CN117226883A - 一种折叠式碳纤维机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种折叠式碳纤维机械臂，包括安装底座，安装底座的一侧活动连接有活动连接座，活动连接座的一端固定连接有定位力臂，定位力臂的一端滑动连接有折叠机械臂，折叠机械臂的一侧设置有连接杆，连接杆的一端设置有连接架，驱动气缸的底部固定连接有夹爪安装臂，夹爪安装臂的底部设置有两个夹爪，连接块的两端设置有驱动两个夹爪相互移动的驱动组件，夹爪安装臂的底部设置有吸盘，连接块的底部设置有抽空气筒内空气的联动组件。设置有联动组件使得吸盘具有进一步的夹持力度，其吸盘具有一定的预定位能力，阻挡其首次与两个夹爪接触时产生晃动，提高机械臂操作时的稳定性。

Description

一种折叠式碳纤维机械臂

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，具体为一种折叠式碳纤维机械臂。

背景技术

折叠式机械臂常由主支撑臂和副支撑臂组成，通过旋转驱动器控制主支撑臂的角度调节，同时通过油缸控制副支撑臂绕主支撑臂旋转的角度调节，实现多角度自由的进行折叠、伸展工作，副支撑臂上安装有机械手，机械手在拾起重物时，通过向油缸内注入高压的液压油体，推动油缸内的活塞拉动副支撑臂，达到控制机械手将重物拉起的目的。

如现有技术公告号为CN 218927871 U的专利申请，其包括搭载座，所述搭载座内转动连接有牵引臂，牵引臂一端的顶部安装有可转动的伸缩组件；所述伸缩组件包括装配套筒，装配套筒的一端安装牵引臂一端的顶部，装配套筒外部的一侧开设有连通缺口。本实用新型通过在装配套筒的一侧固定装配架，在装配架的内部安装可转动的传动齿轮，使得传动齿轮在装配架顶部的电机带动下，通过带动传动齿条移动来使得滑动臂带动电动机械爪移动，通过利用齿轮齿条之间啮合时具体一定的自锁能力来增强折叠式机械臂在实际夹持一些较为重物体时的稳定性，还使得这类折叠式机械臂可进一步地伸长，间接地扩大了折叠式机械臂的活动范围。

上述现有技术在使用中，其优化了机械臂的折叠性，但是上述现有技术在应用中，当机械爪在夹持物体时，因物体的形状各异，若夹持圆形物体，机械爪与物体的接触仅为点式接触，在机械臂的移动过程中易使得物体在机械爪内产生晃动移位甚至掉落，降低了机械臂使用时的稳定性，并且具有一定的安全隐患，为此，我们提出了一种折叠式碳纤维机械臂来满足机械臂的轻量化稳定操作需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种折叠式碳纤维机械臂，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：一种折叠式碳纤维机械臂，包括安装底座，所述安装底座的一侧活动连接有活动连接座，所述活动连接座的一端固定连接有定位力臂，所述定位力臂的一端滑动连接有折叠机械臂，所述折叠机械臂的一侧设置有连接杆，所述连接杆的一端设置有连接架，所述连接架的外表面固定连接有碳纤维Z轴延长杆，所述碳纤维Z轴延长杆的底部固定连接有驱动气缸，所述驱动气缸的底部固定连接有夹爪安装臂，所述夹爪安装臂的底部设置有两个夹爪，所述驱动气缸的输出端延伸至夹爪安装臂的底部且固定连接有气缸输出杆，所述夹爪安装臂的底部固定连接有连接块，所述连接块的两端设置有驱动两个夹爪相互移动的驱动组件，所述夹爪安装臂的底部设置有吸盘，两个所述吸盘的顶部连通有气筒，所述夹爪安装臂的底部固定连接有固定架，所述固定架与气筒固定连接，所述连接块的底部设置有抽空气筒内空气的联动组件。

优选地，所述驱动组件包括活动连接于连接块两侧的驱动铰接杆，两个所述驱动铰接杆相互远离的一端分别与两个夹爪活动连接。

优选地，两个所述夹爪的顶部分别固定连接有活动连接架，所述夹爪安装臂的内部开设有供活动连接架滑动的滑槽，两个所述活动连接架分别与夹爪安装臂的滑槽滑动连接。

优选地，两个所述夹爪的底部分别固定连接有卡板。

优选地，所述联动组件包括设置于气筒内部的滑杆，所述滑杆的底部固定连接有活塞，所述活塞与气筒的内壁适配，所述滑杆的外表面固定连接有固定环，所述固定环的一端设置有传动组件。

优选地，所述传动组件包括铰接于固定环一端的翘板，所述翘板的一端铰接有传动曲柄，所述固定架的一端固定连接有支撑架，所述支撑架的一端转动连接有从动齿轮，所述从动齿轮的一端与传动曲柄活动连接。

优选地，所述连接块的底部固定连接有双齿条板，所述双齿条板与从动齿轮啮合，所述气筒的一侧活动连接有活动支架，所述活动支架的顶部与翘板活动连接。

优选地，所述气筒的顶部固定连接有限位架，所述限位架的顶部与滑杆滑动连接。

优选地，所述活动连接座的内部安装有旋转感应器，所述活动连接座的底部安装有第一平衡气缸。

优选地，所述折叠机械臂的一侧安装有第二平衡气缸，所述第二平衡气缸的输出端固定连接有连接件，所述连接件固定连接于连接杆的外表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置有定位力臂进与连接杆在折叠机械臂与活动连接座的配合下可进一步实现对其的折叠，在停止运行时可最大程度地收纳，减少占地空间，提高收纳效率，同时，将气动碳纤维的定位力臂通过安装底座固定在工作台上，将拧紧工具夹爪安装臂固定于碳纤维Z轴延长杆中，通气通电后，通过调节调压阀，将拧紧工具夹爪安装臂负载平衡，实现“零重力”，配合操作人员辅助移动力臂，实现任意位置移动，操作灵活减轻负载，通过设置角度传感器可以判断平面任意位置，杜绝操作人员错拧紧螺丝，漏拧紧螺丝，实现位置防错功能，优化了整个折叠式碳纤维机械臂的操作效果。

通过设置驱动气缸逐渐驱动两个夹爪相互靠近，使得其适配于对不同规格的物体进行夹持，提高其自身适应性，进一步的，设置卡板可更好的适配不规则物体，进而提高其夹持效果。

通过设置有联动组件使得其连接块驱动两个夹爪相互靠近的同时带动气筒的内部被抽空，从而使得吸盘具有一定的吸力，使得其吸盘辅助夹爪的夹持为运输物体提供进一步的夹持力度，进一步的是，其吸盘具有一定的预定位能力，可在两个夹爪在未靠近物体时提前稳定物体，阻挡其首次与两个夹爪接触时产生晃动，从而影响夹爪的夹持稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体立体结构示意图；

图2为本发明中折叠机械臂的立体结构示意图；

图3为本发明中碳纤维Z轴延长杆与第三机械臂的结构示意图；

图4为本发明中夹爪安装臂与驱动气缸的结构示意图；

图5为本发明中夹爪与连接块的结构示意图；

图6为本发明中吸盘与气筒的结构示意图；

图7为本发明中双齿条板与翘板传动关系的结构示意图；

图8为本发明中气筒的剖面结构示意图。

图中：100、安装底座；101、活动连接座；102、定位力臂；103、旋转感应器；104、第一平衡气缸；200、折叠机械臂；201、连接杆；202、连接件；203、连接架；204、第二平衡气缸；300、碳纤维Z轴延长杆；400、夹爪安装臂；401、驱动气缸；402、夹爪；403、活动连接架；404、气缸输出杆；405、驱动铰接杆；406、卡板；407、连接块；408、双齿条板；500、吸盘；501、气筒；502、固定架；503、滑杆；504、固定环；505、翘板；506、限位架；507、传动曲柄；508、从动齿轮；509、支撑架；510、活塞；511、活动支架。

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、完整的描述，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

请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种折叠式碳纤维机械臂，包括安装底座100，所述安装底座100的一侧活动连接有活动连接座101，所述活动连接座101的一端固定连接有定位力臂102，在本申请中，定位力臂102优选碳纤维材质，并由前机械臂和后机械臂组成，前、后机械臂主要由碳纤维杆组成，具有强度高、重量轻的特点，所述定位力臂102的一端滑动连接有折叠机械臂200，所述折叠机械臂200的一侧设置有连接杆201，连接杆201优选碳纤维材质，所述连接杆201的一端设置有连接架203，所述连接架203的外表面固定连接有碳纤维Z轴延长杆300，所述碳纤维Z轴延长杆300的底部固定连接有驱动气缸401，所述驱动气缸401的底部固定连接有夹爪安装臂400，所述夹爪安装臂400的底部设置有两个夹爪402，通过人工辅助旋转定位力臂102，实现多角度自由地进行折叠、伸展工作，通过碳纤维Z轴延长杆300固定夹爪安装臂400，抵消夹爪安装臂400工作时产生的反作用力。

在本实施方式的较优技术方案中，所述活动连接座101的内部安装有旋转感应器103，旋转感应器103即为市面上的角度传感器，用于测量对应角度，所述活动连接座101的底部安装有第一平衡气缸104，，所述折叠机械臂200的一侧安装有第二平衡气缸204，所述第二平衡气缸204的输出端固定连接有连接件202，所述连接件202固定连接于连接杆201的外表面，另外，还可以在安装底座100上安装调压阀，在连接杆201上安装气缸，通过调压阀调节气缸压力，达到平衡定位力臂102前端负载的作用，实现任意位置悬停。

进一步的，通过将所有电气设备外接电源，通过操控定位力臂102移动带动折叠机械臂200移动，通过开启第二平衡气缸204通带动连接件202移动从而带动连接杆201过移动连接架203的高度，从而实现对夹持物件的高度进行调节，

其中，旋转感应器103可测量其定位力臂102的旋转角度，通过能够测量偏转角度的旋转感应器103，可以实现位置检测，防止工作中出现错拧、漏拧得不到及时矫正的问题，进而提高其旋转的精准度，碳纤维Z轴延长杆300可供夹爪安装臂400升降从而提高其灵活性。

综上，通过设置有定位力臂102进与连接杆201在折叠机械臂200与活动连接座101的配合下可进一步实现对其的折叠，在停止运行时可最大程度地收纳，减少占地空间，提高收纳效率，同时，将气动碳纤维的定位力臂102通过安装底座100固定在工作台上，将拧紧工具夹爪安装臂400固定于碳纤维Z轴延长杆300中，通气通电后，通过调节调压阀，将拧紧工具夹爪安装臂400负载平衡，实现“零重力”，配合操作人员辅助移动力臂，实现任意位置移动，操作灵活减轻负载，通过设置角度传感器可以判断平面任意位置，杜绝操作人员错拧紧螺丝，漏拧紧螺丝，实现位置防错功能，优化了整个折叠式碳纤维机械臂的操作效果。

实施例

基于实施例1，为提高夹持性，请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：一种折叠式碳纤维机械臂，包括安装底座100，安装底座100的顶部活动连接有活动连接座101，活动连接座101的顶部活动连接有折叠机械臂200，活动连接座101的顶部安装有两个连接杆201，两个连接杆201的输出端共同与折叠机械臂200的底部固定连接，折叠机械臂200的顶部活动连接有碳纤维Z轴延长杆300，碳纤维Z轴延长杆300的顶部活动连接有第三机械臂302，第三机械臂302的一端固定连接有驱动气缸401，驱动气缸401的底部固定连接有夹爪安装臂400，夹爪安装臂400的底部设置有两个夹爪402，驱动气缸401的输出端延伸至夹爪安装臂400的底部且固定连接有气缸输出杆404，夹爪安装臂400的底部固定连接有连接块407，连接块407的两端设置有驱动两个夹爪402相互移动的驱动组件。

在本实施方式的较优技术方案中，驱动组件包括活动连接于连接块407两侧的驱动铰接杆405，两个驱动铰接杆405相互远离的一端分别与两个夹爪402活动连接，两个夹爪402的顶部分别固定连接有活动连接架403，夹爪安装臂400的内部开设有供活动连接架403滑动的滑槽，两个活动连接架403分别与夹爪安装臂400的滑槽滑动连接，两个夹爪402的底部分别固定连接有卡板406。

进一步地，调控夹爪安装臂400置于所需夹持物品的上方，此时将两个夹爪402置于物体外侧，然后通过操控驱动气缸401开启从而带动气缸输出杆404下移进而带动连接块407下移，此时连接块407两侧的驱动铰接杆405的一端被连接块407带动，从而下移，此时驱动铰接杆405的另一端与夹爪402活动连接，使得其驱动铰接杆405的角度逐渐从而平行状态变成垂直状态进行变化，从而使得其不断地带动两个夹爪402相互靠近。

其中，当两个夹爪402相互靠近时，其顶部的活动连接架403在夹爪402的带动下逐渐在夹爪安装臂400的滑槽内滑动，从而带动夹爪402相互靠近从而同步下移，使得其两个夹爪402夹持住物体。

综上，通过设置驱动气缸401逐渐驱动两个夹爪402相互靠近，使得其适配于对不同规格的物体进行夹持，提高其自身适应性，进一步的，设置卡板406可更好的适配不规则物体，进而提高其夹持效果。

实施例

基于实施例2，为进一步提高夹爪402的夹持力度，同时提高输送夹持物品的稳定性，请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：一种折叠式碳纤维机械臂，包括安装底座100，安装底座100的顶部活动连接有活动连接座101，活动连接座101的顶部活动连接有折叠机械臂200，活动连接座101的顶部安装有两个连接杆201，两个连接杆201的输出端共同与折叠机械臂200的底部固定连接，折叠机械臂200的顶部活动连接有碳纤维Z轴延长杆300，碳纤维Z轴延长杆300的顶部活动连接有第三机械臂302，第三机械臂302的一端固定连接有驱动气缸401，驱动气缸401的底部固定连接有夹爪安装臂400，夹爪安装臂400的底部设置有两个夹爪402，驱动气缸401的输出端延伸至夹爪安装臂400的底部且固定连接有气缸输出杆404，夹爪安装臂400的底部固定连接有连接块407，夹爪安装臂400的底部设置有吸盘500，两个吸盘500的顶部连通有气筒501，夹爪安装臂400的底部固定连接有固定架502，固定架502与气筒501固定连接，连接块407的底部设置有抽空气筒501内空气的联动组件。

在本实施方式的较优技术方案中，联动组件包括设置于气筒501内部的滑杆503，滑杆503的底部固定连接有活塞510，活塞510与气筒501的内壁适配，滑杆503的外表面固定连接有固定环504，固定环504的一端设置有传动组件，传动组件包括铰接于固定环504一端的翘板505，翘板505的一端铰接有传动曲柄507，固定架502的一端固定连接有支撑架509，支撑架509的一端转动连接有从动齿轮508，从动齿轮508的一端与传动曲柄507活动连接，连接块407的底部固定连接有双齿条板408，双齿条板408与从动齿轮508啮合，气筒501的一侧活动连接有活动支架511，活动支架511的顶部与翘板505活动连接，气筒501的顶部固定连接有限位架506，限位架506的顶部与滑杆503滑动连接。

进一步的，通过在连接块407下移驱动两个夹爪402在相互靠近时的同时其带动双齿条板408下移，此时双齿条板408下移与两个从动齿轮508啮合进而带动其转动，此时在从动齿轮508的转动力下驱动传动曲柄507的一端沿从动齿轮508转动，从而带动翘板505的一端被牵引，使得其翘板505的一端下移，此时翘板505的一端下移在活动支架511的支撑下带动从动齿轮508的另一端上移，从而带动固定环504上移，使得滑杆503被翘板505拉动在限位架506的内部滑动，从而驱动活塞510在气筒501内部升起，当活塞510升起时其气筒501以及吸盘500位于活塞510内的将形成负压，从而吸盘500的底部形成吸力。

其中，在使用中首先将吸盘500置于需要搬运物体的顶部，使其吸盘500与物体顶部接触，同时值得一提的是，双齿条板408的齿条只能驱动从动齿轮508旋转半周。

综上，通过设置有联动组件使得其连接块407驱动两个夹爪402相互靠近的同时带动气筒501的内部被抽空，从而使得吸盘500具有一定的吸力，使得其吸盘500辅助夹爪402的夹持为运输物体提供进一步的夹持力度，进一步的是，其吸盘500具有一定的预定位能力，可在两个夹爪402在未靠近物体时提前稳定物体，阻挡其首次与两个夹爪402接触时产生晃动，从而影响夹爪402的夹持稳定性。

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。

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 (10)

1.一种折叠式碳纤维机械臂，包括安装底座（100），其特征在于：所述安装底座（100）的一侧活动连接有活动连接座（101），所述活动连接座（101）的一端固定连接有定位力臂（102），所述定位力臂（102）的一端滑动连接有折叠机械臂（200），所述折叠机械臂（200）的一侧设置有连接杆（201），所述连接杆（201）的一端设置有连接架（203），所述连接架（203）的外表面固定连接有碳纤维Z轴延长杆（300），所述碳纤维Z轴延长杆（300）的底部固定连接有驱动气缸（401），所述驱动气缸（401）的底部固定连接有夹爪安装臂（400），所述夹爪安装臂（400）的底部设置有两个夹爪（402），所述驱动气缸（401）的输出端延伸至夹爪安装臂（400）的底部且固定连接有气缸输出杆（404），所述夹爪安装臂（400）的底部固定连接有连接块（407），所述连接块（407）的两端设置有驱动两个夹爪（402）相互移动的驱动组件，所述夹爪安装臂（400）的底部设置有吸盘（500），两个所述吸盘（500）的顶部连通有气筒（501），所述夹爪安装臂（400）的底部固定连接有固定架（502），所述固定架（502）与气筒（501）固定连接，所述连接块（407）的底部设置有抽空气筒（501）内空气的联动组件。

2.根据权利要求1所述的一种折叠式碳纤维机械臂，其特征在于：所述驱动组件包括活动连接于连接块（407）两侧的驱动铰接杆（405），两个所述驱动铰接杆（405）相互远离的一端分别与两个夹爪（402）活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种折叠式碳纤维机械臂，其特征在于：两个所述夹爪（402）的顶部分别固定连接有活动连接架（403），所述夹爪安装臂（400）的内部开设有供活动连接架（403）滑动的滑槽，两个所述活动连接架（403）分别与夹爪安装臂（400）的滑槽滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种折叠式碳纤维机械臂，其特征在于：两个所述夹爪（402）的底部分别固定连接有卡板（406）。

5.根据权利要求3所述的一种折叠式碳纤维机械臂，其特征在于：所述联动组件包括设置于气筒（501）内部的滑杆（503），所述滑杆（503）的底部固定连接有活塞（510），所述活塞（510）与气筒（501）的内壁适配，所述滑杆（503）的外表面固定连接有固定环（504），所述固定环（504）的一端设置有传动组件。

6.根据权利要求5所述的一种折叠式碳纤维机械臂，其特征在于：所述传动组件包括铰接于固定环（504）一端的翘板（505），所述翘板（505）的一端铰接有传动曲柄（507），所述固定架（502）的一端固定连接有支撑架（509），所述支撑架（509）的一端转动连接有从动齿轮（508），所述从动齿轮（508）的一端与传动曲柄（507）活动连接。

7.根据权利要求6所述的一种折叠式碳纤维机械臂，其特征在于：所述连接块（407）的底部固定连接有双齿条板（408），所述双齿条板（408）与从动齿轮（508）啮合，所述气筒（501）的一侧活动连接有活动支架（511），所述活动支架（511）的顶部与翘板（505）活动连接。

8.根据权利要求7所述的一种折叠式碳纤维机械臂，其特征在于：所述气筒（501）的顶部固定连接有限位架（506），所述限位架（506）的顶部与滑杆（503）滑动连接。

9.根据权利要求1所述的一种折叠式碳纤维机械臂，其特征在于：所述活动连接座（101）的内部安装有旋转感应器（103），所述活动连接座（101）的底部安装有第一平衡气缸（104）。

10.根据权利要求1所述的一种折叠式碳纤维机械臂，其特征在于：所述折叠机械臂（200）的一侧安装有第二平衡气缸（204），所述第二平衡气缸（204）的输出端固定连接有连接件（202），所述连接件（202）固定连接于连接杆（201）的外表面。