CN112643663A - 一种人工智能升降机械臂用定向组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及人工智能机械臂技术领域，且公开了一种人工智能升降机械臂用定向组件，包括底座，所述底座的顶部固定安装有机身，所述机身的顶部固定安装有机头，所述机头的内部固定安装有壳体，所述机头的外侧固定安装有与壳体固定连接的支板，所述壳体的内部活动安装有半球体，所述半球体的顶部固定安装有连接座，所述连接座的顶部固定安装有动力臂。该人工智能升降机械臂用定向组件，具备灵活性高的优点，解决了现有技术中，人工智能机械臂需要移动至目标区域抓取物品，代替人工操作，随着现代科技发展，人工智能机械臂不断的改进，但人工智能机械臂的灵活性差的问题始终难以解决，阻碍人工智能机械臂发展的问题。

Description

一种人工智能升降机械臂用定向组件
技术领域
本发明涉及人工智能机械臂技术领域，具体为一种人工智能升降机械臂用定向组件。
背景技术
现有技术中，人工智能机械臂需要移动至目标区域抓取物品，代替人工操作，随着现代科技发展，人工智能机械臂不断的改进，但人工智能机械臂的灵活性差的问题始终难以解决，阻碍人工智能机械臂的发展，此外现有的机械臂定向组件中例如CN107007429A，CN102601794A等专利文献中采用多个伸缩臂实现不同角度的倾斜设计，但是上述解决方案中均需要借助环抱上述伸缩臂的圆盘进行施加载荷后的各个伸缩臂的静态保持，而对于部分作业场景中，没有足够的空间放置容纳各个伸缩臂的圆盘，因此需要设计一种无需外部环绕的圆盘也能够在机械臂受到一定载荷后能够维持伸缩臂相对稳定的定向组件，故而提出一种人工智能升降机械臂用定向组件解决上述所提出的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种人工智能升降机械臂用定向组件，具备灵活性高的优点，解决了现有技术中，人工智能机械臂需要移动至目标区域抓取物品，代替人工操作，随着现代科技发展，人工智能机械臂不断的改进，但人工智能机械臂的灵活性差的问题始终难以解决，阻碍人工智能机械臂发展的问题。
(二)技术方案
为实现上述灵活性高的目的，本发明提供如下技术方案：一种人工智能升降机械臂用定向组件，包括底座，所述底座的顶部固定安装有机身，所述机身的顶部固定安装有机头，所述机头的内部固定安装有壳体，所述机头的外侧滑动套设有环绕壳体圆周外围的环套，该环套上等距离环形分布设置有多个支板，支板呈三角形状且固定在环套上，所述壳体的内部活动安装有半球体，所述半球体的顶部固定安装有连接座，所述连接座的顶部固定安装有动力臂，所述底座的内部固定安装有步进电机，所述步进电机的输出轴外侧固定安装有联轴器，所述步进电机的输出轴固定安装有转轴，所述转轴的外侧固定安装有电刷环，所述转轴的顶部固定安装有定向柱，所述定向柱与壳体之间活动连接，所述定向柱贯穿并延伸至机头的内部，所述定向柱的外侧固定安装有与机身固定连接的轴承，所述定向柱的内部固定安装有电动推杆，所述电动推杆的数量为三个，且三个电动推杆呈等距离环形分布，所述电动推杆的外侧固定安装有套管，套管与壳体相连通，其中三个所述电动推杆均与电刷环电连接，且电刷环与定向柱活动连接；
所述定向柱的顶部固定安装有支架，所述支架的内部固定安装有固定轴，所述固定轴的外侧活动安装有转环，所述转环的外侧固定安装有齿轮，所述定向柱的顶部固定安装有支柱，所述支柱的顶部固定安装有限位块，所述半球体的内部固定安装有抵柱，所述抵柱的底部开设有位于限位块外侧的卡槽，所述抵柱位于支柱的顶部，且限位块位于卡槽的内部，所述半球体的底部固定安装有与齿轮啮合的啮齿，所述啮齿由内向外依次分布，且啮齿位于抵柱的外侧；
在所述半球体内环形等间距内嵌有强磁体，多个强磁体环绕动力臂的轴向方向圆周排布，其中一个支板内设置有电磁铁模块，在机头的朝向环套套体底部的一端上等间距设置有多个第一金属触点，触点之间的间距与支板间间距相同，在支板所在的环套套体底部设置有单个第二金属触点，该第二金属触点的位置与内嵌有电磁铁模块的支板位置相应。
所述壳体的顶部呈开口状，且半球体的顶部贯穿开口并延伸至壳体的外侧。
所述套管的数量与电动推杆的数量相同。
所述啮齿由内向外依次分布，且啮齿位于抵柱的外侧。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种人工智能升降机械臂用定向组件，具备以下有益效果：
1、本发明中采用特殊设计的内嵌磁性体的环套以及多个可伸缩齿轮啮合结构，在辅助实现多自由度转动的同时，能够实现较大载荷下的多个伸缩臂稳定。
2、该人工智能升降机械臂用定向组件，当动力臂的延展角度需要调节时，可通过控制三个电动推杆进行升降，当左侧电动推杆上升，右侧电动推杆下降时，动力臂则会向右倾斜，当右侧的电动推杆上升，左侧电动推杆下降时，动力臂则会向左倾斜，应用相同的原理对三个电动推杆进行微调，使三个电动推杆对动力臂的倾斜角度进行控制，转动角度多向，更加灵活便捷，达到了灵活性高的目的。
3、该人工智能升降机械臂用定向组件，通过步进电机带动转轴进行转动，转轴转动带动定向柱在轴承的内部转动，定向柱通过支柱顶部与卡槽卡合的限位块带动半球体进行转动，使半球体能够快速的进行轴向转动，使动力臂转动实现摇摆动作，已达到快速摇摆动力臂的目的，齿轮可在转环的外侧进行转动保持与啮齿的啮合，对半球体底部进行支撑调整，使半球体运作更加平稳。
附图说明
图1为本发明提出的一种人工智能升降机械臂用定向组件结构示意图；
图2为本发明提出的一种人工智能升降机械臂用定向组件结构剖面图；
图3为本发明提出的一种人工智能升降机械臂用定向组件支柱结构示意图。
图中：1、底座；2、机身；3、机头；4、支板；5、壳体；6、半球体；7、连接座；8、动力臂；9、抵柱；10、齿轮；11、固定轴；12、转环；13、支架；14、套管；15、电动推杆；16、轴承；17、转轴；18、步进电机；19、联轴器；20、电刷环；21、定向柱；22、支柱；23、啮齿；24、限位块；25、卡槽。
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。
请参阅图1-3，本发明提供如下技术方案：一种人工智能升降机械臂用定向组件，包括底座1，所述底座1的顶部固定安装有机身2，所述机身2的顶部固定安装有机头3，所述机头3的内部固定安装有壳体5，所述机头3的外侧滑动套设有环绕壳体5圆周外围的环套，该环套上等距离环形分布设置有多个支板4，支板4呈三角形状且固定在环套上，所述壳体5的内部活动安装有半球体6，所述半球体6的顶部固定安装有连接座7，所述连接座7的顶部固定安装有动力臂8，所述底座1的内部固定安装有步进电机18，所述步进电机18的输出轴外侧固定安装有联轴器19，所述步进电机18的输出轴固定安装有转轴17，所述转轴17的外侧固定安装有电刷环20，所述转轴17的顶部固定安装有定向柱21，所述定向柱21与壳体5之间活动连接，所述定向柱 21贯穿并延伸至机头3的内部，所述定向柱21的外侧固定安装有与机身2固定连接的轴承16，所述定向柱21的内部固定安装有电动推杆15，所述电动推杆15的数量为三个，且三个电动推杆15呈等距离环形分布，所述电动推杆15的外侧固定安装有套管14，套管14与壳体5相连通，其中三个所述电动推杆15均与电刷环20电连接，且电刷环20与定向柱21活动连接；
所述定向柱21的顶部固定安装有支架13，所述支架13的内部固定安装有固定轴11，所述固定轴11的外侧活动安装有转环12，所述转环12的外侧固定安装有齿轮10，所述定向柱21的顶部固定安装有支柱22，所述支柱22 的顶部固定安装有限位块24，所述半球体6的内部固定安装有抵柱9，所述抵柱9的底部开设有位于限位块24外侧的卡槽25，所述抵柱9位于支柱22 的顶部，且限位块24位于卡槽25的内部，所述半球体6的底部固定安装有与齿轮10啮合的啮齿23，所述啮齿23由内向外依次分布，且啮齿23位于抵柱9的外侧；
在所述半球体6内环形等间距内嵌有强磁体，多个强磁体环绕动力臂8 的轴向方向圆周排布，其中一个支板4内设置有电磁铁模块，在机头3的朝向环套套体底部的一端上等间距设置有多个第一金属触点，触点之间的间距与支板4间间距相同，在支板4所在的环套套体底部设置有单个第二金属触点，该第二金属触点的位置与内嵌有电磁铁模块的支板4位置相应。
半球体6的顶部固定安装有连接座7，连接座7的顶部固定安装有动力臂8，底座1的内部固定安装有步进电机18，步进电机18的型号可为 86CM120-86HS120，步进电机18的输出轴外侧固定安装有联轴器19，步进电机18的输出轴固定安装有转轴17，转轴17的外侧固定安装有电刷环20，转轴17的顶部固定安装有定向柱21，定向柱21的外侧固定安装有与机身2固定连接的轴承16，定向柱21的内部固定安装有电动推杆15，电动推杆15的型号可为SKW-1-24，电动推杆15的数量为三个，且三个电动推杆15呈等距离环形分布，电动推杆15的外侧固定安装有套管14，套管14的数量与电动推杆15的数量相同，且套管14与壳体5相连通，定向柱21的顶部固定安装有支架13，支架13的内部固定安装有固定轴11，固定轴11的外侧活动安装有转环12，转环12的外侧固定安装有齿轮10，定向柱21与壳体5之间活动连接，定向柱21贯穿并延伸至机头3的内部，定向柱21的顶部固定安装有支柱22，支柱22的顶部固定安装有限位块24，半球体6的内部固定安装有抵柱9，抵柱9的底部开设有位于限位块24外侧的卡槽25，抵柱9位于支柱 22的顶部，且限位块24位于卡槽25的内部，半球体6的底部固定安装有与齿轮10啮合的啮齿23，啮齿23由内向外依次分布，且啮齿23位于抵柱9的外侧，三个电动推杆15均与电刷环20电连接，且电刷环20与定向柱21活动连接，当动力臂8的延展角度需要调节时，可通过控制三个电动推杆15进行升降，当左侧电动推杆15上升，右侧电动推杆15下降时，动力臂8则会向右倾斜，当右侧的电动推杆15上升，左侧电动推杆15下降时，动力臂8 则会向左倾斜，应用相同的原理对三个电动推杆15进行微调，使三个电动推杆15对动力臂8的倾斜角度进行控制，转动角度多向，更加灵活便捷，达到了灵活性高的目的，通过步进电机18带动转轴17进行转动，转轴17转动带动定向柱21在轴承16的内部转动，定向柱21通过支柱22顶部与卡槽25卡合的限位块24带动半球体6进行转动，使半球体6能够快速的进行轴向转动，使动力臂8转动实现摇摆动作，已达到快速摇摆动力臂8的目的，齿轮10可在转环12的外侧进行转动保持与啮齿23的啮合，对半球体6底部进行支撑调整，使半球体6运作更加平稳。
在使用时，通过控制三个电动推杆15进行升降，当左侧电动推杆15上升，右侧电动推杆15下降时，动力臂8则会向右倾斜，当右侧的电动推杆15 上升，左侧电动推杆15下降时，动力臂8则会向左倾斜，应用相同的原理对三个电动推杆15进行微调，使三个电动推杆15对动力臂8的倾斜角度进行控制，转动角度多向，更加灵活便捷。
并且，通过步进电机18带动转轴17进行转动，转轴17转动带动定向柱 21在轴承16的内部转动，定向柱21通过支柱22顶部与卡槽25卡合的限位块24带动半球体6进行转动，使半球体6能够快速的进行轴向转动，使动力臂8转动实现摇摆动作，已达到快速摇摆动力臂8的目的，齿轮10可在转环 12的外侧进行转动保持与啮齿23的啮合，对半球体6底部进行支撑调整，使半球体6运作更加平稳，在动力臂8达到目标转向后，整个动力臂8呈倾斜状，因此此时半球体6内的多个强磁体在保持环绕动力臂8的轴向方向圆周排布的同时部分强磁铁位于倾斜方向的高处，部分强磁铁位于倾斜方向的较低处，此时转动壳体5外部的环套，使得内嵌有电磁铁模块的支板4位于半球体6的较低处的，即位于较低处的强磁铁附近，在转动到位后，环套底部的金属触点与机头3上的金属触点接触，从而产生的电磁力将环套与半球体6 紧紧吸附，从而保持在动力臂8受到外部载荷时仍然能够不会发生偏斜，不会带动三个齿轮意外转动，在三个齿轮执行伸缩啮合的同时，不会因为外部载荷的出现发生伸缩臂意外滑动事件。
综上本发明中解决了现有技术中，人工智能机械臂需要移动至目标区域抓取物品，代替人工操作，尤其是本发明中采用特殊设计的内嵌磁性体的环套以及多个可伸缩齿轮啮合结构，在辅助实现多自由度转动的同时，能够实现较大载荷下的多个伸缩臂稳定，解决了现有的没有足够的空间放置容纳各个伸缩臂的圆盘的作业场景，随着现代科技发展，人工智能机械臂不断的改进，但人工智能机械臂的灵活性差的问题始终难以解决，阻碍人工智能机械臂发展的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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 (4)

1.一种人工智能升降机械臂用定向组件，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶部固定安装有机身(2)，所述机身(2)的顶部固定安装有机头(3)，所述机头(3)的内部固定安装有壳体(5)，所述机头(3)的外侧滑动套设有环绕壳体(5)圆周外围的环套，该环套上等距离环形分布设置有多个支板(4)，支板(4)呈三角形状且固定在环套上，所述壳体(5)的内部活动安装有半球体(6)，所述半球体(6)的顶部固定安装有连接座(7)，所述连接座(7)的顶部固定安装有动力臂(8)，所述底座(1)的内部固定安装有步进电机(18)，所述步进电机(18)的输出轴外侧固定安装有联轴器(19)，所述步进电机(18)的输出轴固定安装有转轴(17)，所述转轴(17)的外侧固定安装有电刷环(20)，所述转轴(17)的顶部固定安装有定向柱(21)，所述定向柱(21)与壳体(5)之间活动连接，所述定向柱(21)贯穿并延伸至机头(3)的内部，所述定向柱(21)的外侧固定安装有与机身(2)固定连接的轴承(16)，所述定向柱(21)的内部固定安装有电动推杆(15)，所述电动推杆(15)的数量为三个，且三个电动推杆(15)呈等距离环形分布，所述电动推杆(15)的外侧固定安装有套管(14)，套管(14)与壳体(5)相连通，其中三个所述电动推杆(15)均与电刷环(20)电连接，且电刷环(20)与定向柱(21)活动连接；
所述定向柱柱(21)的顶部固定安装有支架(13)，所述支架(3)的内部固定安装有固定轴(11)，所述固定轴(11)的外侧活动安装有转环(12)，所述转环(12)的外侧固定安装有齿轮(10)，所述定向柱(21)的顶部固定安装有支柱(22)，所述支柱(22)的顶部固定安装有限位块(24)限位块，所述半球体(6)的内部固定安装有抵柱(9)，所述抵柱(9)的底部开设有位于限位块(24)外侧的卡槽(25)，所述抵柱(9)位于支柱(22)的顶部，且限位块(24)位于卡槽(25)的内部，所述半球体(6)的底部固定安装有与齿轮(10)啮合的啮齿(23)，所述啮齿(23)由内向外依次分布，且啮齿(23)位于抵柱(9)的外侧；
在所述半球体(6)内环形等间距内嵌有强磁体，多个强磁体环绕动力臂(8)的轴向方向圆周排布，其中一个支板(4)内设置有电磁铁模块，在机头(3)的朝向环套套体底部的一端上等间距设置有多个第一金属触点，触点之间的间距与支板(4)间间距相同，在支板(4)所在的环套套体底部设置有单个第二金属触点，该第金属触点的位置与内嵌有电磁铁模块的支板(4)位置相应。
2.根据权利要求1所述的一种人工智能升降机械臂用定向组件，其特征在于：所述壳体(5)的顶部呈开口状，且半球体(6)的顶部贯穿开口并延伸至壳体(5)的外侧。
3.根据权利要求1所述的一种人工智能升降机械臂用定向组件，其特征在于：所述套管(14)的数量与电动推杆(15)的数量相同。
4.根据权利要求1所述的一种人工智能升降机械臂用定向组件，其特征在于：所述啮齿(23)由内向外依次分布，且啮齿(23)位于抵柱(9)的外侧。
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