CN114347075A - 一种多自由度舞台机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及舞台机械臂技术领域，一种多自由度舞台机械臂，包括机械臂和机械臂上的连接架，所述连接架上通过减震部件还安装有调节盒，所述减震部件用于对连接架减震，所述调节盒上设置有收纳盒，所述连接架上还安装有限位块，所述限位块用于卡扣至收纳盒的内部，所述调节盒上安装有微调部件，所述微调部件用于辅助限位块插入收纳盒的内部，所述调节盒上还安装有支撑部件，所述支撑部件用于驱动微调部件，所述微调部件包括滑动连接在调节盒上的圆套。本发明通过圆套带动调节板旋转抵触在限位块上，从而扩大了调节板微调的范围，利用第二透气孔流通空气进行减小限位块的冲击，且给调节板留取一定的时间，让调节板可以微调限位块。

Description

一种多自由度舞台机械臂

技术领域

本发明涉及舞台机械臂技术领域，具体为一种多自由度舞台机械臂。

背景技术

机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配、安全防爆等领域得到广泛应用，在舞台上通常用机械臂调节舞台屏幕，利用机械臂将由多块小屏幕组成的大屏幕再次分离成多块小屏幕，且多块小屏幕可以各自播放各不相干的内容，然后在通过机械臂带动多块小屏幕组成的大屏幕，进而给观看者实现不一样的视觉效果。

由于表演需要，现有的多自由度舞台机械臂一般精度较差，成本也就低，就会导致多自由度舞台机械臂在多块小屏幕组成大屏幕时不能快速组装在一起，虽然精度高的机械臂能快速带动小屏幕组装在一起，但成本也高，且由于要快速的将多块小屏幕组成大屏幕组装在一起，就会导致两个机械臂相撞，造成损坏。

发明内容

本发明提供了一种多自由度舞台机械臂，具备自动校准屏幕，可以快速组装，且具有缓冲减震的有益效果，解决了上述背景技术中所提到多自由度舞台机械臂一般精度较差，成本也就低，就会导致多自由度舞台机械臂在多块小屏幕组成大屏幕时不能快速组装在一起，虽然精度高的机械臂能快速带动小屏幕组装在一起，但成本也高，且由于要快速的将多块小屏幕组成大屏幕组装在一起，就会导致两个机械臂相撞，造成损坏的问题。

本发明提供如下技术方案：一种多自由度舞台机械臂，包括机械臂和机械臂上的连接架，所述连接架上通过减震部件还安装有调节盒，所述减震部件用于对连接架减震，所述调节盒上设置有收纳盒，所述连接架上还安装有限位块，所述限位块用于卡扣至收纳盒的内部；

所述调节盒上安装有微调部件，所述微调部件用于辅助限位块插入收纳盒的内部，所述调节盒上还安装有支撑部件，所述支撑部件用于驱动微调部件，所述微调部件包括滑动连接在调节盒上的圆套，所述支撑部件用于驱动圆套往复运动，所述圆套上设置有收纳槽，所述收纳槽贯穿圆套和调节盒，所述收纳槽上滑动连接有调节板，所述调节板用于抵触限位块，所述调节板与圆套通过第二弹簧连接。

作为本发明所述多自由度舞台机械臂的一种可选方案，其中：所述调节盒的内部还转动连接有第二伸缩柱，所述第二伸缩柱上安装有支撑杆，所述支撑杆的外表面连接有锥轮，所述锥轮的轴心远离支撑杆的轴心，所述锥轮用于抵触在圆套上。

作为本发明所述多自由度舞台机械臂的一种可选方案，其中：所述支撑部件包括滑动连接在调节盒上的受力板，所述受力板用于抵触限位块，所述受力板通过第三弹簧连接在调节盒的内部，所述受力板上安装有凸块，所述调节盒的内部转动连接有传动杆，所述传动杆上转动连接有齿带，所述凸块用于驱动齿带旋转，所述齿带与支撑杆相连接。

作为本发明所述多自由度舞台机械臂的一种可选方案，其中：所述调节盒的内部还安装有减速部件，所述减速部件包括安装在调节盒内的气筒，所述气筒的内部滑动连接有第二活塞板，所述第二活塞板上设置有流通空气的第二透气孔，所述第二活塞板与调节杆通过滑轴连接，所述第二活塞板用于减缓调节杆滑行的速度。

作为本发明所述多自由度舞台机械臂的一种可选方案，其中：所述调节盒的内部还安装有支撑板，所述支撑板上转动连接有传动套，所述传动套与齿带相啮合，所述支撑杆上还安装有受力柱，所述受力柱上安装有条形杆，所述条形杆滑动连接在传动套的内壁，所述调节杆用于抵触受力柱。

作为本发明所述多自由度舞台机械臂的一种可选方案，其中：所述调节盒的内壁设置有条形槽，所述圆套上转动连接有轴承套，所述轴承套滑动连接在条形槽的内部，所述轴承套与调节盒通过第四弹簧连接，所述圆套的内部滑动连接有圆杆，所述锥轮用于抵触圆杆，所述圆杆上安装有方块，所述圆套的内壁设置有螺旋线，所述方块滑动连接在螺旋线的内部，所述圆杆用于驱动调节板旋转。

作为本发明所述多自由度舞台机械臂的一种可选方案，其中：所述减震部件包括安装在连接架上的减震盒，所述减震盒的内部滑动连接有第一活塞板，所述第三弹簧上设置有流通空气的第一透气孔，所述第一活塞板与减震盒通过第一弹簧连接。

作为本发明所述多自由度舞台机械臂的一种可选方案，其中：所述第一活塞板的另一侧安装有第一伸缩柱，所述第一伸缩柱与调节盒相连接。

作为本发明所述多自由度舞台机械臂的一种可选方案，其中：所述连接架上通过螺钉连接有舞屏，所述圆套的内部还安装有第五弹簧，所述第五弹簧与圆杆相连接。

本发明具备以下有益效果：

1、该多自由度舞台机械臂，通过调节板校准限位块的位置，让限位块与圆套的轴心平行，从而实现微调限位块，方便组装，让较差精度的机械臂也能快速组装两个舞屏。

2、该多自由度舞台机械臂，通过圆套带动调节板旋转抵触在限位块上，从而扩大了调节板微调的范围，利用第二透气孔流通空气进行减小限位块的冲击，且给调节板留取一定的时间，让调节板可以微调限位块。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图。

图2为本发明机械臂与连接架的结构示意图。

图3为本发明减震部件的结构示意图。

图4为本发明支撑部件的结构示意图。

图5为本发明图4的A处局部结构示意图。

图6为本发明微调部件的结构示意图。

图7为本发明图6的B处局部结构示意图。

图中：1、机械臂；2、连接架；3、舞屏；4、限位块；5、调节盒；6、收纳盒；7、减震部件；72、减震盒；73、第一弹簧；74、第一活塞板；75、第一透气孔；76、第一伸缩柱；8、支撑部件；81、受力板；82、调节杆；83、凸块；84、第三弹簧；85、齿带；86、传动杆；87、滑轴；88、气筒；89、第二活塞板；90、第二透气孔；9、微调部件；91、支撑杆；92、受力柱；93、锥轮；94、第二伸缩柱；95、圆套；96、收纳槽；97、调节板；98、第二弹簧；99、轴承套；110、条形槽；111、第四弹簧；112、方块；113、传动套；114、支撑板；115、条形杆；116、圆杆；117、螺旋线；118、第五弹簧。

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。

实施例1

请参阅图1-4，一种多自由度舞台机械臂，包括机械臂1和机械臂1上的连接架2，连接架2上通过减震部件7还安装有调节盒5，减震部件7用于对连接架2减震，调节盒5上设置有收纳盒6，连接架2上还安装有限位块4，限位块4用于卡扣至收纳盒6的内部；

调节盒5上安装有微调部件9，微调部件9用于辅助限位块4插入收纳盒6的内部，调节盒5上还安装有支撑部件8，支撑部件8用于驱动微调部件9，微调部件9包括滑动连接在调节盒5上的圆套95，支撑部件8用于驱动圆套95往复运动，圆套95上设置有收纳槽96，收纳槽96贯穿圆套95和调节盒5，收纳槽96上滑动连接有调节板97，调节板97用于抵触限位块4，调节板97与圆套95通过第二弹簧98连接；

调节盒5的内部还转动连接有第二伸缩柱94，第二伸缩柱94上安装有支撑杆91，支撑杆91的外表面连接有锥轮93，锥轮93的轴心远离支撑杆91的轴心，支撑部件8包括滑动连接在调节盒5上的受力板81，受力板81用于抵触限位块4，受力板81通过第三弹簧84连接在调节盒5的内部，受力板81上安装有凸块83，调节盒5的内部转动连接有传动杆86，传动杆86上转动连接有齿带85，凸块83用于驱动齿带85旋转，齿带85与支撑杆91相连接，连接架2上通过螺钉连接有舞屏3，圆套95的内部还安装有第五弹簧118，第五弹簧118与圆杆116相连接。

本实施例中：

根据图1所示，当两个舞屏3需要组合在一起时，通过两个机械臂1带动舞屏3靠近组合，但是为了促进舞台的演示效果，两个舞屏3必须快速的组合在一起，因此需要机械臂1的精度足够高，才能达到，但是高精度的机械臂1成本较高，且不能高强度的被撞击，当使用较差精度的机械臂1时，又达不到快速组合的效果，所以该装置在较差精度机械臂1的一侧安装有调节盒5和收纳盒6，当两个舞屏3需要组合时，通过第一个机械臂1带动限位块4卡扣到第二个机械臂1上的调节盒5处，通过限位块4与调节盒5的配合进行辅助校准，方便组合；

微调限位块4，方便组装：根据图4所示，通过限位块4抵触在受力板81上，利用受力板81支撑限位块4，避免限位块4会快速的向左滑动，从而让调节板97能及时调节限位块4的位置，根据图4所示，通过受力板81支撑限位块4，利用限位块4推动受力板81向左滑动，通过受力板81带动凸块83，拨动齿带85转动，利用齿带85带动支撑杆91旋转，通过支撑杆91带动锥轮93偏心旋转，通过锥轮93的旋转不断抵触圆套95，让圆套95左右往复运动，当圆套95向左滑动时，通过圆套95带动调节板97击打限位块4，如果限位块4不与圆套95的轴心平行，在调节板97向左滑动时，调节板97必然会挤压限位块4，根据图4所示，有两个调节板97相对安装在调节盒5上，所以该装置在限位块4倾斜状态下并向左滑动时，调节板97会校准限位块4的位置，让限位块4与圆套95的轴心平行，从而实现微调限位块4，方便组装，让较差精度的机械臂1也能快速组装两个舞屏3；

需要特别说明的是，根据图4所示，收纳槽96贯穿圆套95和调节盒5，由于调节板97与调节盒5通过第二弹簧98连接，使得调节板97收缩在收纳槽96的内部，因此在限位块4抵触受力板81时，受力板81不会被调节板97卡死，只有限位块4推动受力板81滑动，进过传动让圆套95拉动调节板97冲收纳槽96处滑动出来时，调节板97的一端抵触在圆套95的内部，此时，调节板97与限位块4相抵触，利用调节板97微调限位块4。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做出的改进，根据图1-5所示，调节盒5的内部还安装有减速部件，减速部件包括安装在调节盒5内的气筒88，气筒88的内部滑动连接有第二活塞板89，第二活塞板89上设置有流通空气的第二透气孔90，第二活塞板89与调节杆82通过滑轴87连接，第二活塞板89用于减缓调节杆82滑行的速度。

本实施例中：

一级减小冲击：根据图5所示，由于两个舞屏3需要快速的组装在一起，因此两个机械臂1会快速的带动舞屏3组装，从而会导致两个舞屏3撞击在一起，为了减小撞击力，在调节盒5的内部安装有气筒88，当受力板81带动调节杆82上的滑轴87滑动时，通过滑轴87带动第二活塞板89在气筒88的内部滑动，利用空气流通过第二透气孔90，由于第二透气孔90的孔径是固定的，所以流通的空气量是固定的，从而第二活塞板89滑动的速度是固定，利用第二透气孔90流通空气进行减小限位块4的冲击，且给调节板97留取一定的时间，让调节板97可以微调限位块4。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上做出的改进，根据图1-6所示，调节盒5的内部还安装有支撑板114，支撑板114上转动连接有传动套113，传动套113与齿带85相啮合，支撑杆91上还安装有受力柱92，受力柱92上安装有条形杆115，条形杆115滑动连接在传动套113的内壁，调节杆82用于抵触受力柱92。

本实施例中：

加大微调范围：根据图6所示，当调节杆82向左侧滑动并抵触受力柱92时，受力柱92在受到调节杆82的挤压后向下滑动，从而利用调节杆82带动支撑杆91收缩到第二伸缩柱94的内部，进而通过支撑杆91带动锥轮93向下滑动，根据图6所示，锥轮93为锥形，其锥轮93直径由第二伸缩柱94向支撑杆91处逐渐增大，所以在锥轮93向下滑动时，锥轮93抵触圆套95往复滑行的距离拉长，进而通过圆套95拉动调节板97可以微调限位块4更大的范围，保证限位块4与收纳盒6直径可以完美配合且效率高。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上做出的改进，根据图1-7所示，调节盒5的内壁设置有条形槽110，圆套95上转动连接有轴承套99，轴承套99滑动连接在条形槽110的内部，轴承套99与调节盒5通过第四弹簧111连接，圆套95的内部滑动连接有圆杆116，锥轮93用于抵触圆杆116，圆杆116上安装有方块112，圆套95的内壁设置有螺旋线117，方块112滑动连接在螺旋线117的内部，圆杆116用于驱动调节板97旋转。

本实施例中：

再次加大微调范围：根据实施例1，通过锥轮93偏心旋转抵触圆套95，使得圆套95往复来回运动，进而利用圆套95拉动调节板97挤压倾斜的限位块4，达到微调的效果，但是当限位块4倾斜的角度是调节板97向左滑动抵触不到的，此时，调节板97就失去了微调的作用，因此，需要扩大调节板97微调限位块4的范围，根据图7所示，在圆套95的外表面转动连接有轴承套99，且在圆套95的内部滑动连接有圆杆116，通过圆杆116抵触锥轮93，当锥轮93偏心运动抵触圆杆116时，通过圆杆116推动圆套95滑动，当圆套95外表面安装的轴承套99滑动至限位时，通过圆杆116上的方块112滑动连接在螺旋线117的内部，使得圆套95在轴承套99的内部旋转，利用圆套95带动调节板97旋转抵触在限位块4上，从而扩大了调节板97微调的范围。

实施例5

本实施例是在实施例1的基础上做出的改进，根据图1-4所示，减震部件7包括安装在连接架2上的减震盒72，减震盒72的内部滑动连接有第一活塞板74，第三弹簧84上设置有流通空气的第一透气孔75，第一活塞板74与减震盒72通过第一弹簧73连接，第一活塞板74的另一侧安装有第一伸缩柱76，第一伸缩柱76与调节盒5相连接。

本实施例中：

二级减小冲击：根据图3，当限位块4抵触在调节盒5上，调节盒5受力向左侧滑动，通过调节盒5将力传输至第一伸缩柱76，利用第一伸缩柱76进行蓄力，避免限位块4撞击调节盒5损坏，且通过第一伸缩柱76一侧的第一活塞板74滑动连接在减震盒72的内部，利用空气从第一透气孔75处流通，其原理与实施例二相同，通过第一活塞板74与第二活塞板89的配合，让该装置可以更好的减小限位块4的冲击。

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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多自由度舞台机械臂，包括机械臂（1）和机械臂（1）上的连接架（2），其特征在于：所述连接架（2）上通过减震部件（7）还安装有调节盒（5），所述减震部件（7）用于对连接架（2）减震，所述调节盒（5）上设置有收纳盒（6），所述连接架（2）上还安装有限位块（4），所述限位块（4）用于卡扣至收纳盒（6）的内部；

所述调节盒（5）上安装有微调部件（9），所述微调部件（9）用于辅助限位块（4）插入收纳盒（6）的内部，所述调节盒（5）上还安装有支撑部件（8），所述支撑部件（8）用于驱动微调部件（9），所述微调部件（9）包括滑动连接在调节盒（5）上的圆套（95），所述支撑部件（8）用于驱动圆套（95）往复运动，所述圆套（95）上设置有收纳槽（96），所述收纳槽（96）贯穿圆套（95）和调节盒（5），所述收纳槽（96）上滑动连接有调节板（97），所述调节板（97）用于抵触限位块（4），所述调节板（97）与圆套（95）通过第二弹簧（98）连接。

2.根据权利要求1所述的多自由度舞台机械臂，其特征在于：所述调节盒（5）的内部还转动连接有第二伸缩柱（94），所述第二伸缩柱（94）上安装有支撑杆（91），所述支撑杆（91）的外表面连接有锥轮（93），所述锥轮（93）的轴心远离支撑杆（91）的轴心，所述锥轮（93）用于抵触在圆套（95）上。

3.根据权利要求1所述的多自由度舞台机械臂，其特征在于：所述支撑部件（8）包括滑动连接在调节盒（5）上的受力板（81），所述受力板（81）用于抵触限位块（4），所述受力板（81）通过第三弹簧（84）连接在调节盒（5）的内部，所述受力板（81）上安装有凸块（83），所述调节盒（5）的内部转动连接有传动杆（86），所述传动杆（86）上转动连接有齿带（85），所述凸块（83）用于驱动齿带（85）旋转，所述齿带（85）与支撑杆（91）相连接。

4.根据权利要求3所述的多自由度舞台机械臂，其特征在于：所述调节盒（5）的内部还安装有减速部件，所述减速部件包括安装在调节盒（5）内的气筒（88），所述气筒（88）的内部滑动连接有第二活塞板（89），所述第二活塞板（89）上设置有流通空气的第二透气孔（（90），所述第二活塞板（89）与调节杆（82）通过滑轴（87）连接，所述第二活塞板（89）用于减缓调节杆（82）滑行的速度。

5.根据权利要求4所述的多自由度舞台机械臂，其特征在于：所述调节盒（5）的内部还安装有支撑板（114），所述支撑板（114）上转动连接有传动套（113），所述传动套（113）与齿带（85）相啮合，所述支撑杆（91）上还安装有受力柱（92），所述受力柱（92）上安装有条形杆（115），所述条形杆（115）滑动连接在传动套（113）的内壁，所述调节杆（82）用于抵触受力柱（92）。

6.根据权利要求2所述的多自由度舞台机械臂，其特征在于：所述调节盒（5）的内壁设置有条形槽（110），所述圆套（95）上转动连接有轴承套（99），所述轴承套（99）滑动连接在条形槽（110）的内部，所述轴承套（99）与调节盒（5）通过第四弹簧（111）连接，所述圆套（95）的内部滑动连接有圆杆（116），所述锥轮（93）用于抵触圆杆（116），所述圆杆（116）上安装有方块（112），所述圆套（95）的内壁设置有螺旋线（117），所述方块（112）滑动连接在螺旋线（117）的内部，所述圆杆（116）用于驱动调节板（97）旋转。

7.根据权利要求3所述的多自由度舞台机械臂，其特征在于：所述减震部件（7）包括安装在连接架（2）上的减震盒（72），所述减震盒（72）的内部滑动连接有第一活塞板（74），所述第三弹簧（84）上设置有流通空气的第一透气孔（75），所述第一活塞板（74）与减震盒（72）通过第一弹簧（73）连接。

8.根据权利要求7所述的多自由度舞台机械臂，其特征在于：所述第一活塞板（74）的另一侧安装有第一伸缩柱（76），所述第一伸缩柱（76）与调节盒（5）相连接。

9.根据权利要求6所述的多自由度舞台机械臂，其特征在于：所述连接架（2）上通过螺钉连接有舞屏（3），所述圆套（95）的内部还安装有第五弹簧（118），所述第五弹簧（118）与圆杆（116）相连接。

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