液压机械臂及排爆机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种液压机械臂及排爆机器人，包括底臂、第一油缸、主臂、第二油缸、中间臂、第三油缸、旋摆臂，以及尾臂，底臂固定连接在旋转平台上；第一油缸与底臂铰接；主臂与底臂铰接；第二油缸用于驱动主臂在竖直平面内摆动；中间臂与主臂铰接并设有第一液压摆缸；第三油缸用于驱动中间臂在竖直平面内摆动；旋摆臂的一端与第一液压摆缸的输出端连接，另一端设有与第一液压摆缸垂直的第二液压摆缸；尾臂的一端与第二液压摆缸的输出端连接，另一端设有液压抓手。本实用新型专利技术提供的液压机械臂及排爆机器人，动作自由度高，关节数量多，能够适用于空间狭小、环境复杂的排爆场景。环境复杂的排爆场景。环境复杂的排爆场景。

【技术实现步骤摘要】
液压机械臂及排爆机器人


[0001]本技术属于机器人
，具体涉及一种液压机械臂及排爆器机人。

技术介绍

[0002]排爆机器人可代替排爆人员对爆炸装置或武器实施侦察、转移、拆解和销毁，也可处置其他危险物品，或作为监视和攻击平台。通常排爆机器人的行走、机械臂、手抓等各个部件的驱动均采用电机驱动，但是，电机驱动的弊端在于其负载能力较差，对于负载力较高的场景，只能提高电机负载能力，但是电机负载的提高会导致其自身体积和重量的增大，不利于机器人的轻量化设计，尤其是对于机械臂末端执行部件而言，体积和重量的增加会对其有效负载产生副作用，因此，在负载要求较高的场合通常会考虑液压驱动。
[0003]目前，常见的排爆机器人的液压动力机械臂大多为两段式或三段式结构，动力元件为液压油缸，同时配合机器人的旋转平台能够实现末端手抓的三自由度空间位移，但是三自由度的动作仅适合在空间宽阔、排爆环境简单的场合，而无法适应一些空间狭小、环境复杂的排爆场景，从而增加了液压排爆机器人的使用局限性。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供一种液压机械臂及排爆机器人，旨在提高液压机械臂的动作自由度，确保液压驱动的排爆机器人能够适用于空间狭小、环境复杂的排爆场景。
[0005]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：第一方面，提供一种液压机械臂，包括底臂、第一油缸、主臂、第二油缸、中间臂、第三油缸、旋摆臂，以及尾臂，其中，底臂的一端用于固定连接在旋转平台的旋转输出端，另一端向上延伸；第一油缸的一端与底臂的固定端铰接，另一端与底臂的延伸端铰接，用于驱动底臂在竖直平面内摆动；主臂的一端与底臂的延伸端水平铰接，另一端在竖直平面内向远离底臂的方向延伸；第二油缸的一端与底臂的延伸端水平铰接，另一端与主臂的中部水平铰接，用于驱动主臂在竖直平面内摆动；中间臂的一端与主臂的延伸端水平铰接，另一端在竖直平面内向远离主臂的方向延伸，且延伸端设有第一液压摆缸；第三油缸的一端与主臂的中部水平铰接，另一端与中间臂的中部水平铰接，用于驱动中间臂在竖直平面内摆动；旋摆臂的一端与第一液压摆缸的输出端连接，旋摆臂在第一液压摆缸的驱动下于竖直平面内摆动，旋摆臂的另一端设有第二液压摆缸，第二液压摆缸与第一液压摆缸垂直；尾臂的一端与第二液压摆缸的输出端连接，另一端设有液压抓手，尾臂在第二液压摆缸的驱动下绕第二液压摆缸摆动。
[0006]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，底臂包括底座、两组支撑臂，以及水平连杆；底座用于水平固定连接在旋转平台的旋转输出端；两组支撑臂平行间隔设置于底座上，支撑臂的一端与底座水平铰接，另一端向上延伸；水平连杆的一端与其中一组支撑臂的延伸端铰接，中部与另一组支撑臂的延伸端铰接，另一端与主臂铰接，水平连杆上设有延伸至主臂下方的连接部，连接部与第二油缸铰接；其中，第一油缸的底端与底座铰接，顶端与其中一组支撑臂的延伸端铰接。
[0007]一些实施例中，每组支撑臂包括沿主臂的铰接轴的轴向间隔分布的两个支撑臂，底座上铰接有两个分别与其中一组的两个支撑臂位置对应的第一油缸。
[0008]示例性的，水平连杆具有两个，每个水平连杆分别对应连接平行于竖直平面间隔对齐的两个支撑臂，两个水平连杆朝向主臂的一端均设有向下延伸的连接耳，两个连接耳共同形成连接部。
[0009]举例说明，主臂和中间臂均为空心梁结构，第二油缸和第三油缸均置于主臂的内部，且主臂的两端底壁分别设有适于第二油缸和第三油缸的端部穿出的避让口。
[0010]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第二油缸/第三油缸的两端均穿设有连接轴，连接轴上于第二油缸/第三油缸的两侧分别套设有支撑套，两个支撑套分别用于抵接两个连接耳或主臂的两内侧壁或中间臂的两内侧壁。
[0011]一些实施例中，尾臂的内部中空，液压抓手包括抓手本体、第四油缸，及液压马达；其中，抓手本体转动连接于尾臂上，具有张合连杆机构；第四油缸设于尾臂内部，输出端与张合连杆机构连接；液压马达设于尾臂内部，且位于第四油缸的侧方，液压马达的输出端与抓手本体连接。
[0012]示例性的，主臂与底臂的铰接轴端、中间臂与主臂的铰接轴端、第一液压摆缸的输出端、第二液压摆缸的输出端均设有角度传感器。
[0013]本技术提供的液压机械臂的有益效果在于：与现有技术相比，本技术液压机械臂，底臂固定在旋转平台上具备水平转动自由度，还受第一油缸的驱动而在竖直平面内摆动的自由度，主臂与底臂铰接并受第二油缸的驱动而在竖直平面内具备摆动自由度，因此主臂的延伸端能够到达距离旋转平台更高更远的位置，在此基础上，铰接在主臂延伸端的中间臂受第三油缸的驱动而同样能够在竖直平面内摆动，从而能够与主臂、底臂围成倒U型的形态，能够避让障碍物，而旋摆臂与中间臂连接能够在第一液压摆缸的驱动下在竖直平面内摆动，尾臂连接在第二液压摆缸的输出端，具有与旋摆臂的摆动轴向垂直的摆动自由度，不仅相较于常规的三自由度机械臂多出了一个旋转自由度，而且比常规机械臂的关节更多，综合负载较大的底臂、主臂、中间臂采用液压油缸驱动，动力充沛，综合负载较小的旋摆臂和尾臂则采用液压摆缸驱动，相比于现有技术中采用电机驱动的方式在同等体积下能够具备更大的负载能力，能够在狭小空间内将液压抓手送达指定角度和位置，从而适应空间狭小、环境复杂的排爆场景。
[0014]第二方面，本技术实施例还提供了一种排爆器机人，包括上述液压机械臂，具有与上述液压机械臂相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
[0015]图1为本技术实施例提供的液压机械臂的立体结构示意图；
[0016]图2为本技术实施例提供的液压机械臂的侧视(局部剖开)示意图；
[0017]图3为本技术实施例采用的第二油缸/第三油缸的立体结构示意图；
[0018]图4为本技术实施例所采用的液压抓手的结构示意图。
[0019]图中：10、底臂；100、竖直平面；11、底座；12、支撑臂；13、水平连杆；131、连接耳；20、第一油缸；30、主臂；300、角度传感器；40、第二油缸；41、连接轴；411、支撑套；50、中间臂；51、第一液压摆缸；60、第三油缸；70、旋摆臂；71、第二液压摆缸；80、尾臂；81、液压抓手；
811、抓手本体；8111、张合连杆机构；812、第四油缸；813、液压马达；90、旋转平台。
具体实施方式
[0020]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0021]请一并参阅图1至图4，现对本技术提供的液压机械臂进行说明。所述液压机械臂，包括底臂10、第一油缸20、主臂30、第二油缸40、中间臂50、第三油缸60、旋摆臂70，以及尾臂80，其中，底臂10的一端用于固定连接在旋转平台90的旋转输出端，另一端向上延伸；第一油缸20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.液压机械臂，其特征在于，包括：底臂，一端用于固定连接在旋转平台的旋转输出端，另一端向上延伸；第一油缸，一端与所述底臂的固定端铰接，另一端与所述底臂的延伸端铰接，用于驱动所述底臂在竖直平面内摆动；主臂，一端与所述底臂的延伸端水平铰接，另一端在所述竖直平面内向远离所述底臂的方向延伸；第二油缸，一端与所述底臂的延伸端水平铰接，另一端与所述主臂的中部水平铰接，用于驱动所述主臂在所述竖直平面内摆动；中间臂，一端与所述主臂的延伸端水平铰接，另一端在所述竖直平面内向远离所述主臂的方向延伸，且延伸端设有第一液压摆缸；第三油缸，一端与所述主臂的中部水平铰接，另一端与所述中间臂的中部水平铰接，用于驱动所述中间臂在所述竖直平面内摆动；旋摆臂，一端与所述第一液压摆缸的输出端连接，所述旋摆臂在所述第一液压摆缸的驱动下于所述竖直平面内摆动，所述旋摆臂的另一端设有第二液压摆缸，所述第二液压摆缸与所述第一液压摆缸垂直；尾臂，一端与所述第二液压摆缸的输出端连接，另一端设有液压抓手，所述尾臂在所述第二液压摆缸的驱动下绕所述第二液压摆缸摆动。2.如权利要求1所述的液压机械臂，其特征在于，所述底臂包括：底座，用于水平固定连接在所述旋转平台的旋转输出端；两组支撑臂，平行间隔设置于所述底座上，所述支撑臂的一端与所述底座水平铰接，另一端向上延伸；水平连杆，一端与其中一组所述支撑臂的延伸端铰接，中部与另一组所述支撑臂的延伸端铰接，另一端与所述主臂铰接，所述水平连杆上设有延伸至所述主臂下方的连接部，所述连接部与所述第二油缸铰接；其中，所述第一油缸的底端与所述底座铰接，顶端与其中一组所述支撑臂的延伸端铰接。3.如权利要求2所述的液压机械臂，其特征在于，每组所述支...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙海生，常程栋，
申请(专利权)人：河北易沃克机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：