CN108818613B - 机器人360度可活动机械臂 - Google Patents

Abstract

一种机器人360度可活动机械臂，其特征在于：包括中心固定轴、固定臂、旋转臂、限位臂、支撑臂、摆臂、机械手、连接臂、第一弹簧、第二弹簧、绕线盘、拉绳组件、辅助弹性拉绳、驱动动力源。其优点在于当第一电机动作，固定臂不动，电机座会绕中心固定轴旋转，从而带动旋转臂旋转，旋转轴通过连接臂带动摆臂旋转，从而实现旋转动作；同时当第二电机动作，绕线盘相对旋转臂旋转，从而缠绕拉绳和辅助弹性拉绳，拉动支撑臂克服第二弹簧向前移动，脱离中心固定轴，同时推块推动第二定位块同步滑移，从而克服辅助弹性拉绳与第一弹簧的弹性力，拉动摆臂摆动，从而实现弯曲摆臂动作，结构紧凑，可以深入狭小的空间内部，且能同时实现旋转、摆动的工作动作，具有较好的实用性能。

Description

机器人360度可活动机械臂

技术领域

本发明涉及一种机器人,具体涉及机器人360度可活动机械臂。

背景技术

随着科技的不断发展，越来越多的地方使用机械设备来代替人工劳动。比如机器人的机械手臂，可以通过自动的旋转或弯曲等动作，来达到其工作的目的。

但是目前，机器人机械手臂的结构大多比较复杂，体积庞大，无法深入一些狭小的空间内部进行准确的操作，存在很大的局限性。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种机器人360度可活动机械臂。

本发明所采用的技术方案：一种机器人360度可活动机械臂，包括

中心固定轴，其后端固定安装在机器人本体上，且其中心设有导线孔；

固定臂，固定安装在中心固定轴的后端，所述固定臂的前端与中心固定轴之间形成有第一环形槽，所述第一环形槽的内壁设有第一齿；

旋转臂，可旋转地套设在中心固定轴上，且其后端与固定臂轴向限位配合，并与中心固定轴之间形成有第二环形槽；

限位臂，固定安装在中心固定轴，且其后端与旋转臂轴向限位配合；

支撑臂，其后端可旋转地套设在中心固定轴的前端，并与限位臂轴向限位配合，所述支撑臂前端形成有弹簧槽；

摆臂，套设在支撑臂外，与支撑臂周向限位并轴向滑移配合；

机械手，固定安装在摆臂的前端；

连接臂，设有两组，分别位于摆臂的左右两侧，所述连接臂包括相互铰接的第一连杆与第二连杆，所述第一连杆与旋转臂铰接，所述第二连杆与摆臂铰接；

第一弹簧，套设在支撑臂外，其前后两端分别与限位臂、摆臂相抵；

第二弹簧，设置在弹簧槽内，其前后两端分别与支撑臂、摆臂相抵，且第二弹簧的弹性比第一弹簧的弹性小；

绕线盘，设置在第二环形槽内，并可旋转地设置在中心固定轴上，其前端设有绕线槽，后端设有第二齿；

拉绳组件，包括拉绳、第一定位块、第二定位块、第一拉杆、第二拉杆，所述第一定位块固定在摆臂上，所述第二定位块可前后滑移地设置在旋转臂上，所述第一拉杆与第二拉杆相互铰接，且第一拉杆与第一定位块铰接，第二拉杆与第二定位块铰接，所述拉绳一端连接绕线盘，另一端依次穿过旋转臂、第二定位块、第一定位块、摆臂后连接支撑臂的前端，所述拉绳上还固定设置有推块，所述推块位于第一定位块与第二定位块之间，且与第二定位块之间的间距不小于支撑臂套在中心固定轴上的长度；

辅助弹性拉绳，其一端连接绕线盘，另一端依次穿过旋转臂、摆臂后连接支撑臂的前端，所述辅助弹性拉绳与拉绳组件沿中心固定轴中心周向均布，且辅助弹性拉绳的弹性比第二弹簧的弹性大；

驱动动力源，设置在第一环形槽与第二环形槽内，包括环形导轨、电机座、第一电机、第二电机，所述环形导轨固定套设在中心固定轴上，并通过导线孔内的导线连接电源，所述电机座可旋转地套设在环形导轨外，其内圈与环形导轨电连接，其外圈与旋转臂周向限位配合，所述第一电机固定在电机座后端，其输出端设有与第一齿相啮合的第一齿轮，所述第二电机固定在电机座前端，其输出端设有与第二齿相啮合的第二齿轮。

所述旋转臂与中心固定轴之间设有第一轴承。

所述摆臂与第一弹簧之间设有第二轴承。

通过第一电机动作，由于固定臂保持不动，因此电机座会绕中心固定轴旋转，从而带动旋转臂同步旋转，旋转轴通过连接臂带动摆臂与支撑臂旋转，从而实现摆臂前端的机械手旋转；

同时通过第二电机动作，能够带动绕线盘相对旋转臂进行旋转，从而缠绕拉绳和辅助弹性拉绳，从而拉动支撑臂克服第二弹簧的弹性力向前移动，直到推块顶住第二定位块时，支撑臂脱离中心固定轴，随着第二电机的继续工作，推块推动第二定位块同步滑移，从而通过第一拉杆与第二拉杆克服辅助弹性拉绳与第一弹簧的弹性力，拉动摆臂沿第一连杆与第二连杆的铰接点摆动，从而实现弯曲摆臂动作。

本发明的有益效果是：结构简单紧凑，可以深入狭小的空间内部，且能同时实现旋转、摆动的工作动作，具有较好的实用性能。

附图说明

图1为本发明实施例机器人360度可活动机械臂的结构示意图。

图2为本发明实施例机器人360度可活动机械臂的剖视图。

图3为本发明实施例机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明，在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系是为了便于描述本实用新型和简化描述而定义的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。其中，靠近机械人本体的一端定义为“后”，设置机械手的一端定义为“前”。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图所示，一种机器人360度可活动机械臂，包括中心固定轴10、固定臂20、旋转臂30、限位臂40、支撑臂50、摆臂60、机械手70、连接臂80、第一弹簧90、第二弹簧100、绕线盘110、拉绳组件120、辅助弹性拉绳130、驱动动力源140。

所述中心固定轴10后端固定安装在机器人本体上，且其中心设有导线孔101，用于放置导电用的导线。

所述固定臂20固定安装在中心固定轴10的后端，所述固定臂20的前端与中心固定轴10之间形成有第一环形槽201，所述第一环形槽201的内壁设有第一齿202。

所述旋转臂30可旋转地套设在中心固定轴10上，且其后端与固定臂20轴向限位配合，并与中心固定轴10之间形成有第二环形槽301，所述第一环形槽201与第二环形槽301共同形成一个容纳空间。

所述限位臂40固定安装在中心固定轴10，且其后端与旋转臂30轴向限位配合，主要用于轴向限位固定。其中，限位臂40与中心固定轴10可以通过键连接与过盈配合，采用冷压或热套的方式进行固定安装。

所述支撑臂50后端可旋转地套设在中心固定轴10的前端，并与限位臂40轴向限位配合，所述支撑臂50前端形成有弹簧槽，支撑臂50能够起到摆臂60的支撑作用。

所述摆臂60套设在支撑臂50外，与支撑臂50周向限位并轴向滑移配合。

所述机械手70固定安装在摆臂60的前端，能够夹持抓取物品。

所述连接臂80设有两组，分别位于摆臂60的左右两侧，所述连接臂80包括相互铰接的第一连杆801与第二连杆802，所述第一连杆801与旋转臂30铰接，所述第二连杆802与摆臂60铰接，从而实现摆臂60与旋转臂30的铰接配合关系。

所述第一弹簧90套设在支撑臂50外，其前后两端分别与限位臂40、摆臂60相抵，第一弹簧90的作用类似于臂力棒，对弯曲后的摆臂60进行有效复位。

所述第二弹簧100设置在弹簧槽内，其前后两端分别与支撑臂50、摆臂60相抵，且第二弹簧100的弹性比第一弹簧90的弹性小，第二弹簧100能驱使支撑臂50与中心固定轴10配合连接。

所述绕线盘110设置在第二环形槽301内，并可旋转地设置在中心固定轴10上，其前端设有绕线槽1101，后端设有第二齿1102。

所述拉绳组件120包括拉绳1201、第一定位块1202、第二定位块1203、第一拉杆1204、第二拉杆1205，所述第一定位块1202固定在摆臂60上，所述第二定位块1203可前后滑移地设置在旋转臂30上，所述第一拉杆1204与第二拉杆1205相互铰接，且第一拉杆1204与第一定位块1202铰接，第二拉杆1205与第二定位块铰接，所述拉绳1201一端连接绕线盘110，另一端依次穿过旋转臂30、第二定位块1203、第一定位块1202、摆臂60后连接支撑臂50的前端，所述拉绳1201上还固定设置有推块1206，所述推块1206位于第一定位块1202与第二定位块1203之间，且与第二定位块1203之间的间距不小于支撑臂50套在中心固定轴10上的长度。

所述辅助弹性拉绳130一端连接绕线盘110，另一端依次穿过旋转臂30、摆臂60后连接支撑臂50的前端，所述辅助弹性拉绳130与拉绳组件120沿中心固定轴10中心周向均布，且辅助弹性拉绳130的弹性比第二弹簧100的弹性大，辅助弹性拉绳130与拉绳1201能同时拉动支撑臂50，使得支撑臂50受力更加平衡，保证其能够克服第二弹簧沿轴向滑出。

所述驱动动力源140设置在第一环形槽201与第二环形槽301内，包括环形导轨1401、电机座1402、第一电机1403、第二电机1404，所述环形导轨1401固定套设在中心固定轴10上，并通过导线孔101内的导线连接电源，所述电机座1402可旋转地套设在环形导轨1401外，其内圈与环形导轨1401电连接，其外圈与旋转臂30周向限位配合，所述第一电机1403固定在电机座1402后端，其输出端设有与第一齿202相啮合的第一齿轮，所述第二电机1404固定在电机座1402前端，其输出端设有与第二齿1102相啮合的第二齿轮。

在电机座1402旋转的时候，始终与环形导轨1401保持接触，不仅保证在旋转时的电连接，而且保证了不会出现绕线的问题。

第一电机1403动作时，由于固定臂20保持不动，因此电机座1402会绕中心固定轴10旋转，从而带动旋转臂30同步旋转，旋转轴30通过连接臂80带动摆臂60与支撑臂50旋转，从而实现摆臂60前端的机械手70旋转。

当弯曲摆动工作时，第二电机1404动作，从而带动绕线盘110相对旋转臂30进行旋转，从而缠绕拉绳1201和辅助弹性拉绳130，从而拉动支撑臂50克服第二弹簧100的弹性力向前移动，直到推块1206顶住第二定位块1203时，支撑臂50已经脱离中心固定轴10，随着第二电机1404的继续工作，拉绳1201拉动推块并推动第二定位块1203同步滑移，从而通过第一拉杆1204与第二拉杆1205克服辅助弹性拉绳130与第一弹簧90的弹性力，拉动摆臂60沿第一连杆801与第二连杆802的铰接点实现弯曲动作。

另外，所述旋转臂30与中心固定轴10之间设有第一轴承150，所述摆臂60与第一弹簧90之间设有第二轴承160，减少旋转的磨损，工作更加稳定。

实施例不应视为对发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种机器人360度可活动机械臂，其特征在于：包括

中心固定轴（10），其后端固定安装在机器人本体上，且其中心设有导线孔（101）；

固定臂（20），固定安装在中心固定轴（10）的后端，所述固定臂（20）的前端与中心固定轴（10）之间形成有第一环形槽（201），所述第一环形槽（201）的内壁设有第一齿（202）；

旋转臂（30），可旋转地套设在中心固定轴（10）上，且其后端与固定臂（20）轴向限位配合，并与中心固定轴（10）之间形成有第二环形槽（301）；

限位臂（40），固定安装在中心固定轴（10），且其后端与旋转臂（30）轴向限位配合；

支撑臂（50），其后端可旋转地套设在中心固定轴（10）的前端，并与限位臂（40）轴向限位配合，所述支撑臂（50）前端形成有弹簧槽；

摆臂（60），套设在支撑臂（50）外，与支撑臂（50）周向限位并轴向滑移配合；

机械手（70），固定安装在摆臂（60）的前端；

连接臂（80），设有两组，分别位于摆臂（60）的左右两侧，所述连接臂（80）包括相互铰接的第一连杆（801）与第二连杆（802），所述第一连杆（801）与旋转臂（30）铰接，所述第二连杆（802）与摆臂（60）铰接；

第一弹簧（90），套设在支撑臂（50）外，其前后两端分别与限位臂（40）、摆臂（60）相抵；

第二弹簧（100），设置在弹簧槽内，其前后两端分别与支撑臂（50）、摆臂（60）相抵，且第二弹簧（100）的弹性比第一弹簧（90）的弹性小；

绕线盘（110），设置在第二环形槽（301）内，并可旋转地设置在中心固定轴（10）上，其前端设有绕线槽（1101），后端设有第二齿（1102）；

拉绳组件（120），包括拉绳（1201）、第一定位块（1202）、第二定位块（1203）、第一拉杆（1204）、第二拉杆（1205），所述第一定位块（1202）固定在摆臂（60）上，所述第二定位块（1203）可前后滑移地设置在旋转臂（30）上，所述第一拉杆（1204）与第二拉杆（1205）相互铰接，且第一拉杆（1204）与第一定位块（1202）铰接，第二拉杆（1205）与第二定位块铰接，所述拉绳（1201）一端连接绕线盘（110），另一端依次穿过旋转臂（30）、第二定位块（1203）、第一定位块（1202）、摆臂（60）后连接支撑臂（50）的前端，所述拉绳（1201）上还固定设置有推块（1206），所述推块（1206）位于第一定位块（1202）与第二定位块（1203）之间，且与第二定位块（1203）之间的间距不小于支撑臂（50）套在中心固定轴（10）上的长度；

辅助弹性拉绳（130），其一端连接绕线盘（110），另一端依次穿过旋转臂（30）、摆臂（60）后连接支撑臂（50）的前端，所述辅助弹性拉绳（130）与拉绳组件（120）沿中心固定轴（10）中心周向均布，且辅助弹性拉绳（130）的弹性比第二弹簧（100）的弹性大；

驱动动力源（140），设置在第一环形槽（201）与第二环形槽（301）内，包括环形导轨（1401）、电机座（1402）、第一电机（1403）、第二电机（1404），所述环形导轨（1401）固定套设在中心固定轴（10）上，并通过导线孔（101）内的导线连接电源，所述电机座（1402）可旋转地套设在环形导轨（1401）外，其内圈与环形导轨（1401）电连接，其外圈与旋转臂（30）周向限位配合，所述第一电机（1403）固定在电机座（1402）后端，其输出端设有与第一齿（202）相啮合的第一齿轮，所述第二电机（1404）固定在电机座（1402）前端，其输出端设有与第二齿（1102）相啮合的第二齿轮。

2.根据权利要求1所述的机器人360度可活动机械臂，其特征在于：所述旋转臂（30）与中心固定轴（10）之间设有第一轴承（150）。

3.根据权利要求1所述的机器人360度可活动机械臂，其特征在于：所述摆臂（60）与第一弹簧（90）之间设有第二轴承（160）。

Images