CN106051399A - 一种多角度调节的机械伸缩臂结构 - Google Patents
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Abstract
一种多角度调节的机械伸缩臂结构，包括伸缩臂底座、第一旋转轴和通过第一旋转轴连接伸缩臂底座的机械臂结构，伸缩臂底座上设有机械臂旋转手柄、机械臂减速齿轮组、机械臂涡轮蜗杆结构，机械臂旋转手柄依次通过机械臂减速齿轮组、机械臂涡轮蜗杆结构连接第一旋转轴；机械臂结构主要由机械臂、机械臂锁紧机构、机械臂伸缩机构、安装平台和安装平台锁紧机构组成。将光学相机固定在安装平台上，本发明的机械臂旋转而带动安装平台沿着一圆弧路径摆动时，可以手动操控机械臂沿一圆弧路径回转，通过固定于机械臂上的相机沿圆弧路径进行不同角度拍照，使得光学相机的拍摄角度更加宽广。
Description
技术领域
本发明涉及机械伸缩臂结构，特别涉及一种多角度调节的机械伸缩臂结构。
背景技术
一般手动操控的拍照机械臂是以手动的方式调整固定在机械臂一端的相机拍照角度，并在机械臂的另一端设置配重块以平衡机械臂两端的负重。而未有利用传动机构来带动拍照机械臂的设置。
一般自动操控的拍照机械臂则多由伺服马达带动拍照机械臂而未通过蜗杆及蜗轮来带动拍照机械臂。
无论是手动或自动操控拍照机械臂，一般的拍照机械臂无法调整拍摄半径以及无法调整拍照机械臂回转中心高度。
随着被摄物的大小，须调整拍照半径已取得较佳的拍摄效果，一般的拍照设备是固定在一固定的圆弧轨道上，无法调整拍照半径。更换被摄物时即需要更换圆弧轨道，极不方便。
如未设置调整拍照机械臂回转中心高度的机构，一旦搭配转盘进行3D立体拍照时，转盘盘面高度与拍照机械臂回转中心可能不在同一水平面上导致所拍出的3D立体影像将产生偏移。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多角度调节的机械伸缩臂结构，可以手动操控机械臂沿一圆弧路径回转，通过固定于机械臂上的相机沿圆弧路径进行不同角度拍照。
本发明的目的由如下技术方案实现。
一种多角度调节的机械伸缩臂结构，包括伸缩臂主体和机械传动装置；
所述伸缩臂主体包括伸缩臂底座、第一旋转轴和通过第一旋转轴连接伸缩臂底座的机械臂结构，伸缩臂底座上设有机械臂旋转手柄、机械臂减速齿轮组、机械臂涡轮蜗杆结构，所述机械臂旋转手柄依次通过机械臂减速齿轮组、机械臂涡轮蜗杆结构连接第一旋转轴；所述机械臂结构主要由机械臂、机械臂锁紧机构、机械臂伸缩机构、安装平台和安装平台锁紧机构组成；
机械臂包括内管和外管，内管的一端与第一旋转轴连接，另一端套接在外管一端，所述外管的另一端连接所述安装平台和安装平台锁紧机构；
机械臂锁紧机构主要由机械臂锁紧抱块、锁紧手柄和机械臂锁紧盘组成；机械臂锁紧盘为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述伸缩臂底座上，其圆心正对第一旋转轴轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述机械臂锁紧抱块固定在所述内管上，并穿过上述圆弧槽与所述锁紧手柄连接；
所述机械臂伸缩机构主要由安装在所述内管上的斜齿条、安装在所述外管内部的斜齿轮、涡轮涡杆结构和伸缩旋转手柄组成；内管从外管头部插入使斜齿条和斜齿轮啮合；所述伸缩旋转手柄通过涡轮蜗杆结构连接斜齿轮；
所述机械传动装置包括主底座、限位挡板、驱动滚珠丝杠、滑动台、滚珠螺帽锁紧组件和滑动台锁紧组件；所述的主底座的前、后端设有平行的滑动导轨，主底座的左、右端设有限位挡板，所述限位挡板开设有对应的安装孔，驱动滚珠丝杠的两端活动安装于安装孔内，在驱动滚珠丝杠上安装有滑动台，滑动台底部的中间位置通过滚珠螺帽锁紧组件与驱动滚珠丝杠连接，滑动台底部的两侧通过滑动台锁紧组件与伸缩臂底座的滑动导轨连接；
所述伸缩臂主体的伸缩臂底座固定连接在所述机械传动装置的滑动台上。
其中，所述安装平台为一“L”型支撑板，其通过第二旋转轴连接在所述外管上；所述外管上设有平台旋转手柄、平台减速齿轮组、平台涡轮蜗杆结构，所述平台旋转手柄依次通过平台减速齿轮组、平台涡轮蜗杆结构连接第二旋转轴；
安装平台锁紧机构设置在所述外管和安装平台之间，主要由平台锁紧手柄和平台锁紧盘组成；平台锁紧盘为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述外管上，其圆心正对第二旋转轴轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述平台锁紧手柄穿过上述圆弧槽与所述安装平台连接。
其中，在所述平台锁紧盘的扇形肋板上设有角度标尺。
其中，在所述机械臂锁紧盘的扇形肋板上设有角度标尺。
其中，所述的滚珠螺帽锁紧组件包括第一锁紧本体和第一锁紧驱动气缸；所述的第一锁紧本体具有贯穿的圆形通孔，所述圆形通孔内设有滚珠螺帽镶套，滚珠螺帽镶套的外侧面与第一锁紧本体之间安装有深沟球滚珠轴承，在滚珠螺帽镶套的内部安装有滚珠螺帽，滚珠螺帽具有用于驱动滚珠丝杠穿过的贯穿孔；所述滚珠螺帽镶套的上方设置有第一锁紧斜度销，且滚珠螺帽镶套的顶部与锁紧斜度销的底面接触；所述第一锁紧驱动气缸设置于第一锁紧本体的一侧，第一锁紧驱动气缸通过第一锁紧连杆与第一锁紧斜度销连接且能带动第一锁紧斜度销。
其中，所述的滑动台锁紧组件包括第二锁紧本体和第二锁紧驱动气缸；所述第二锁紧本体的内部具有安装空间，第二锁紧本体的底部设有与安装空间连通的导轨孔，所述的导轨孔用于穿过滑动导轨，在滑动导轨的上方安装有锁紧半圆销，所述锁紧半圆销的底部位于导轨孔内，锁紧半圆销的顶部位于安装空间内，所述锁紧半圆销的上方设置有第二锁紧斜度销，且锁紧半圆销的顶面与第二锁紧斜度销的底面接触；所述的第二锁紧驱动气缸设置于第二锁紧本体的一侧，第二锁紧驱动气缸通过第二锁紧连杆与第二锁紧斜度销连接且能带动第二锁紧斜度销。
与现有技术相比，本发明所述的多角度调节的机械伸缩臂结构的优点在于：
1、本发明的机械伸缩臂结构主要由机械臂、机械臂锁紧机构、机械臂伸缩机构、安装平台和安装平台锁紧机构组成。将光学相机固定在安装平台上，本发明的机械臂旋转而带动安装平台沿着一圆弧路径摆动时，固定于安装平台上的相机可在不同角度同时进行拍摄，使得光学相机的拍摄角度更加宽广。
2、本发明的机械臂旋转手柄依次通过机械臂减速齿轮组、机械臂涡轮蜗杆结构连接第一旋转轴，从而通过第一旋转轴带动机械臂旋转，使得机械臂平稳转动，安全可靠。
3、本发明设有机械臂锁紧机构，机械臂锁紧机构主要由机械臂锁紧抱块、锁紧手柄和机械臂锁紧盘组成，当通过机械臂旋转手柄调整机械臂的角度后，通过锁紧手柄将机械臂锁紧在机械臂锁紧盘上，防止机械臂上下晃动从而脱落。
4、本发明的机械传动装置可快速切换锁紧状态和放松状态，确保滑动工作台能在导轨上实现精确的移动和停止，保证承载的机械伸缩臂在水平位置上精确定位，使得承载的相机获取较佳的拍摄效果。
附图说明
图1是本发明的机械伸缩臂结构的主视结构示意图。
图2是本发明的机械伸缩臂结构的立体结构示意图。
图3是本发明的机械伸缩臂结构的后视结构示意图。
图4是本发明一种多角度调节的机械伸缩臂结构的结构示意图。
图中：1机械臂锁紧机构，2机械臂锁紧抱块，3机械臂伸缩机构，4安装平台锁紧机构，5安装平台，6机械臂，61内管，62外管，7伸缩臂底座，8第一旋转轴，9机械臂旋转手柄，10机械臂减速齿轮组，11机械臂涡轮蜗杆结构，12锁紧手柄，13机械臂锁紧盘，14斜齿条，15伸缩旋转手柄，16第二旋转轴，17平台旋转手柄，18平台锁紧手柄，19平台锁紧盘，20主底座，201驱动滚珠丝杠，202滑动台，203限位挡板。
具体实施方式
以下结合附图1、图2、图3和图4进一步详细说明本发明的结构。
图1、图2、图3和图4所示的一种多角度调节的机械伸缩臂结构，包括伸缩臂主体和机械传动装置；所述伸缩臂主体包括伸缩臂底座7、第一旋转轴8和通过第一旋转轴8连接伸缩臂底座7的机械臂结构，伸缩臂底座7上设有机械臂旋转手柄9、机械臂减速齿轮组10、机械臂涡轮蜗杆结构11，所述机械臂旋转手柄9依次通过机械臂减速齿轮组10、机械臂涡轮蜗杆结构11连接第一旋转轴8；所述机械臂结构主要由机械臂6、机械臂锁紧机构1、机械臂伸缩机构3、安装平台5和安装平台锁紧机构4组成，使得机械臂平稳转动，安全可靠。
所述机械臂结构主要由机械臂6、机械臂锁紧机构1、机械臂伸缩机构3、安装平台5和安装平台锁紧机构4组成。机械臂6包括内管61和外管62，内管61的一端与第一旋转轴8连接，另一端套接在外管62一端，所述外管62的另一端连接所述安装平台5和安装平台锁紧机构4。
机械臂锁紧机构1主要由机械臂锁紧抱块2、锁紧手柄12和机械臂锁紧盘13组成；机械臂锁紧盘13为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述伸缩臂底座7上，其圆心正对第一旋转轴8轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述机械臂锁紧抱块2固定在所述内管61上，并穿过上述圆弧槽与所述锁紧手柄12连接；当通过机械臂旋转手柄9调整机械臂6的角度后，通过锁紧手柄12将机械臂6锁紧在机械臂锁紧盘13上，防止机械臂6上下晃动从而脱落。
机械臂伸缩机构3主要由安装在所述内管61上的斜齿条14、安装在所述外管62内部的斜齿轮、涡轮涡杆结构和伸缩旋转手柄15组成；内管61从外管62头部插入使斜齿条14和斜齿轮啮合；所述伸缩旋转手柄15通过涡轮蜗杆结构连接斜齿轮。机械臂6可通过机械臂伸缩机构3沿着机械臂6的轴向伸缩，从而带动安装平台沿着机械臂6的轴向伸缩，固定于安装平台上的相机可在不同角度同时进行拍摄，使得光学相机的拍摄角度更加宽广。
安装平台5为一“L”型支撑板，其通过第二旋转轴16连接在所述外管62上；所述外管62上设有平台旋转手柄17、平台减速齿轮组、平台涡轮蜗杆结构，所述平台旋转手柄17依次通过平台减速齿轮组、平台涡轮蜗杆结构连接第二旋转轴16。
安装平台锁紧机构4设置在所述外管62和安装平台5之间，主要由平台锁紧手柄18和平台锁紧盘19组成；平台锁紧盘19为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述外管62上，其圆心正对第二旋转轴16轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述平台锁紧手柄18穿过上述圆弧槽与所述安装平台5连接。
本发明的机械臂结构主要由机械臂、机械臂锁紧机构、机械臂伸缩机构、安装平台和安装平台锁紧机构组成。将光学相机固定在安装平台上，本发明的机械臂旋转而带动安装平台沿着一圆弧路径摆动时，固定于安装平台上的相机可在不同角度同时进行拍摄，使得光学相机的拍摄角度更加宽广。
在所述平台锁紧盘19的扇形肋板上设有角度标尺。在所述机械臂锁紧盘13的扇形肋板上设有角度标尺。
所述机械传动装置包括主底座20、限位挡板203、驱动滚珠丝杠201、滑动台202、滚珠螺帽锁紧组件和滑动台锁紧组件。
其中，所述的主底座20的前、后端设有平行的滑动导轨，主底座20的左、右端设有限位挡板203，所述限位挡板203开设有对应的安装孔，驱动滚珠丝杠201的两端活动安装于安装孔内，在驱动滚珠丝杠201上安装有若干滑动台202，滑动台202底部的中间位置通过滚珠螺帽锁紧组件与驱动滚珠丝杠201连接，滑动台202底部的两侧通过滑动台锁紧组件与底座的滑动导轨连接。
所述滚珠螺帽锁紧组件包括第一锁紧本体和第一锁紧驱动气缸。
所述的第一锁紧本体具有贯穿的圆形通孔，所述圆形通孔内设有滚珠螺帽镶套，滚珠螺帽镶套的外侧面与第一锁紧本体之间安装有深沟球滚珠轴承，在滚珠螺帽镶套的内部安装有滚珠螺帽，滚珠螺帽具有用于驱动滚珠丝杠201穿过的贯穿孔；所述滚珠螺帽镶套的上方设置有第一锁紧斜度销，且滚珠螺帽镶套的顶部与锁紧斜度销的底面接触。
所述第一锁紧驱动气缸设置于第一锁紧本体的一侧，第一锁紧驱动气缸通过第一锁紧连杆与第一锁紧斜度销连接且能带动第一锁紧斜度销。
滚珠螺帽锁紧组件的工作过程如下：
当第一锁紧驱动气缸工作时，与其连接的第一锁紧连杆推动第一锁紧斜度销向右运动，第一锁紧斜度销的底面与滚珠螺帽镶套形成的第一锁紧受力点所受到的力增大，其竖直方向的力亦不断增大，第一锁紧斜度销紧压滚珠螺帽镶套，滚珠螺帽镶套及其内部的滚珠螺帽无法转动，从而实现对驱动滚珠丝杠201的锁紧状态。
当第一锁紧驱动气缸停止工作时，第一锁紧斜度销的底面与滚珠螺帽镶套形成的第一锁紧受力点所受到的力消失，第一锁紧斜度销不再紧压滚珠螺帽镶套，从而实现放松状态。
所述的滑动台202锁紧组件包括第二锁紧本体和第二锁紧驱动气缸。
所述第二锁紧本体的内部具有安装空间，第二锁紧本体的底部设有与安装空间连通的导轨孔，所述的导轨孔用于穿过滑动导轨，在滑动导轨的上方安装有锁紧半圆销，所述锁紧半圆销的底部位于导轨孔内，锁紧半圆销的顶部位于安装空间内，所述锁紧半圆销的上方设置有第二锁紧斜度销，且锁紧半圆销的顶面与第二锁紧斜度销的底面接触。
所述的第二锁紧驱动气缸设置于第二锁紧本体的一侧，第二锁紧驱动气缸通过第二锁紧连杆与第二锁紧斜度销连接且能带动第二锁紧斜度销。
滑动台202锁紧组件的工作过程如下：
当第二锁紧驱动气缸工作时，与其连接的第二锁紧连杆推动第二锁紧斜度销向右运动，第二锁紧斜度销的底面与锁紧半圆销形成的第二锁紧受力点所受到的力增大，其竖直方向的力亦不断增大，锁紧半圆销紧压滑动导轨，实现锁紧状态。
当第二锁紧驱动气缸停止工作时，第二锁紧斜度销的底面与锁紧半圆销形成的第二锁紧受力点所受到的力消失，锁紧半圆销不再紧压滑动导轨，从而实现放松状态。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点。本行业的技术人士应该了解，本发明不受上述实施条例的限制，上述实施条例和说明书中描述的只是用于说明本发明的原理，在不脱离本发明原理和范围的前提下，本发明还可有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围内。
本发明要求保护范围同所附的权利要求书及其它等效物界定。
Claims (6)
1.一种多角度调节的机械伸缩臂结构，包括伸缩臂主体和机械传动装置；
所述伸缩臂主体包括伸缩臂底座(7)、第一旋转轴(8)和通过第一旋转轴(8)连接伸缩臂底座(7)的机械臂结构，伸缩臂底座(7)上设有机械臂旋转手柄(9)、机械臂减速齿轮组(10)、机械臂涡轮蜗杆结构(11)，所述机械臂旋转手柄(9)依次通过机械臂减速齿轮组(10)、机械臂涡轮蜗杆结构(11)连接第一旋转轴(8)；所述机械臂结构主要由机械臂(6)、机械臂锁紧机构(1)、机械臂伸缩机构(3)、安装平台(5)和安装平台锁紧机构(4)组成；
机械臂(6)包括内管(61)和外管(62)，内管(61)的一端与第一旋转轴(8)连接，另一端套接在外管(62)一端，所述外管(62)的另一端连接所述安装平台(5)和安装平台锁紧机构(4)；
机械臂锁紧机构(1)主要由机械臂锁紧抱块(2)、锁紧手柄(12)和机械臂锁紧盘(13)组成；机械臂锁紧盘(13)为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述伸缩臂底座(7)上，其圆心正对第一旋转轴(8)轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述机械臂锁紧抱块(2)固定在所述内管(61)上，并穿过上述圆弧槽与所述锁紧手柄(12)连接；
其特征在于：
所述机械臂伸缩机构(3)主要由安装在所述内管(61)上的斜齿条(14)、安装在所述外管(62)内部的斜齿轮、涡轮涡杆结构和伸缩旋转手柄(15)组成；内管(61)从外管(62)头部插入使斜齿条(14)和斜齿轮啮合；所述伸缩旋转手柄(15)通过涡轮蜗杆结构连接斜齿轮；
所述机械传动装置包括主底座(20)、限位挡板(203)、驱动滚珠丝杠(201)、滑动台(202)、滚珠螺帽锁紧组件和滑动台锁紧组件；所述的主底座(20)的前、后端设有平行的滑动导轨，主底座(20)的左、右端设有限位挡板(203)，所述限位挡板(203)开设有对应的安装孔，驱动滚珠丝杠(201)的两端活动安装于安装孔内，在驱动滚珠丝杠(201)上安装有滑动台(202)，滑动台(202)底部的中间位置通过滚珠螺帽锁紧组件与驱动滚珠丝杠(201)连接，滑动台(202)底部的两侧通过滑动台锁紧组件与伸缩臂底座的滑动导轨连接；
所述伸缩臂主体的伸缩臂底座(7)固定连接在所述机械传动装置的滑动台(202)上。
2.如权利要求1所述的多角度调节的机械伸缩臂结构，其特征在于：所述安装平台(5)为一“L”型支撑板，其通过第二旋转轴(16)连接在所述外管(62)上；所述外管(62)上设有平台旋转手柄(17)、平台减速齿轮组、平台涡轮蜗杆结构，所述平台旋转手柄(17)依次通过平台减速齿轮组、平台涡轮蜗杆结构连接第二旋转轴(16)；
安装平台锁紧机构(4)设置在所述外管(62)和安装平台(5)之间，主要由平台锁紧手柄(18)和平台锁紧盘(19)组成；平台锁紧盘(19)为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述外管(62)上，其圆心正对第二旋转轴(16)轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述平台锁紧手柄(18)穿过上述圆弧槽与所述安装平台(5)连接。
3.如权利要求1或2所述的多角度调节的机械伸缩臂结构，其特征在于：在所述平台锁紧盘(19)的扇形肋板上设有角度标尺。
4.如权利要求1或2所述的多角度调节的机械伸缩臂结构，其特征在于：在所述机械臂锁紧盘(13)的扇形肋板上设有角度标尺。
5.如权利要求1所述的多角度调节的机械伸缩臂结构，其特征在于：所述的滚珠螺帽锁紧组件包括第一锁紧本体和第一锁紧驱动气缸；所述的第一锁紧本体具有贯穿的圆形通孔，所述圆形通孔内设有滚珠螺帽镶套，滚珠螺帽镶套的外侧面与第一锁紧本体之间安装有深沟球滚珠轴承，在滚珠螺帽镶套的内部安装有滚珠螺帽，滚珠螺帽具有用于驱动滚珠丝杠(201)穿过的贯穿孔；所述滚珠螺帽镶套的上方设置有第一锁紧斜度销，且滚珠螺帽镶套的顶部与锁紧斜度销的底面接触；所述第一锁紧驱动气缸设置于第一锁紧本体的一侧，第一锁紧驱动气缸通过第一锁紧连杆与第一锁紧斜度销连接且能带动第一锁紧斜度销。
6.根据权利要求1所述的滚珠丝杠锁紧定位装置，其特征在于：所述的滑动台锁紧组件包括第二锁紧本体和第二锁紧驱动气缸；所述第二锁紧本体的内部具有安装空间，第二锁紧本体的底部设有与安装空间连通的导轨孔，所述的导轨孔用于穿过滑动导轨，在滑动导轨的上方安装有锁紧半圆销，所述锁紧半圆销的底部位于导轨孔内，锁紧半圆销的顶部位于安装空间内，所述锁紧半圆销的上方设置有第二锁紧斜度销，且锁紧半圆销的顶面与第二锁紧斜度销的底面接触；所述的第二锁紧驱动气缸设置于第二锁紧本体的一侧，第二锁紧驱动气缸通过第二锁紧连杆与第二锁紧斜度销连接且能带动第二锁紧斜度销。
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