一种悬挂定位机械臂及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113288427A(43)申请公布日2021.08.24(21)申请号202010106557.9(22)申请日2020.02.21(71)申请人中国科学院沈阳自动化研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区南塔街114号(72)发明人周圆圆刘浩林鹏郭明全于涛(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人汪海(51)Int.Cl.A61B34/30(2016.01)权利要求书3页说明书10页附图8页(54)发明名称一种悬挂定位机械臂及控制方法(57)摘要本发明涉及机械臂领域，具体地说是一种悬挂定位机械臂及控制方法，包括底座、升降关节、第一旋转关节、伸缩关节、第二旋转关节、第三旋转关节、第四旋转关节和末端操作器，第一旋转关节通过升降关节驱动升降，伸缩关节通过第一旋转关节驱动转动，第二旋转关节通过伸缩关节驱动移动，第三旋转关节通过第二旋转关节驱动转动，第三旋转关节设有可转动的支撑架，第四旋转关节和末端操作器安装于所述支撑架上，且末端操作器通过第四旋转关节驱动转动，支撑架中部设有把手一和力传感器B，支撑架与第四旋转关节连接一端设有把手二和力传感器A。本发明可实现机械臂的三维位置拖动、远心定位拖动与单轴运动控制，结构简单、易于操作且控制精确。CN113288427ACN113288427A权利要求书1/3页1.一种悬挂定位机械臂，其特征在于：包括底座(8)、升降关节(1)、第一旋转关节(2)、伸缩关节(3)、第二旋转关节(4)、第三旋转关节(5)、第四旋转关节(6)和末端操作器(7)，升降关节(1)安装于底座(8)上，第一旋转关节(2)通过升降关节(1)驱动升降，伸缩关节(3)通过第一旋转关节(2)驱动转动，第二旋转关节(4)通过伸缩关节(3)伸缩驱动移动，第三旋转关节(5)通过第二旋转关节(4)驱动转动，第三旋转关节(5)包括支撑架(501)和驱动单元，且所述支撑架(501)通过所述驱动单元驱动转动，第四旋转关节(6)和末端操作器(7)设于支撑架(501)上，且末端操作器(7)通过第四旋转关节(6)驱动转动，所述支撑架(501)中部设有把手一(503)和力传感器B(502)，所述支撑架(501)与第四旋转关节(6)连接一端设有把手二(508)和力传感器A(507)，所述支撑架(501)上设有使能按钮(504)、按钮A(505)和按钮B(506)。2.根据权利要求1所述的悬挂定位机械臂，其特征在于：所述升降关节(1)包括电动推缸(101)和第一关节支撑件(102)，电动推缸(101)安装在所述底座(8)上，且第一关节支撑件(102)通过所述电动推缸(101)驱动升降，所述第一旋转关节(2)包括第二关节电机(202)、齿轮一(204)、齿轮二(208)、交叉滚子轴环(206)和第二关节连接件(207)，其中第二关节电机(202)设于第一关节支撑件(102)上端内的一侧，齿轮一(204)安装于第二关节电机(202)的输出端，齿轮二(208)可转动地设于第一关节支撑件(102)上端中部，且所述齿轮二(208)与齿轮一(204)啮合，所述齿轮二(208)与交叉滚子轴环(206)内圈一侧同轴连接，交叉滚子轴环(206)内圈的另一侧与第二关节连接件(207)同轴连接，伸缩关节(3)固装于所述第二关节连接件(207)上。3.根据权利要求2所述的悬挂定位机械臂，其特征在于：所述底座(8)上侧设有包裹所述电动推缸(101)的第一关节外壳(103)，所述第一关节外壳(103)上端与一个包裹所述第一关节支撑件(102)的第二关节外壳(201)相连，所述第一关节外壳(103)和第二关节外壳(201)横截面可以为方形或圆形。4.根据权利要求1所述的悬挂定位机械臂，其特征在于：所述伸缩关节(3)包括第三关节支撑板(301)、伸缩机构(302)和第三关节连接件(303)，其中第三关节支撑板(301)与第一旋转关节(2)连接，伸缩机构(302)安装于第三关节支撑板(301)上，所述伸缩机构(302)包括电机模组(3021)、丝杠(3025)和滑块(3024)，且所述丝杠(3025)通过电机模组(3021)驱动转动，所述滑块(3024)内部设有丝母套装于所述丝杠(3025)上，所述第三关节连接件(303)与所述滑块(3024)固连，第二旋转关节(4)安装于所述第三关节连接件(303)端部。5.根据权利要求1所述的悬挂定位机械臂，其特征在于：所述第二旋转关节(4)包括端关节(401)和第四关节连接件(402)，其中端关节(401)固装于伸缩关节(3)自由移动端部，所述端关节(401)内设有第四关节电机，且所述第四关节连接件(402)通过所述第四关节电机驱动转动，所述第三旋转关