CN108724246A - 一种可伸缩的机器人手臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可伸缩的机器人手臂，包括前臂与后臂，后臂后端固定设置，后臂前端两侧分别设置有支架，支架包括上支架与下支架，上支架与下支架相对应的一侧设有齿条，下支架与上支架相对应的一侧设有滑槽，滑槽中空设置；还包括电机、控制器，电机与控制器电性连接；前臂后端的底部设有转轴，转轴穿过前臂后端，转轴的其中一端通过联轴器与电机的输出端连接，转轴的另一端通过轴承设置在滑槽上，电机输出端与联轴器之间设有齿轮，齿轮与齿条相啮合且齿轮设置在其中一侧滑槽的中空位置处，电机与轴承的底部设有与滑槽相配合的滑块。本发明能现机器人手臂其中一个自由度，同时，也能实现机器人手臂的自由度及伸缩。

Description

一种可伸缩的机器人手臂

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种可伸缩的机器人手臂。

背景技术

随着机器人使用领域越来越广，对于有机械臂的机器人来说，其能否伸缩，伸缩长度及灵活度制约着机器人的发展。

例如，在餐饮服务行业，服务员工作虽然简单，但工作环境既要看人脸色，又要忍受收拾客人用过的餐具，这导致餐饮业招服务员越来越难，用人成本也越来越高。随着机器人技术不断发展，送餐机器人开始出现在各类餐厅中，基于其没有情绪、使用成本低等优点，该类机器人已逐渐普及。但在实际使用时，当机器人到达餐桌边，语音提示顾客取走菜品，往往因为顾客与机器人之间距离稍远，顾客需要起身来取菜并操作按钮控制机器人返回，这极大影响了顾客在餐厅就餐的体验感。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可伸缩的机器人手臂。满足机器人的推广使用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种可伸缩的机器人手臂，包括前臂与后臂，所述后臂后端固定设置，所述后臂前端两侧分别设置有支架，所述支架包括上支架与下支架，所述上支架与下支架相对应的一侧设有齿条，所述下支架与上支架相对应的一侧设有滑槽，所述滑槽中空设置；还包括电机、控制器，所述电机与控制器电性连接；所述前臂后端的底部设有转轴，所述转轴穿过前臂后端，转轴的其中一端通过联轴器与电机的输出端连接，转轴的另一端通过轴承设置在滑槽上，所述电机输出端与联轴器之间设有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合且齿轮设置在其中一侧滑槽的中空位置处，电机与轴承的底部设有与滑槽相配合的滑块。

优选的，所述支架的两端分别设有限位块，所述限位块纵跨上支架与下支架的末端。

优选的，所述支架采用金属材质，所述轴承的顶部或底部设有电磁铁，所述电磁铁与控制器电性连接。

优选的，所述前臂包括相互连接的第一前臂与第二前臂；所述第二前臂靠近后臂设置，第二前臂前端为矩形结构且开口设置，第二前臂前端内侧设有第二电机，所述第二电机的输出端连有第二伞形齿轮，所述第二伞形齿轮啮合有第三伞形齿轮，所述第三伞形齿轮啮合有第四齿轮，第二前臂前端两侧设有第二滑槽；所述第一前臂后端为矩形结构，开口设置且第一前臂的矩形结构大小小于第二前臂的矩形结构大小，第一前臂内侧的两侧设有第二齿条，所述第二齿条分别与第三伞形齿轮、第四齿轮啮合，第一前臂侧面的底部设有与第二滑槽相配合的第二滑块；所述控制器与第二电机电性连接。

优选的，所述第二前臂的前端内设有用以限制第一前臂滑动的第二限位块。

优选的，所述第二限位块设置在第二前臂的前端内的四角。

优选的，所述第一前臂后端的外侧壁与第二前臂前端的内侧壁之间的距离介于0.5mm-0.8mm之间。

本发明的有益效果是：

1.本发明能现机器人手臂其中一个自由度，同时，也能实现机器人手臂的自由度及伸缩；

2.本发明前臂设置成相互滑动的第一前臂与第二前臂，能进一步实现机器人手臂的伸缩。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的爆炸结构示意图；

图3为实施例2中前臂的结构示意图；

图4为图3的爆炸结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1

如图1、2所示，一种可伸缩的机器人手臂，包括前臂1与后臂2，所述后臂2后端与机器人本体固定设置，所述后臂2前端两侧分别设置有支架3，所述支架3包括上支架31与下支架32，所述上支架31与下支架32相对应的一侧设有齿条311，所述下支架32与上支架31相对应的一侧设有滑槽321，所述滑槽321中空设置。支架3的两端分别设有限位块9，所述限位块9纵跨上支架31与下支架32的末端，限位块9能防止前臂1与后臂2出现脱落现象。

一种可伸缩的机器人手臂还包括电机4、控制器，所述电机4与控制器电性连接，电机4采用正反电机或伺服电机。所述前臂1后端的底部设有转轴6，转轴6与前臂1后端固定连接。所述转轴6穿过前臂1后端，转轴6的其中一端通过联轴器与电机4的输出端连接，转轴6的另一端通过轴承7设置在滑槽321上，所述电机4输出端与联轴器之间设有齿轮5，所述齿轮5与齿条311相啮合且齿轮5设置在其中一侧滑槽321的中空位置处，电机4与轴承7的底部设有与滑槽321相配合的滑块8。

进一步来说，所述支架3采用金属材质，所述轴承7的顶部或底部设有电磁铁，所述电磁铁与控制器电性连接。在机器人手臂需要停止伸缩时，电机4停止，由于齿轮5失去动力，能及时与齿条311卡住，然而，转轴6设置有轴承7一端会出现惯性移动，前臂1会出现偏移，而轴承7的顶部或底部设有电磁铁，在电机4停止时，控制器控制电磁铁通电，及时与支架3吸附在一起，防止前臂1出现偏移。

本实施例工作过程：电机4驱动转轴6旋转，转轴6能带动前臂1旋转，实现机器人手臂其中一个自由度，同时，电机4工作过程中，会驱动齿轮5旋转，齿轮5在齿条311的反作用力下，使得前臂1后端在滑块8作用下，在滑槽321上来回滑动，实现机器人手臂的自由度及伸缩。

实施例2

如图3、4所示，在实施例1所述的一种可伸缩的机器人手臂基础上进一步优化，所述前臂1包括相互连接的第一前臂11与第二前臂12；所述第二前臂12靠近后臂2设置，第二前臂12前端为矩形结构且开口设置，第二前臂12前端内侧设有第二电机13，所述第二电机13的输出端连有第二伞形齿轮14，所述第二伞形齿轮14啮合有第三伞形齿轮15，所述第三伞形齿轮15啮合有第四齿轮16，第二前臂12前端两侧设有第二滑槽17。第一前臂11在第二滑槽17内来回滑动，实现机器人手臂的进一步伸缩。

所述第一前臂11后端为矩形结构，开口设置且第一前臂11的矩形结构大小小于第二前臂12的矩形结构大小，方便第一前臂11在第二前臂12内滑动。第一前臂11内侧的两侧设有第二齿条18，所述第二齿条18分别与第三伞形齿轮15、第四齿轮16啮合，第一前臂11侧面的底部设有与第二滑槽17相配合的第二滑块19；所述控制器与第二电机13电性连接。

进一步来说，所述第二前臂12的前端内设有用以限制第一前臂11滑动的第二限位块。防止第一前臂11与第二前臂12发生脱落。其中，第二限位块设置在第二前臂12的前端内的四角，既能防止第一前臂11与第二前臂12发生脱落，又能防止第一前臂11与第二前臂12过渡配合，损耗设备。

具体来说，所述第一前臂11后端的外侧壁与第二前臂12前端的内侧壁之间的距离介于0.5mm-0.8mm之间。

本实施例中前臂的工作过程：第二电机13工作，带动第二伞形齿轮14、第三伞形齿轮15、第四齿轮16工作，第三伞形齿轮15、第四齿轮16一起带动第二齿条18移动，实现了第一前臂11与第二前臂12相对移动，完成了机器人手臂的进一步伸缩。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可伸缩的机器人手臂，其特征在于：包括前臂（1）与后臂（2），所述后臂（2）后端固定设置，所述后臂（2）前端两侧分别设置有支架（3），所述支架（3）包括上支架（31）与下支架（32），所述上支架（31）与下支架（32）相对应的一侧设有齿条（311），所述下支架（32）与上支架（31）相对应的一侧设有滑槽（321），所述滑槽（321）中空设置；还包括电机（4）、控制器，所述电机（4）与控制器电性连接；所述前臂（1）后端的底部设有转轴（6），所述转轴（6）穿过前臂（1）后端，转轴（6）的其中一端通过联轴器与电机（4）的输出端连接，转轴（6）的另一端通过轴承（7）设置在滑槽（321）上，所述电机（4）输出端与联轴器之间设有齿轮（5），所述齿轮（5）与齿条（311）相啮合且齿轮（5）设置在其中一侧滑槽（321）的中空位置处，电机（4）与轴承（7）的底部设有与滑槽（321）相配合的滑块（8）。

2.根据权利要求1所述的一种可伸缩的机器人手臂，其特征在于：所述支架（3）的两端分别设有限位块（9），所述限位块（9）纵跨上支架（31）与下支架（32）的末端。

3.根据权利要求1所述的一种可伸缩的机器人手臂，其特征在于：所述支架（3）采用金属材质，所述轴承（7）的顶部或底部设有电磁铁，所述电磁铁与控制器电性连接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种可伸缩的机器人手臂，其特征在于：所述前臂（1）包括相互连接的第一前臂（11）与第二前臂（12）；所述第二前臂（12）靠近后臂（2）设置，第二前臂（12）前端为矩形结构且开口设置，第二前臂（12）前端内侧设有第二电机（13），所述第二电机（13）的输出端连有第二伞形齿轮（14），所述第二伞形齿轮（14）啮合有第三伞形齿轮（15），所述第三伞形齿轮（15）啮合有第四齿轮（16），第二前臂（12）前端两侧设有第二滑槽（17）；所述第一前臂（11）后端为矩形结构，开口设置且第一前臂（11）的矩形结构大小小于第二前臂（12）的矩形结构大小，第一前臂（11）内侧的两侧设有第二齿条（18），所述第二齿条（18）分别与第三伞形齿轮（15）、第四齿轮（16）啮合，第一前臂（11）侧面的底部设有与第二滑槽（17）相配合的第二滑块（19）；所述控制器与第二电机（13）电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种可伸缩的机器人手臂，其特征在于：所述第二前臂（12）的前端内设有用以限制第一前臂（11）滑动的第二限位块。

6.根据权利要求5所述的一种可伸缩的机器人手臂，其特征在于：所述第二限位块设置在第二前臂（12）的前端内的四角。

7.根据权利要求4所述的一种可伸缩的机器人手臂，其特征在于：所述第一前臂（11）后端的外侧壁与第二前臂（12）前端的内侧壁之间的距离介于0.5mm-0.8mm之间。