七自由度重载移动操作臂

摘要

七自由度重载移动操作臂，俯仰驱动机构上的俯仰移动滑块与抓取平台上的滑道滑动连接，偏航驱动机构与俯仰驱动机构上的横向半圆轨道滑动连接，直线滑轨均与滑动架滑动连接，滑动架上且朝向弧形轨道的一侧设置有连接板接口，轴向旋转驱动机构上的空心轴安装在机械臂架的下端，空心轴的底端穿过机械臂架与偏航驱动机构上的凹形板固定连接，竖直移动机构上的丝杠螺母与滑动架固定连接，竖直转动机构上的连接板与滑动架连接，沿轨道转动机构上的第二谐波减速器安装在竖直转动机构上的左空腔内，沿轨道平动机构上的安装板安装在沿轨道转动机构上的右支撑件上。本发明用于在核电的维修设备中内模块的维修操作、大型热炉内包块的更换等。

主权项

一种七自由度重载移动操作臂，所述七自由度重载移动操作臂包括偏航驱动机构（5）、俯仰驱动机构（7）和抓取平台（8），偏航驱动机构（5）包括凹形板（5‑1）、偏航电机（5‑2）、偏航减速器（5‑3）、减速器固定板（5‑4）、偏航齿轮（5‑5）和四个偏航移动滑块（5‑6），凹形板（5‑1）的开口朝下设置，偏航电机（5‑2）固装在凹形板（5‑1）内，偏航减速器（5‑3）的输入轴与偏航电机（5‑2）的输出轴连接，偏航减速器（5‑3）固装在减速器固定板（5‑4）上，减速器固定板（5‑4）与凹形板（5‑1）连接，偏航齿轮（5‑5）安装在偏航减速器（5‑3）的输出轴上，凹形板（5‑1）的两个腿外侧上各设置有两个偏航移动滑块（5‑6），同侧的两个偏航移动滑块（5‑6）沿同一圆周布置，俯仰驱动机构（7）包括长方框架（7‑1）、俯仰驱动电机（7‑2）、主摆线减速器（7‑3）、横向半圆轮齿（7‑8）、两个次摆线减速器（7‑4）、两个俯仰主动齿轮（7‑5）、两个横向半圆轨道（7‑7）和四个俯仰移动滑块（7‑6），俯仰驱动电机（7‑2）固装在长方框架（7‑1）内，主摆线减速器（7‑3）的输入轴与俯仰驱动电机（7‑2）的输出轴连接，两个次摆线减速器（7‑4）对称设置在主摆线减速器（7‑3）输出轴的两侧，两个次摆线减速器（7‑4）分别与主摆线减速器（7‑3）的输出轴连接，每个次摆线减速器（7‑4）的输出轴上安装一个俯仰主动齿轮（7‑5），长方框架（7‑1）的两个外侧壁上各设置有两个俯仰移动滑块（7‑6），同侧的两个俯仰移动滑块（7‑6）沿同一圆周布置，同侧的两个俯仰移动滑块（7‑6）与相应的纵向半圆板（8‑11）上的滑道（8‑11‑1）滑动连接，两个横向半圆轨道（7‑7）对称设置在俯仰驱动电机（7‑2）和次摆线减速器（7‑4）的外侧，横向半圆轮齿（7‑8）设置在俯仰驱动电机（7‑2）与横向半圆轨道（7‑7）之间，横向半圆轮齿（7‑8）与偏航齿轮（5‑5）啮合，两个偏航移动滑块（5‑6）与相应的横向半圆轨道（7‑7）滑动连接，偏航移动滑块（5‑6）的滑动方向与俯仰移动滑块（7‑6）的滑动方向相垂直；所述抓取平台（8）包括基板（8‑1）、平台电机（8‑2）、主动带轮（8‑3）、皮带（8‑4）、被动带轮（8‑5）、抓取丝杠（8‑6）、正旋丝杠螺母（8‑7）、逆旋丝杠螺母（8‑8）、两个抓取爪平台（8‑9）、两个纵向半圆轮齿（8‑10）和两个纵向半圆板（8‑11），平台电机（8‑2）固装在基板（8‑1）的上端面上，主动带轮（8‑3）安装在平台电机（8‑2）的输出轴上，主动带轮（8‑3）通过皮带（8‑4）与被动带轮（8‑5）连接，被动带轮（8‑5）安装在抓取丝杠（8‑6）的输入端上，正旋丝杠螺母（8‑7）和逆旋丝杠螺母（8‑8）均安装在抓取丝杠（8‑6）的输出端上，正旋丝杠螺母（8‑7）的下端和逆旋丝杠螺母（8‑8）的下端分别固装有一个抓取爪平台（8‑9），两个纵向半圆轮齿（8‑10）与抓取丝杠（8‑6）平行设置，且两个纵向半圆轮齿（8‑10）对称设置在基板（8‑1）的两侧边，两个纵向半圆板（8‑11）对称设置在两个纵向半圆轮齿（8‑10）的外侧，每个纵向半圆板（8‑11）上沿圆弧内侧设有滑道（8‑11‑1），俯仰主动齿轮（7‑5）与纵向半圆轮齿（8‑10）啮合，其特征在于：所述七自由度重载移动操作臂还包括竖直转动机构（1）、沿轨道转动机构（2）、竖直移动机构（3）、沿轨道平动机构（4）、轴向旋转驱动机构（6）、机械臂架（9）、滑动架（10）和四条直线滑轨（15），四条直线滑轨（15）呈矩形布置，滑轨（15）均竖直设置在机械臂架（9）的前后面上，四条直线滑轨（15）均与滑动架（10）滑动连接，滑动架（10）上且朝向弧形轨道（70）的一侧设置有连接板接口（10‑1），竖直转动机构（1）包括竖直转动伺服电机（40）、竖直转动减速器（41）、连接盖（42）、第一谐波减速器（43）、连接罩（44）、连接板（45）、竖直转动轴（46）、滚针轴承（48）、竖直转动被动齿轮（49）、对接机构支撑件（50）、竖直转动主动齿轮（51）、壳体（52）、轴套（53）、外罩（54）、外罩（54）和两个圆锥滚子轴承（47），竖直转动被动齿轮（49）、第一谐波减速器（43）、轴套（53）和连接板（45）依次安装在竖直转动轴（46）上，连接罩（44）通过两个并排设置的圆锥滚子轴承（47）套装在轴套（53）上，外罩（54）固装在第一谐波减速器（43）上，连接盖（42）内侧与外罩（54）通过连接元件连接，竖直转动被动齿轮（49）与竖直转动主动齿轮（51）啮合，竖直转动主动齿轮（51）固装在竖直转动减速器（41）的输出轴上，竖直转动减速器（41）的输入轴与竖直转动伺服电机（40）输出轴连接，连接罩（44）下方与壳体（52）固定连接，壳体（52）上设置有右空腔（52‑1）和左空腔（52‑2），右空腔（52‑1）内壁通过滚针轴承（48）与对接机构支撑件（50）轴承连接，连接板（45）右侧固定在连接板接口（10‑1）上，沿轨道转动机构（2）包括沿轨道转动伺服电机（30）、第二谐波减速器（31）、被动人字齿轮（32）、主动人字齿轮（33）、沿轨道转动轴（34）、固定板（35）、沿轨道转动减速器（36）、过渡法兰（37）、左支撑件（38）和右支撑件（39），沿轨道转动减速器（36）的输入轴与沿轨道转动伺服电机（30）的输出轴连接，沿轨道转动减速器（36）的输出轴穿过固定板（35）与第二谐波减速器（31）输入端固定连接，第二谐波减速器（31）的输出端与沿轨道转动轴（34）固定连接，沿轨道转动轴（34）上键连接有主动人字齿轮（33），被动人字齿轮（32）与主动人字齿轮（33）啮合，被动人字齿轮（32）套装在弧形轨道（70）上，第二谐波减速器（31）设置在左空腔（52‑2）内，对接机构支撑件（50）的右侧固定连接有过渡法兰（37），过渡法兰（37）的右端固定有右支撑件（39），右支撑件（39）上朝向弧形轨道（70）内弧一侧的水平中心线上设有直齿轮安装孔（39‑1）；沿轨道平动机构（4）包括沿轨道平动伺服电机（60）、沿轨道平动减速器（61）、内齿圈（62）、安装板（63）、联轴器（64）、直齿轮（65）和直齿轮轴（66），直齿轮（65）设置在直齿轮安装孔（39‑1）中，直齿轮轴（66）上键连接有直齿轮（65），直齿轮轴（66）的输入端通过联轴器（64）与沿轨道平动减速器（61）的输出端连接，沿轨道平动减速器（61）的输入端与沿轨道平动伺服电机（60）的输出端连接，沿轨道平动减速器（61）通过安装板（63）竖直固定在右支撑件（39）上，直齿轮（65）与内齿圈（62）啮合，内齿圈（62）固装在弧形轨道（70）的内弧面上；轴向旋转驱动机构（6）包括轴向旋转伺服电机（19）、空心轴（20）、轴向旋转减速器（21）、被动轴向旋转同步带轮（22）、主动轴向旋转同步带轮（23）、交叉滚子轴承（24）和轴向旋转同步带（26），轴向旋转减速器（21）竖直固定在机械臂架（9）的下方电机固定架（9‑1）上，轴向旋转伺服电机（19）的输出轴与轴向旋转减速器（21）的输入轴连接，轴向旋转减速器（21）的输出轴上键连接有主动轴向旋转同步带轮（23），主动轴向旋转同步带轮（23）通过轴向旋转同步带（26）与被动轴向旋转同步带轮（22）连接，被动轴向旋转同步带轮（22）固定在空心轴（20）上，空心轴（20）通过交叉滚子轴承（24）固定在机械臂架（9）的下方，空心轴（20）的底端穿过机械臂架（9）与偏航驱动机构（5）上的凹形板（5‑1）固定连接；竖直移动机构（3）包括主动竖直移动同步带轮（11）、被动竖直移动同步带轮（12）、竖直移动减速器（13）、滚珠丝杠（14）、竖直移动伺服电机（16）、丝杠螺母（17）和竖直移动同步带（18），竖直移动伺服电机（16）的输出轴与竖直移动减速器（13）的输入轴连接，竖直移动减速器（13）的输出轴上键连接有主动竖直移动同步带轮（11），主动竖直移动同步带轮（11）通过竖直移动同步带（18）与被动竖直移动同步带轮（12）连接，被动竖直移动同步带轮（12）通过键安装在滚珠丝杠（14）的输入端上，滚珠丝杠（14）的两端通过轴承安装在机械臂架（9）的上下端，丝杠螺母（17）与滚珠丝杠（14）螺纹连接，丝杠螺母（17）与滑动架（10）固定连接。