CN207224014U - 能敬礼的机器人手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人手臂技术领域，具体地说是能敬礼的机器人手臂，其特征在于：凸轮的一端面为平面，用于固定电机的工作端面，凸轮的另一端面为不规则面，所述的不规则面至少包括弧度为45～60°的一段斜曲面，且斜曲面的高端位于上方，斜曲面的低端位于下方；顶块的凸块部的外端面滑动触接在凸轮的斜曲面上,顶块的连接部的底面固定连接顶杆的上端，顶杆的下端固定V型连接件的一端，V型连接件的另一端轴接在接近于肘关节连接部下方处的下臂杆上，且相比V型连接件的两端，该V型连接件尖端部远离所述肘关节连接部。本实用新型同现有技术相比，结构简单，设计合理，故障率低，运行稳定性好。

Description

能敬礼的机器人手臂

技术领域

本实用新型涉及机器人手臂技术领域，具体地说是能敬礼的机器人手臂。

背景技术

现在随着科技发展，机器人技术也日益发展，机器人从简单的行走运动，日益发展成各种复杂动作。有些商店、饭店也采用机器人来招揽客户，为了礼貌有些商家需要机器人进行敬礼动作。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种简单的能敬礼的机器人手臂。

为实现上述目的，设计一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：

包括控制器、电机、凸轮、旋转连接件、顶块、上臂杆、下臂杆、V型连接件、顶杆；

所述的凸轮，采用设有通孔的圆筒状，凸轮的外壁中部设有一圈用于固定在机器人身上用的法兰部，凸轮的一端面为平面，用于固定所述电机的工作端面，电机的输出轴位于凸轮的通孔内；凸轮的另一端面为不规则面，所述的不规则面至少包括弧度为45～60°的一段斜曲面，且斜曲面的高端位于上方，斜曲面的低端位于下方；

所述的旋转连接件位于凸轮的通孔内，且旋转连接件的一端与所述电机1的输出轴固定连接；

所述的顶块，总体呈T形，其包括连接部及一体式固定在连接部一侧的凸块部；

所述的上臂杆采用槽形杆，上臂杆的下端与下臂杆的上端轴接形成手臂，上臂杆与下臂杆的轴接处形成肘关节连接部，上臂杆的上端的槽内轴接旋转连接件的另一端的上部形成上旋转部，旋转连接件的另一端的下部轴接顶块的连接部的上端形成下旋转部，顶块的凸块部的外端面滑动触接在凸轮的斜曲面上，顶块的连接部的底面固定连接顶杆的上端，顶杆的下端固定V型连接件的一端，V型连接件的另一端轴接在接近于肘关节连接部下方处的下臂杆上，且相比V型连接件的两端，该V型连接件尖端部远离所述肘关节连接部；

所述电机的信号端连接控制器的相应控制端，控制器控制电机驱动旋转连接件旋转，旋转连接件带动上臂杆、下臂杆、顶块一起从下往上旋转，顶块沿凸轮的斜曲面从低到高旋转时，推动顶块绕下旋转部旋转使顶块的连接部的底端相对上臂杆做靠近且向上的运动；同时顶杆底部的V型连接件带动下臂杆绕肘关节连接部旋转使下臂杆相对靠近上臂连接杆形成敬礼动作。

所述的斜曲面的高低两端分别设有上限位凸块、下限位凸块。

接近于斜曲面的高端处的凸轮的另一端面处沿逆时针方向依次设有高位复位开关和低位复位开关，高位复位开关和低位复位开关的控制端分别采用线路连接控制器的相应输入端，当顶块位于凸轮的斜曲面的高端处时，高位复位开关触接旋转连接件的另一端的下部的一侧，控制器控制电机停止继续带动手臂向上旋转，当顶块位于凸轮的斜曲面的低端处时，低位复位开关触接旋转连接件的另一端的上部的另一侧，控制器控制电机停止继续带动手臂向下旋转。

对应高位复位开关处的凸轮的另一端面上设有嵌设高位复位开关用的高位复位开关凹槽，所述的高位复位开关凹槽的槽底面形成高位复位开关的安装面，高位复位开关的安装面相比低位复位开关的安装面更远离所述电机侧。

旋转连接件包括一端与电机连接的转轴部及另一端的轴接部，所述的转轴部与轴接部采用一体式或分体式；

所述的轴接部采用上下两端及外侧分别开口的U形槽结构，U形槽结构的一侧壁的顶部设有用于触接低位复位开关用的折边；所述的顶块的连接部的上端轴接在U形槽结构内的底部；且U形槽结构一侧的槽底面的下边缘设有避让顶块的凸块部用的避让槽。

所述的转轴部与轴接部采用分体式时，轴接部一侧的槽底面上设非圆形的装配孔，所述的转轴部的相应端面上设与装配孔的形状相匹配的凸块，所述的凸块嵌设在装配孔内，转轴部与轴接部的其余接触面采用紧固件固定连接。

所述的斜曲面上设有容纳润滑油用的油脂槽。

所述的上臂杆的上端采用肩关节连接件连接旋转连接件的另一端，所述的肩关节连接件采用两侧壁分别总体呈直角梯形的槽形板，且槽形板的两侧壁的顶部分别设有轴接旋转连接件的另一端用的轴孔。

所述的上臂杆的下端采用肘关节连接件轴接下臂杆；所述的肘关节连接件采用在U形板的两侧壁的底端分别一体式设圆弧形轴耳所构成。

所述的下臂杆至少其顶部设为槽形部，所述的V型连接件的另一端轴接在下臂杆的槽形部内。

本实用新型同现有技术相比，结构简单，设计合理，故障率低，运行稳定性好，日常保养和维护方便，该装置安装在仿真人体上，有顾客从旁边经过会自动敬礼，操作简单方便；既满足了不同客户的需求，又节省了大量人力资源，从而降低了成本，提高了经济效益；移动性好，适用于多种场合。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为图1所示局部放大图。

图3为本实用新型在手臂下垂时的手臂内侧视角时的立体结构示意图。

图4为本实用新型在手臂下垂时的另一种立体结构示意图。

图5为本实用新型中凸轮的立体图。

图6为本实用新型中旋转连接件的轴接部的立体图。

图7为本实用新型中旋转连接件的转轴部的立体图。

图8为本实用新型中顶块的立体图。

图9为本实用新型中V型连接件的立体图。

图10本实用新型中肘关节连接件的立体图。

图11为实用新型中肩关节连接件的立体图。

图12为本实用新型中肩部与手臂连接的立体结构示意图。

图13为图12中所示局部放大图。

图14为本实用新型实施例中在作敬礼动作时的侧视角度的立体结构示意图。

图15为图14所示局部放大图。

图16为本实用新型实施例中在作敬礼动作时，背后视角时的手臂与肩部的立体结构示意图。

图17为图16所示的局部放大图。

图18为本实用新型实施例中在手臂在下垂时，背后视角时的肩关节处的局部结构图。

图19为本实用新型实施例中U形垫板的立体图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步地说明。

实施例1

参见图1～图19，本实用新型一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：

包括电机1、凸轮2、旋转连接件、顶块9、上臂杆6、下臂杆8、V型连接件11、顶杆10；

参见图5，所述的凸轮2，采用设有通孔的圆筒状，凸轮2的外壁中部设有一圈用于固定在机器人身上用的法兰部21，法兰部21的一侧面形成轴孔部29，轴孔部29的端面为平面，用于固定所述电机1的工作端面，电机1的输出轴从凸轮一端面伸入并位于轴孔部29内；法兰部21的另一侧面形成凸轮轴孔部22，该凸轮轴孔部22的端面为不规则面，所述的不规则面至少包括弧度为45～60°的一段斜曲面23，且斜曲面23的高端位于上方，斜曲面23的低端位于下方；

参见图2，所述的旋转连接件位于凸轮2的通孔内，且旋转连接件的一端与所述电机1的输出轴固定连接；

参见图8，所述的顶块9，总体呈T形，其包括连接部9-1及一体式固定在连接部一侧的凸块部9-2；本例中所述的凸块部9-2的边缘导圆角；

参见图2～图4，所述的上臂杆6采用槽形杆，上臂杆6的下端与下臂杆8的上端轴接形成手臂，上臂杆6与下臂杆8的轴接处形成肘关节连接部，上臂杆6的上端的槽内轴接旋转连接件的另一端的上部形成上旋转部，旋转连接件的另一端的下部轴接顶块9的连接部9-1的上端形成下旋转部，顶块9的凸块部9-2的外端面滑动触接在凸轮2的斜曲面23上，顶块9的连接部9-1的底面固定连接顶杆10的上端，顶杆10的下端固定V型连接件11的一端，V型连接件11的另一端轴接在接近于肘关节连接部下方处的下臂杆8上，且相比V型连接件11的两端，该V型连接件11尖端部远离所述肘关节连接部；

参见图2～图4，所述电机的信号端连接控制器的相应控制端，控制器控制电机驱动旋转连接件旋转，旋转连接件带动上臂杆6、下臂杆8、顶块9一起从下往上旋转，顶块9沿凸轮2的斜曲面23从低到高旋转时，推动顶块9绕下旋转部旋转使顶块9的连接部9-1的底端相对上臂杆6做靠近且向上的运动；同时顶杆10底部的V型连接件11带动下臂杆8绕肘关节连接部旋转使下臂杆8相对靠近上臂连接杆6形成敬礼动作。而电机反向旋转时，旋转连接件带动上臂杆6、下臂杆8、顶块9一起从上往下旋转，使手臂呈放下状态，且上臂杆6与下臂杆8之间呈相对展开伸直状态。

本实用新型主要通过手臂沿凸轮2的斜曲面23的从低到高的光滑运动来实现手臂的上举敬礼动作。

进一步的，参见图5、图14、图15，所述的斜曲面23的高低两端分别设有上限位凸块24、下限位凸块27，本实用新型中上限位凸块24是在敬礼时，用于手臂旋转至最高位时对顶块9起机械限位作用，此时顶块9的凸块部9-2的前表面会抵接在上限位凸块24上，而顶块9的连接部9-1的上端则嵌设在凸轮2的凸轮轴孔部22侧的通孔内；参见图5、图12、图13，所述的下限位凸块27呈阶梯面，阶梯面的低阶面形成对手臂垂下时的顶块9的机械限位，阶梯面的高阶面形成对旋转连接件的另一端面的避让，参见图19。

进一步的，参见12、图13、图16、图17，接近于斜曲面23的高端处的凸轮2的另一端面处沿逆时针方向依次设有高位复位开关12和低位复位开关13，高位复位开关12和低位复位开关13的控制端分别采用线路连接控制器的相应输入端，当顶块9位于凸轮的斜曲面23的高端处时，高位复位开关12触接旋转连接件的另一端的下部的一侧，控制器控制电机停止继续带动手臂向上旋转，当顶块9位于凸轮的斜曲面23的低端处时，低位复位开关13触接旋转连接件的另一端的上部的另一侧，控制器控制电机停止继续带动手臂向下旋转。本实用新型中高位复位开关12和低位复位开关13实现对手臂旋转的电气限位控制。

进一步的，参见图4，对应高位复位开关12处的凸轮2的另一端面上设有嵌设高位复位开关12用的高位复位开关凹槽25，所述的高位复位开关凹槽25的槽底面形成高位复位开关12的安装面，高位复位开关12的安装面相比低位复位开关的安装面26更远离所述电机侧，这样安排是便于高位复位开关12和低位复位开关13与旋转连接件的相关部位触接。

进一步的，参见图6和图7，旋转连接件包括一端与电机连接的转轴部3及另一端的轴接部4，所述的转轴部3与轴接部4采用一体式或分体式；

进一步的，参见图6，所述的轴接部4采用上下两端及外侧分别开口的U形槽结构，U形槽结构的一侧壁的顶部设有用于触接低位复位开关13用的折边43；所述的顶块9的连接部9-1的上端轴接在U形槽结构内的底部；且U形槽结构一侧的槽底面的下边缘设有避让顶块9的凸块部9-2用的避让槽42。

进一步的，参见图6、图7，所述的转轴部3与轴接部4采用分体式时，轴接部4一侧的槽底面上设非圆形的装配孔41，所述的转轴部3的相应端面上设与装配孔41的形状相匹配的凸块31，所述的凸块31嵌设在装配孔41内，转轴部3与轴接部4的其余接触面采用紧固件固定连接。

进一步的，所述的斜曲面23上设有容纳润滑油用的油脂槽28，油脂槽28的总体形状为顶块往复运动的行程路线所形成的长弧形凹槽，凹槽的截面为半圆形，油脂槽28内的润滑油对在其上往复滑动的顶块9起润滑作用。

进一步的，参见图4、图11，所述的上臂杆6的上端采用肩关节连接件5连接旋转连接件的另一端，所述的肩关节连接件5采用两侧壁分别总体呈直角梯形的槽形板，且槽形板的两侧壁的顶部分别设有轴接旋转连接件的另一端用的轴孔，连接轴15穿过槽形板的轴孔及上臂杆6实现轴接。

进一步的，参见图4、图7，所述的上臂杆6的下端采用肘关节连接件7轴接下臂杆8；所述的肘关节连接件7采用在U形板的两侧壁的底端分别一体式设圆弧形轴耳所构成，且圆弧形轴耳与U形板之间总体呈锐角布置。

进一步的，参见图3，为了美观将所述的下臂杆8至少其顶部设为槽形部，这样V型连接件11的另一端便可轴接在下臂杆8的槽形部内。当然V型连接件11的另一端也可以设为分叉式，这样可以轴接在下臂杆8的外侧。

进一步的，参见图3、图19，本实用新型中，所述的V型连接件11与下壁杆8的槽形部之间还设有U形垫板16，用于防磨损。

另需说明的是，图12、图14、图16中连接在下臂杆8底端的手部14及图12～图19中的肩部及头部均为示意画法，可根据实际需要采用卡通形状或真人形状或动物形状的头部、手部及身体。

Claims (10)

1.一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：

包括控制器、电机(1)、凸轮(2)、旋转连接件、顶块(9)、上臂杆(6)、下臂杆(8)、V型连接件(11)、顶杆(10)；

所述的凸轮(2)，采用设有通孔的圆筒状，凸轮(2)的外壁中部设有一圈用于固定在机器人身上用的法兰部(21)，凸轮(2)的一端面为平面，用于固定所述电机(1)的工作端面，电机(1)的输出轴位于凸轮(2)的通孔内；凸轮(2)的另一端面为不规则面，所述的不规则面至少包括弧度为45～60°的一段斜曲面(23)，且斜曲面(23)的高端位于上方，斜曲面(23)的低端位于下方；

所述的旋转连接件位于凸轮(2)的通孔内，且旋转连接件的一端与所述电机(1)的输出轴固定连接；

所述的顶块(9)，总体呈T形，其包括连接部(9-1)及一体式固定在连接部一侧的凸块部(9-2)；

所述的上臂杆(6)采用槽形杆，上臂杆(6)的下端与下臂杆(8)的上端轴接形成手臂，上臂杆(6)与下臂杆(8)的轴接处形成肘关节连接部，上臂杆(6)的上端的槽内轴接旋转连接件的另一端的上部形成上旋转部，旋转连接件的另一端的下部轴接顶块(9)的连接部(9-1)的上端形成下旋转部，顶块(9)的凸块部(9-2)的外端面滑动触接在凸轮(2)的斜曲面(23)上,顶块(9)的连接部(9-1)的底面固定连接顶杆(10)的上端，顶杆(10)的下端固定V型连接件(11)的一端，V型连接件(11)的另一端轴接在接近于肘关节连接部下方处的下臂杆(8)上，且相比V型连接件(11)的两端，该V型连接件(11)尖端部远离所述肘关节连接部；

所述电机的信号端连接控制器的相应控制端，控制器控制电机驱动旋转连接件旋转，旋转连接件带动上臂杆(6)、下臂杆(8)、顶块(9)一起从下往上旋转，顶块(9)沿凸轮(2)的斜曲面(23)从低到高旋转时，推动顶块(9)绕下旋转部旋转使顶块(9)的连接部(9-1)的底端相对上臂杆(6)做靠近且向上的运动；同时顶杆(10)底部的V型连接件(11)带动下臂杆(8)绕肘关节连接部旋转使下臂杆(8)相对靠近上臂杆(6)形成敬礼动作。

2.如权利要求1所述的一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：所述的斜曲面(23)的高低两端分别设有上限位凸块(24)、下限位凸块(27)。

3.如权利要求1或2所述的一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：接近于斜曲面(23)的高端处的凸轮(2)的另一端面处沿逆时针方向依次设有高位复位开关(12)和低位复位开关(13)，高位复位开关(12)和低位复位开关(13)的控制端分别采用线路连接控制器的相应输入端，当顶块(9)位于凸轮的斜曲面(23)的高端处时，高位复位开关(12)触接旋转连接件的另一端的下部的一侧，控制器控制电机停止继续带动手臂向上旋转，当顶块(9)位于凸轮的斜曲面(23)的低端处时，低位复位开关(13)触接旋转连接件的另一端的上部的另一侧，控制器控制电机停止继续带动手臂向下旋转。

4.如权利要求3所述的一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：对应高位复位开关(12)处的凸轮(2)的另一端面上设有嵌设高位复位开关(12)用的高位复位开关凹槽(25)，所述的高位复位开关凹槽(25)的槽底面形成高位复位开关(12)的安装面，高位复位开关(12)的安装面相比低位复位开关的安装面(26)更远离所述电机侧。

5.如权利要求3所述的一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：

旋转连接件包括一端与电机连接的转轴部(3)及另一端的轴接部(4)，所述的转轴部(3)与轴接部(4)采用一体式或分体式；

所述的轴接部(4)采用上下两端及外侧分别开口的U形槽结构，U形槽结构的一侧壁的顶部设有用于触接低位复位开关(13)用的折边(43)；所述的顶块(9)的连接部(9-1)的上端轴接在U形槽结构内的底部；且U形槽结构一侧的槽底面的下边缘设有避让顶块(9)的凸块部(9-2)用的避让槽(42)。

6.如权利要求5所述的一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：所述的转轴部(3)与轴接部(4)采用分体式时，轴接部(4)一侧的槽底面上设非圆形的装配孔(41)，所述的转轴部(3)的相应端面上设与装配孔(41)的形状相匹配的凸块(31)，所述的凸块(31)嵌设在装配孔(41)内，转轴部(3)与轴接部(4)的其余接触面采用紧固件固定连接。

7.如权利要求1所述的一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：所述的斜曲面(23)上设有容纳润滑油用的油脂槽(28)。

8.如权利要求1所述的一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：所述的上臂杆(6)的上端采用肩关节连接件(5)连接旋转连接件的另一端，所述的肩关节连接件(5)采用两侧壁分别总体呈直角梯形的槽形板，且槽形板的两侧壁的顶部分别设有轴接旋转连接件的另一端用的轴孔。

9.如权利要求1所述的一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：所述的上臂杆(6)的下端采用肘关节连接件(7)轴接下臂杆(8)；所述的肘关节连接件(7)采用在U形板的两侧壁的底端分别一体式设圆弧形轴耳所构成。

10.如权利要求9所述的一种能敬礼的机器人手臂，其特征在于：所述的下臂杆(8)至少其顶部设为槽形部，所述的V型连接件(11)的另一端轴接在下臂杆(8)的槽形部内。