弹簧自平衡助力机械手

摘要

本发明公开了一种弹簧自平衡助力机械手，由移动小车、五自由度串联机械臂和弹簧平衡系统三部分组成；所述五自由度串联机械臂通过腰关节上底座固定于移动小车上，弹簧平衡系统位于五自由度串联机械臂后方，其弹簧调节支座组件中安装支撑座固定安装在腰关节的转盘上。优点是：克服现有的助力机械手制造成本高，动力单元较为复杂，不适用于轻型简易工作场所的不足，主要用于轻便型场合的物料搬运，结构简单，易于操作，负载可调，适应性强。五自由度机械臂实现了物料在空间的移动，弹簧平衡系统用于平衡负载，起助力作用，使机构可在任意位置平衡，通过调节丝杠螺母机构，改变弹簧初始长度，以满足不同负载要求。

主权项

弹簧自平衡助力机械手，其特征在于：由移动小车、五自由度串联机械臂和弹簧平衡系统三部分组成；所述五自由度串联机械臂通过腰关节上底座固定于移动小车上，弹簧平衡系统位于五自由度串联机械臂后方，其弹簧调节支座组件中安装支撑座固定安装在腰关节的转盘上；所述五自由度串联机械臂（1）包括：腰关节、杆I组件、杆II组件、杆III组件及杆IV构成的末端执行组件五部分；其中，腰关节内装有转盘轴承，可使转盘绕底座360°转动，构成第一关节；杆I组件的轴承座固定于腰关节的转盘上，销轴A一端穿过连杆I下端U型叉架的安装孔，为过盈配合，另一端与轴承座中轴承内圈连接，使杆I组件与腰关节行成铰接关系，构成第二关节；杆II组件的连杆II，其前端两侧开有安装孔，位置关于其中轴面对称，销轴B一端连杆II前端安装孔连接，为过盈配合，另一端与轴承内圈相配合，最后把轴承安装于连杆I上端的U型叉架安装孔中，并用上盖压紧，由此杆II组件与杆I组件在连杆I上端连接处形成铰接关系，构成第三关节；杆II组件中连杆II内部为空心结构，其前后端均开有安装孔，内安装有轴承，连接轴穿过连杆II内部，分别与两轴承内圈相配合，故连接轴可绕连杆II的轴线转动，连杆III组件末端与连接轴前端相固连，因此，连杆III组件与连杆II组件构成转动副，两者可绕其轴线相对转动，构成第四关节；杆IV构成的末端执行组件与杆III组件前端的U型叉架铰接， 构成第五关节；所述弹簧平衡系统包括：弹簧调节支座组件、弹簧I、弹簧II三部分，其中，弹簧调节支座组件由安装支撑座、丝杠滑块调节系统I、丝杠滑块调节系统II组成，丝杠滑块调节系统I中，丝杠座A通过螺钉竖直固定在安装支撑座上，丝杠A、滑杆A分别通过丝杠座A上的安装定位孔，进行连接，滑块A上开有两孔，丝杠A通过螺纹孔，以便驱动滑块移动，滑杆A通过光孔，起支撑作用，滑块A上装有弹簧I挂点II，用于连接弹簧I；丝杠滑块系统II中，丝杠座B通过螺钉竖直固定在安装支撑座上，丝杠B、滑杆B分别通过丝杠座B上的安装定位孔，进行连接，滑块B上开有三孔，丝杠B通过中间的螺纹孔，以便驱动滑块移动，两滑杆B通过光孔，起支撑作用，滑块B上装有弹簧II挂点II，用于连接弹簧II，挂点两侧对称，既能使机构承受较大的负载，又能使弹簧空间布置位置更加合理；弹簧I一端与连杆I上的弹簧I挂点I连接，另一端与丝杠滑块系统I中滑块A上弹簧I挂点II连接；弹簧II一端与连杆II末端的弹簧II挂点I连接，另一端与丝杠滑块系统II中滑块B上弹簧II挂点II连接。