CN112621813A - 一种用于自动化控制的机械手臂 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械手臂领域，具体公开了一种用于自动化控制的机械手臂，本发明在使用时，通过调整机械手臂的高度以及旋转角度，以便于人们进行使用，也可适当调节手臂的长度，以便适应夹取不同位置的产品，调节时，通过升降组件调节机械抓手的高度；调节机械手臂的长度时，可通过控制器控制第一旋转器进行旋转，进而通过滑动组件调节机械抓手与第二支撑柱左侧之间的距离；调节机械手臂的倾斜角度时，通过控制器控制动力旋转器旋转，动力旋转器带动第二啮合齿轮进行旋转，由于第二啮合齿轮与第一啮合齿轮相连接，进而带动第一啮合齿轮进行旋转，第一啮合齿轮进行旋转后，通过连接件带动第二支撑柱进行旋转。

Description

一种用于自动化控制的机械手臂

技术领域

本发明涉及机械手臂技术领域，具体为一种用于自动化控制的机械手臂。

背景技术

工业化通常被定义为工业或第二产业产值在国民生产总值中比重不断上升的过程，以及工业就业人数在总就业人数中比重不断上升的过程。工业发展是工业化的显著特征之一，但工业化并不能狭隘地仅仅理解为工业发展。因为工业化是现代化的核心内容，是传统农业社会向现代工业社会转变的过程。在这一过程中，工业发展绝不是孤立进行的，而总是与农业城市化和服务业发展相辅相成的。

机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影，当然，其多用于机械制造行业，能够提高效率，在使用过程中，现有的机械手臂调节的范围受到限制，且稳定性不高，使得人们的使用范围受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于自动化控制的机械手臂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于自动化控制的机械手臂，包括机械手臂底座、滑动安装在机械手臂底座上端的第一支撑柱、与第一支撑柱上端旋转连接的第二支撑柱、沿着第二支撑柱内部滑动的固定轴以及安装在固定轴一端的机械抓手；

所述机械手臂底座内部安装有升降组件，所述升降组件的上端插入第一支撑柱，所述第一支撑柱沿着升降组件上下滑动；

所述第一支撑柱顶端设置有凹槽，所述凹槽内部安装有第一啮合齿轮，所述凹槽的底部安装有第二啮合齿轮，所述第二啮合齿轮的上端插入凹槽内部，所述第二啮合齿轮与第一啮合齿轮相啮合，所述第二啮合齿轮的圆轴上安装有动力旋转器，所述第一啮合齿轮上端的一侧安装有连接件，所述连接件呈弧形结构，所述连接件的一端与第二支撑柱的一端固定连接；

所述第二支撑柱内部安装有滑动组件，所述滑动组件的一端与固定轴相连接，所述滑动组件带动固定轴水平滑动。

优选的，所述升降组件包括相互啮合的从动斜齿轮和主动斜齿轮、安装在主动斜齿轮的中心轴上的第二旋转器、与从动斜齿轮相连接的连接杆、套在连接杆上端且与连接杆螺纹连接的固定块。

优选的，所述第一支撑柱下端插入机械手臂底座上端的第二插槽中，所述第一支撑柱沿着第二插槽内部上下滑动。

优选的，所述第一支撑柱内部设置有第一插槽，所述连接杆上端插入第一插槽内部，所述连接杆沿着第一插槽内部滑动，所述凹槽位于第一插槽的上端。

优选的，所述第一插槽内部镶嵌有固定块，所述连接杆穿过固定块，所述固定块下端穿过第二插槽与从动斜齿轮相连接。

优选的，所述滑动组件包括位于第二支撑柱内部的圆柱、围绕圆柱外围设置的滑槽、与圆柱相连接的第一主轴、安装在第一主轴上的第一旋转器、位于圆柱内部的限位板、与限位板滑动连接的移动杆。

优选的，所述移动杆的一侧与圆杆相连接，所述圆杆插入滑槽，且圆杆沿着滑槽内部滑动，所述移动杆的一端与固定轴相连接。

优选的，所述滑槽分别设置在圆柱的两侧，且位于两侧的滑槽首尾相连接，所述滑槽呈等腰梯形结构。

优选的，所述移动杆位于圆柱的一侧，所述动力旋转器、第一旋转器以及第二旋转器的输入端与控制器的输出端电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在使用时，通过调整机械手臂的高度以及旋转角度，以便于人们进行使用，也可适当调节手臂的长度，以便适应夹取不同位置的产品，调节时，通过升降组件调节机械抓手的高度，调节时，通过控制器控制第二旋转器进行旋转，进而带动机械抓手进行同步调节高度；调节机械手臂的长度时，可通过控制器控制第一旋转器进行旋转，进而通过滑动组件调节机械抓手与第二支撑柱左侧之间的距离；调节机械手臂的倾斜角度时，通过控制器控制动力旋转器旋转，动力旋转器带动第二啮合齿轮进行旋转，由于第二啮合齿轮与第一啮合齿轮相连接，进而带动第一啮合齿轮进行旋转，第一啮合齿轮进行旋转后，通过连接件带动第二支撑柱进行旋转。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明第一处理室的结构示意图；

图3为本发明上壳的结构示意图。

图中：1、机械手臂底座；2、第一支撑柱；3、第二支撑柱；4、升降组件；401、连接杆；402、第一插槽；403、固定块；404、第二插槽；405、从动斜齿轮；406、第二旋转器；407、主动斜齿轮；5、机械抓手；6、滑动组件；601、移动杆；602、限位板；603、圆柱；604、滑槽；605、圆杆；606、第一旋转器；607、第一主轴；7、连接件；8、第一啮合齿轮；9、凹槽；10、第二啮合齿轮；11、动力旋转器；12、固定轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种用于自动化控制的机械手臂，包括机械手臂底座1、滑动安装在机械手臂底座1上端的第一支撑柱2、与第一支撑柱2上端旋转连接的第二支撑柱3、沿着第二支撑柱3内部滑动的固定轴12以及安装在固定轴12一端的机械抓手5；

所述机械手臂底座1内部安装有升降组件4，所述升降组件4的上端插入第一支撑柱2，所述第一支撑柱2沿着升降组件4上下滑动；

所述第一支撑柱2顶端设置有凹槽9，所述凹槽9内部安装有第一啮合齿轮8，所述凹槽9的底部安装有第二啮合齿轮10，所述第二啮合齿轮10的上端插入凹槽9内部，所述第二啮合齿轮10与第一啮合齿轮8相啮合，所述第二啮合齿轮10的圆轴上安装有动力旋转器11，所述第一啮合齿轮8上端的一侧安装有连接件7，所述连接件7呈弧形结构，所述连接件7的一端与第二支撑柱3的一端固定连接；

所述第二支撑柱3内部安装有滑动组件6，所述滑动组件6的一端与固定轴12相连接，所述滑动组件6带动固定轴12水平滑动。

进一步的，所述升降组件4包括相互啮合的从动斜齿轮405和主动斜齿轮407、安装在主动斜齿轮407的中心轴上的第二旋转器406、与从动斜齿轮405相连接的连接杆401、套在连接杆401上端且与连接杆401螺纹连接的固定块403。

进一步的，所述第一支撑柱2下端插入机械手臂底座1上端的第二插槽404中，所述第一支撑柱2沿着第二插槽404内部上下滑动。

进一步的，所述第一支撑柱2内部设置有第一插槽402，所述连接杆401上端插入第一插槽402内部，所述连接杆401沿着第一插槽402内部滑动，所述凹槽9位于第一插槽402的上端。

进一步的，所述第一插槽402内部镶嵌有固定块403，所述连接杆401穿过固定块403，所述固定块403下端穿过第二插槽404与从动斜齿轮405相连接。

进一步的，所述滑动组件6包括位于第二支撑柱3内部的圆柱603、围绕圆柱603外围设置的滑槽604、与圆柱603相连接的第一主轴607、安装在第一主轴607上的第一旋转器606、位于圆柱603内部的限位板602、与限位板602滑动连接的移动杆601。

进一步的，所述移动杆601的一侧与圆杆605相连接，所述圆杆605插入滑槽604，且圆杆605沿着滑槽604内部滑动，所述移动杆601的一端与固定轴12相连接。

进一步的，所述滑槽604分别设置在圆柱603的两侧，且位于两侧的滑槽604首尾相连接，所述滑槽604呈等腰梯形结构。

进一步的，所述移动杆601位于圆柱603的一侧，所述动力旋转器11、第一旋转器606以及第二旋转器406的输入端与控制器的输出端电连接。

工作原理：

在使用时，通过调整机械手臂的高度以及旋转角度，以便于人们进行使用，也可适当调节手臂的长度，以便适应夹取不同位置的产品，机械手臂夹取物品在本领域属于成熟技术，已充分公开，在此不具体介绍，调节时，通过升降组件4调节机械抓手5的高度，调节时，通过控制器控制第二旋转器406进行正向或者反向旋转，第二旋转器406带动主动斜齿轮407进行旋转，由于主动斜齿轮407与从动斜齿轮405相啮合，进而通过从动斜齿轮405带动连接杆401进行旋转，由于连接杆401与固定块403螺纹连接，带动固定块403沿着连接杆401向上或者向下滑动，移动时，同步带动第一支撑杆2进行滑动，进而带动机械抓手5进行同步调节高度；

调节机械手臂的长度时，可通过控制器控制第一旋转器606进行正向或者反向旋转，使得一旋转器606带动第一主轴607进行同步旋转，进而带动圆柱603进行旋转，由于移动杆601只能沿着限位板602内部横向滑动，且移动杆601一端连接的圆杆605插入滑槽604内部，圆柱603进行旋转时，带动圆杆605沿着滑槽604内部滑动，进而带动移动杆601向左或向右水平滑动，进而调节机械抓手5与第二支撑柱3左侧之间的距离；

调节机械手臂的倾斜角度时，通过控制器控制动力旋转器11旋转，动力旋转器11带动第二啮合齿轮10进行旋转，由于第二啮合齿轮10与第一啮合齿轮8相连接，进而带动第一啮合齿轮8进行旋转，第一啮合齿轮8进行旋转后，通过连接件7带动第二支撑柱3进行旋转。

值得注意的是：通过控制器对其实现控制，控制器型号是LY110C，由于控制器匹配的设备、第一旋转器、第二旋转器、动力旋转器、机械抓手均为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于自动化控制的机械手臂，其特征在于：包括机械手臂底座(1)、滑动安装在机械手臂底座(1)上端的第一支撑柱(2)、与第一支撑柱(2)上端旋转连接的第二支撑柱(3)、沿着第二支撑柱(3)内部滑动的固定轴(12)以及安装在固定轴(12)一端的机械抓手(5)；

所述机械手臂底座(1)内部安装有升降组件(4)，所述升降组件(4)的上端插入第一支撑柱(2)，所述第一支撑柱(2)沿着升降组件(4)上下滑动；

所述第一支撑柱(2)顶端设置有凹槽(9)，所述凹槽(9)内部安装有第一啮合齿轮(8)，所述凹槽(9)的底部安装有第二啮合齿轮(10)，所述第二啮合齿轮(10)的上端插入凹槽(9)内部，所述第二啮合齿轮(10)与第一啮合齿轮(8)相啮合，所述第二啮合齿轮(10)的圆轴上安装有动力旋转器(11)，所述第一啮合齿轮(8)上端的一侧安装有连接件(7)，所述连接件(7)呈弧形结构，所述连接件(7)的一端与第二支撑柱(3)的一端固定连接；

所述第二支撑柱(3)内部安装有滑动组件(6)，所述滑动组件(6)的一端与固定轴(12)相连接，所述滑动组件(6)带动固定轴(12)水平滑动。

2.根据权利要求1所述的一种用于自动化控制的机械手臂，其特征在于：所述升降组件(4)包括相互啮合的从动斜齿轮(405)和主动斜齿轮(407)、安装在主动斜齿轮(407)的中心轴上的第二旋转器(406)、与从动斜齿轮(405)相连接的连接杆(401)、套在连接杆(401)上端且与连接杆(401)螺纹连接的固定块(403)。

3.根据权利要求2所述的一种用于自动化控制的机械手臂，其特征在于：所述第一支撑柱(2)下端插入机械手臂底座(1)上端的第二插槽(404)中，所述第一支撑柱(2)沿着第二插槽(404)内部上下滑动。

4.根据权利要求3所述的一种用于自动化控制的机械手臂，其特征在于：所述第一支撑柱(2)内部设置有第一插槽(402)，所述连接杆(401)上端插入第一插槽(402)内部，所述连接杆(401)沿着第一插槽(402)内部滑动，所述凹槽(9)位于第一插槽(402)的上端。

5.根据权利要求4所述的一种用于自动化控制的机械手臂，其特征在于：所述第一插槽(402)内部镶嵌有固定块(403)，所述连接杆(401)穿过固定块(403)，所述固定块(403)下端穿过第二插槽(404)与从动斜齿轮(405)相连接。

6.根据权利要求2所述的一种用于自动化控制的机械手臂，其特征在于：所述滑动组件(6)包括位于第二支撑柱(3)内部的圆柱(603)、围绕圆柱(603)外围设置的滑槽(604)、与圆柱(603)相连接的第一主轴(607)、安装在第一主轴(607)上的第一旋转器(606)、位于圆柱(603)内部的限位板(602)、与限位板(602)滑动连接的移动杆(601)。

7.根据权利要求6所述的一种用于自动化控制的机械手臂，其特征在于：所述移动杆(601)的一侧与圆柱(605)相连接，所述圆柱(605)插入滑槽(604)，且圆柱(605)沿着滑槽(604)内部滑动，所述移动杆(601)的一端与固定轴(12)相连接。

8.根据权利要求6所述的一种用于自动化控制的机械手臂，其特征在于：所述滑槽(604)分别设置在圆柱(603)的两侧，且位于两侧的滑槽(604)首尾相连接，所述滑槽(604)呈等腰梯形结构。

9.根据权利要求6所述的一种用于自动化控制的机械手臂，其特征在于：所述移动杆(601)位于圆柱(603)的一侧，所述动力旋转器(11)、第一旋转器(606)以及第二旋转器(406)的输入端与控制器的输出端电连接。

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