CN111993456A - 一种方便拆装的机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方便拆装的机械臂，包括从下到上依次设置的底座、第一臂、第一肘部、第二臂、第二肘部、第三臂以及腕部，所述第一臂、所述第二臂和所述第三臂设置为相同，所述第一肘部和所述第二肘部设置为相同，且所述第一臂和所述第二臂的一端均通过卡块滑动插接在所述第一肘部的安装腔中；所述第二臂和所述第三臂的一端均通过所述卡块滑动插接在所述第二肘部的所述安装腔中，并且均转动锁定，所述安装腔中的引导槽和锁定槽组合形成L形。通过沿周壁设置的可伸缩卡块与安装腔L形的引导槽和锁定槽进行锁定，再通过反向转动的锁盖对引导槽进行封闭，完成对机械臂各个手臂和关节部位的组装，无需多余的螺栓，整个组装的过程简单易懂。

Description

一种方便拆装的机械臂

技术领域

本发明涉及自动化机器人领域，具体的说是一种方便拆装的机械臂。

背景技术

机械手臂是具有模仿人类手臂功能并可完成各种作业的自动控制设备，这种机器人系统有多关节连结并节允许在平面或三度空间进行运动或使用线性位移移动。构造上由机械主体、控制器、伺服机构和感应器所组成，并由程式根据作业需求设定其一定的指定动作。

现有的机械臂在拆装时均是采用螺栓进行相互之间的固定，螺栓的拆装虽然稳定牢固，但是整个机械臂由若干个零件拼接而成，需要大量的螺栓，导致螺栓容易丢失，且人工反复的拆装繁琐。

发明内容

现为了满足上述对减少机械臂零件以及螺栓不方便拆装的需求，本发明提出了一种方便拆装的机械臂。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种方便拆装的机械臂，包括从下到上依次设置的底座、第一臂、第一肘部、第二臂、第二肘部、第三臂以及腕部，所述第一臂、所述第二臂和所述第三臂设置为相同，所述第一肘部和所述第二肘部设置为相同，且所述第一臂和所述第二臂的一端均通过卡块滑动插接在所述第一肘部的安装腔中；所述第二臂和所述第三臂的一端均通过所述卡块滑动插接在所述第二肘部的所述安装腔中，并且均转动锁定，所述安装腔中的引导槽和锁定槽组合形成L形，其中所述锁定槽深度从连通所述引导槽的一侧向另一侧逐渐增加且所述卡块设置为直角梯形状。

所述第一臂、所述第二臂和所述第三臂的杆体两端沿周壁方向等距开设有多个收容腔，该收容腔的内部的滑动设置有可伸缩的卡块，该卡块较小的一端朝向所述杆体的外端。

所述卡块的背面和所述收容腔内壁之间设置有弹簧，且所述卡块的上底侧和下底侧均开设有限位槽，该限位槽与所述收容腔上设置的限位块相滑动。

所述第一肘部和所述第二肘部均包括转动连接的第一转动块和第二转动块，所述第一转动块和所述第二转动块之间通过电机轴销接转动，所述第一转动块和所述第二转动块的内部均开设有安装腔。

所述安装腔的内壁沿周向等距开设有多个轴线的引导槽，且所述引导槽的侧面设置有锁定槽，该锁定槽与所述引导槽远离所述安装腔开口端相平齐连通。

所述引导槽的深度从所述安装腔开口端到另一端逐渐变浅，所述锁定槽的长度小于等于所述引导槽的一半。

所述安装腔的外部通过凸缘与锁盖相转动，且所述锁盖表面卡开设有多个对接槽，该对接槽与所述引导槽相对应，且所述锁盖的对接槽的侧下方表面固定有在所述引导槽侧方的容纳槽中滑动的挡块，所述锁盖的上表面还设置有贯穿所述锁盖并螺接所述安装腔表面螺孔的螺栓。

所述底座包括底板，该底板上设置转台，所述转台的内部开设转动腔，所述转动腔内部转动设置有齿轮盘，该齿轮盘与第一电机相啮合，所述齿轮盘的上表面固定连接有套筒，该套筒的内部开设有所述安装腔用于锁定所述第一臂的一端。

本发明的有益效果是：

本发明首先在厂家将各个小零件直接组装成机械臂的各个手臂和各个关节部位，缩减了在使用前进行组装的零件数和难度，随后第一臂、第二臂、第三臂插入到底座、第一肘部、第二肘部以及腕部的安装腔中，并通过沿周壁设置的可伸缩卡块与安装腔L形的引导槽和锁定槽进行锁定，再通过反向转动的锁盖对引导槽进行封闭，完成对机械臂各个手臂和关节部位的组装，无需多余的螺栓，整个组装的过程简单易懂，方便不是专业的工作人员组装操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体立体示意图；

图2是本发明的整体剖面示意图；

图3是本发明的第一臂立体示意图；

图4是本发明的第二转动块立体示意图；

图5是本发明的锁盖立体示意图；

图6是本发明的底座剖面示意图；

图7是本发明的第一肘部剖面示意图；

图8是本发明的第一臂剖面示意图；

图9是图2的局部放大示意图。

图中：1、底座；11、底板；12、转台；13、转动腔；14、第一电机；15、齿轮盘；16、套筒；2、第一臂；21、杆体；22、收容腔；23、卡块；231、限位槽；211、限位块；24、弹簧；3、第一肘部；31、第一转动块；32、第二转动块；33、电机轴；34、安装腔；341、引导槽；342、锁定槽；343、凸缘；344、容纳槽；345、螺孔；35、锁盖；351、对接槽；352、挡块；353、螺栓；4、第二臂；5、第二肘部；6、第三臂；7、腕部。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合实施例中的附图，对本发明进行更清楚、更完整的阐述，当然所描述的实施例只是本发明的一部分而非全部，基于本实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动性的前提下所获得的其他的实施例，均在本发明的保护范围内。

如图1至图9所示，一种方便拆装的机械臂，包括从下到上依次设置的底座1、第一臂2、第一肘部3、第二臂4、第二肘部5、第三臂6以及腕部7，第一臂2、第二臂4和第三臂6设置为相同，第一肘部3和第二肘部5设置为相同，且第一臂2和第二臂4的一端均通过卡块23滑动插接在第一肘部3的安装腔34中；第二臂4和第三臂6的一端均通过卡块23滑动插接在第二肘部5的安装腔34中，并且均转动锁定，安装腔34中的引导槽341和锁定槽342组合形成L形，其中锁定槽342深度从连通引导槽341的一侧向另一侧逐渐增加且卡块23设置为直角梯形状。通过可伸缩的卡块23卡入到各个安装腔34的锁定槽342中完成初步的锁定，随后通过反向拧动的锁盖35完成进一步的锁定。

第一臂2、第二臂4和第三臂6的杆体21两端沿周壁方向等距开设有多个收容腔22，该收容腔22的内部的滑动设置有可伸缩的卡块23，该卡块23较小的一端朝向杆体21的外端。第二臂4、第三臂6的安装方式与第一臂2的安装方式相同，第二肘部5与第一肘部3的安装方式相同，底座1以及腕部7设置有安装腔34的部分安装方式相同。

卡块23的背面和收容腔22内壁之间设置有弹簧24，且卡块23的上底侧和下底侧均开设有限位槽231，该限位槽231与收容腔22上设置的限位块211相滑动。卡块23上限位槽231和收容腔22中限位块的相互配合，避免卡块23的晃动，也避免卡块23移动时的错位。

第一肘部3和第二肘部5均包括转动连接的第一转动块31和第二转动块32，第一转动块31和第二转动块32之间通过电机轴33销接转动，第一转动块31和第二转动块32的内部均开设有安装腔34。电机安装在第一转动块31的外侧，电机轴33与第二转动块32相固定，从而通过电机的转动调动第一转动块31和第二转动块32的转动，第一转动块31和第二转动块32内部的安装腔34均用于与杆体21的两端进行固定。

安装腔34的内壁沿周向等距开设有多个轴线的引导槽341，且引导槽341的侧面设置有锁定槽342，该锁定槽342与引导槽341远离安装腔34开口端相平齐连通。多个沿周向等距设置的引导槽341和锁定槽342，可以将杆体21与安装腔34之间衔接需要的力通过多个卡块23的力量进行分担，锁定槽342设置在引导槽341的内侧从而才能形成L状对卡块23进行锁定。

引导槽341的深度从安装腔34开口端到另一端逐渐变浅，锁定槽342的长度小于等于引导槽341的一半。引导槽341从开口端到另一端逐渐变浅，从而对卡块23进行压制使得卡块23逐渐被压缩方便横向移动槽锁定槽342中，同时开口端设置较深，导致开口较大，便于卡块23的插入，锁定槽342的横向距离远大于卡块23的横向宽度，使得卡块23在横移平移的过程中会随着锁定槽342的深入的不同而进行伸缩变化，随着深入锁定槽342自身弹出的部分越多，从而两者的接触面积增加，增肌摩擦力，避免被收缩，同时也避免卡块23的回缩脱离。

安装腔34的外部通过凸缘343与锁盖35相转动，且锁盖35表面卡开设有多个对接槽351，该对接槽351与引导槽341相对应，且锁盖35的对接槽351的侧下方表面固定有在引导槽341侧方的容纳槽344中滑动的挡块352，锁盖35的上表面还设置有贯穿锁盖35并螺接安装腔34表面螺孔345的螺栓353。锁盖35的转动方向与臂或者肘部的转动方向相反，用于将对接槽351和引导槽341相错开，避免卡块23在操作时由于转动，从锁定槽342中脱离，最后从引导槽341中脱离，导致装置在使用过程中被拆卸，凸缘343的竖截面设置为竖着的L形，锁盖35内部设置有L形的槽，两者相互卡接适配，使得锁盖35被固定在安装腔34上进行转动，锁盖35转动时，带动挡块352从容纳槽344滑动到引导槽341，对卡块23回转进行阻挡，同时锁盖35通过螺栓353螺接在螺孔345中，将锁盖35与安装腔34进行固定，避免锁盖35的回位，导致引导槽341处空出，从而卡块23可以在引导槽341以及锁定槽342中转动。

底座1包括底板11，该底板11上设置转台12，转台12的内部开设转动腔13，转动腔13内部转动设置有齿轮盘15，该齿轮盘15与第一电机14相啮合，齿轮盘15的上表面固定连接有套筒16，该套筒16的内部开设有安装腔34用于锁定第一臂2的一端。第一电机14的输出端设置有齿轮，该齿轮与齿轮盘15相啮合，带动齿轮盘15转动，从而带动套筒16转动，进而带动套筒16通过安装腔34固定的第一臂2转动，实现整个机械臂的水平转动，套筒16相当于第二转动块32，内置安装腔34与第一臂2的一端相互固定。

组装时：通过螺栓将底座1固定在底面，然后将第一臂2的一端插入到底座1的安装腔34中左转将卡块23转移到锁定槽342中，随后向右转动锁盖35将对接槽351和引导槽341错开同时挡块352转出实现引导槽341的封锁，随后拧动螺栓353实现锁盖35和安装腔34的锁定，完成对两者锁定，随后在第一臂2的另一端被第一肘部3的第一转动块31套接在自身的安装腔34中，并左转第一肘部3将第一臂2的卡块23转动到安装腔34的锁定槽342中，右转锁盖35将对接槽351与引导槽341向错开同时挡块352转出实现引导槽341的封锁，随后拧动螺栓353实现锁盖35和安装腔34的锁定，实现两者的锁定固定，在第一肘部3的第二转动块32的安装腔34中插入第二臂4的一端，根据第一臂2在安装腔34中的安装方式，进行第二臂4这端的在安装腔34中的锁定，之后将第二肘部5套接在第二臂4的另一端，依照第一肘部3第一转动块31的安装方式进行第二肘部5第一转动块31的安装腔34与第二臂4另一端的锁定，随后在第二肘部5的第二转动块32中插入第三臂6的一端，根据第一肘部3第二转动块32与第二臂4一端的安装方法进行这次的安装，最后在第三臂6的另一端安装上腕部7，腕部7的这端也设置有安装腔34，根据第一转动块31与第一臂2的安装方式进行安装，腕部7的另一侧设置为法兰盘状用于机械手的安装。

其中：第一臂2的一端插入到安装腔34中时，首先锁盖35的对接槽351与安装腔34的引导槽341对齐，同时将第一臂2周壁的卡块23与锁盖35的对接槽351对准，然后插入，第一臂2的卡块23沿着对接槽351进入到引导槽341中，并在逐渐深入引导槽341中时，自身也被引导槽341逐渐变浅的深度挤压收缩，使得自身回收部分进入到收容腔22中直至最下端与引导槽341底面相接触，然后左转第一臂2，将第一臂2的卡块23转入到锁定槽342中，随着卡块23缓缓的横移至锁定槽342，从而卡块23随着横移并随着内部弹簧24的作用，缓缓的外移，使得直角梯形状的卡块23直角拐角与锁定槽342顶面相抵持卡接，同时卡块23的侧面横移直至接触到锁定槽342的侧面，最后转动锁盖35，将引导槽341与对接槽351相错开，同时挡块352从容纳槽344中转出，并阻挡在引导槽341和锁定槽342中，实现引导槽341的封锁，随后拧动螺栓353实现锁盖35和安装腔34的锁定。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种方便拆装的机械臂，包括从下到上依次设置的底座(1)、第一臂(2)、第一肘部(3)、第二臂(4)、第二肘部(5)、第三臂(6)以及腕部(7)，其特征在于：所述第一臂(2)、所述第二臂(4)和所述第三臂(6)设置为相同，所述第一肘部(3)和所述第二肘部(5)设置为相同，且所述第一臂(2)和所述第二臂(4)的一端均通过卡块(23)滑动插接在所述第一肘部(3)的安装腔(34)中；所述第二臂(4)和所述第三臂(6)的一端均通过所述卡块(23)滑动插接在所述第二肘部(5)的所述安装腔(34)中，并且均转动锁定，所述安装腔(34)中的引导槽(341)和锁定槽(342)组合形成L形，其中所述锁定槽(342)深度从连通所述引导槽(341)的一侧向另一侧逐渐增加且所述卡块(23)设置为直角梯形状。

2.根据权利要求1所述的一种方便拆装的机械臂，其特征在于：所述第一臂(2)、所述第二臂(4)和所述第三臂(6)的杆体(21)两端沿周壁方向等距开设有多个收容腔(22)，该收容腔(22)的内部的滑动设置有可伸缩的卡块(23)，该卡块(23)较小的一端朝向所述杆体(21)的外端。

3.根据权利要求2所述的一种方便拆装的机械臂，其特征在于：所述卡块(23)的背面和所述收容腔(22)内壁之间设置有弹簧(24)，且所述卡块(23)的上底侧和下底侧均开设有限位槽(231)，该限位槽(231)与所述收容腔(22)上设置的限位块(211)相滑动。

4.根据权利要求1所述的一种方便拆装的机械臂，其特征在于：所述第一肘部(3)和所述第二肘部(5)均包括转动连接的第一转动块(31)和第二转动块(32)，所述第一转动块(31)和所述第二转动块(32)之间通过电机轴(33)销接转动，所述第一转动块(31)和所述第二转动块(32)的内部均开设有安装腔(34)。

5.根据权利要求1所述的一种方便拆装的机械臂，其特征在于：所述安装腔(34)的内壁沿周向等距开设有多个轴线的引导槽(341)，且所述引导槽(341)的侧面设置有锁定槽(342)，该锁定槽(342)与所述引导槽(341)远离所述安装腔(34)开口端相平齐连通。

6.根据权利要求1所述的一种方便拆装的机械臂，其特征在于：所述引导槽(341)的深度从所述安装腔(34)开口端到另一端逐渐变浅，所述锁定槽(342)的长度小于等于所述引导槽(341)的一半。

7.根据权利要求1所述的一种方便拆装的机械臂，其特征在于：所述安装腔(34)的外部通过凸缘(343)与锁盖(35)相转动，且所述锁盖(35)表面卡开设有多个对接槽(351)，该对接槽(351)与所述引导槽(341)相对应，且所述锁盖(35)的对接槽(351)的侧下方表面固定有在所述引导槽(341)侧方的容纳槽(344)中滑动的挡块(352)，所述锁盖(35)的上表面还设置有贯穿所述锁盖(35)并螺接所述安装腔(34)表面螺孔(345)的螺栓(353)。

8.根据权利要求1所述的一种方便拆装的机械臂，其特征在于：所述底座(1)包括底板(11)，该底板(11)上设置转台(12)，所述转台(12)的内部开设转动腔(13)，所述转动腔(13)内部转动设置有齿轮盘(15)，该齿轮盘(15)与第一电机(14)相啮合，所述齿轮盘(15)的上表面固定连接有套筒(16)，该套筒(16)的内部开设有所述安装腔(34)用于锁定所述第一臂(2)的一端。

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