)節(jié)空間的運動軌跡，從而級聯(lián)構(gòu)成末端位姿。

近年來，隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用高速、高精度、高負載自重比的機器人結(jié)構(gòu)受到工業(yè)和航空航天領(lǐng)域的關(guān)注。由于運動過程中關(guān)節(jié)和連桿的柔性效應(yīng)的增加，使結(jié)構(gòu)發(fā)生變形從而使任務(wù)執(zhí)行的精度降低。所以，機器人機械臂結(jié)構(gòu)柔性特征必須予以考慮，實現(xiàn)柔性機械臂高精度有效控制也必須考慮系統(tǒng)動力學(xué)特性。柔性機械臂是一個非常復(fù)雜的動力學(xué)系統(tǒng)，其動力學(xué)方程具有非線性，強耦合，實變等特點。而進行柔性臂動力學(xué)問題的研究，其模型的建立是極其重要的。柔性機械臂不僅是一個剛?cè)狁詈系姆蔷€性系統(tǒng)，而且也是系統(tǒng)動力學(xué)特性與控制特性相互耦合即機電耦合的非線性系統(tǒng)。動力學(xué)建模的目的是為控制系統(tǒng)描述及控制器設(shè)計提供依據(jù)。一般控制系統(tǒng)的描述(包括時域的狀態(tài)空間描述和頻域的傳遞函數(shù)描述)與傳感器/執(zhí)行器的定位，從執(zhí)行器到傳感器的信息傳遞以及機械臂的動力學(xué)特性密切相關(guān)。

目前，現(xiàn)有工業(yè)機械臂多為固定臂長，兩點轉(zhuǎn)動式設(shè)計。這一種機械臂能夠達成的功能有限，且活動半徑局限于機械臂臂長總和。對于大型機械建造或需要在大范圍內(nèi)工作的機械臂，現(xiàn)有方法只有制造尺寸更大的機械臂，該方法會消耗大量物資來制造機械臂，并且龐大的機械臂對于操作者來說很難實現(xiàn)便捷操作。因此，目前亟需一種新型機械臂，以實現(xiàn)對于單一機械臂無法在大范圍內(nèi)便捷的完成指令。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可實現(xiàn)單一機械臂在其可變臂長半徑范圍內(nèi)均可提供不同工作的功能，并配置不同功能的末端模塊化結(jié)構(gòu)，具備功能繁多，可解決現(xiàn)有機械臂功能單一且活動半徑局限于機械臂臂長總和的問題的可延伸臂長的機械臂。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種可延伸臂長的機械臂，該機械臂包括一級可延展機械臂、二級可延展機械臂和將兩者連接的轉(zhuǎn)動機構(gòu)，所述的一級可延展機械臂通過一級伺服驅(qū)動轉(zhuǎn)動模塊驅(qū)動一級皮帶傳動系統(tǒng)，使固定在皮帶傳動系統(tǒng)的固定架基座帶動機械臂進行伸縮；二級可延展機械臂通過二級伺服驅(qū)動轉(zhuǎn)動模塊驅(qū)動二級皮帶傳動系統(tǒng)，使二級皮帶傳動系統(tǒng)的四滑輪可延展臂長機構(gòu)帶動機械臂進行伸縮。

進一步地，所述的一級可延展機械臂包括固定架基座、一級支撐座、一級滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)、一級伺服驅(qū)動轉(zhuǎn)動模塊、一級皮帶傳動系統(tǒng)和六滑輪可延展臂長機構(gòu)，所述的一級可延展機械臂通過一級伺服驅(qū)動轉(zhuǎn)動模塊驅(qū)動一級皮帶傳動系統(tǒng)，使固定在皮帶傳動系統(tǒng)的固定架基座帶動機械臂進行伸縮。

進一步地，所述的一級皮帶傳動系統(tǒng)包括相互連接的一級轉(zhuǎn)動齒輪和一級皮帶；

所述的六滑輪可延展臂長機構(gòu)包括一體式的六滑輪移動件、六滑輪組和六滑輪連接孔；

所述的一級滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)包括相互拼接的一級滑軌、一級一級U形凹槽和六滑輪孔位。