CN208575851U - 一种可折叠机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可折叠机械臂，该机械臂包括第一机械臂钢架、第二机械臂钢架和受力操控体，第一机械臂钢架、第二机械臂钢架和受力操控体依次通过第二舵机、第三舵机相连连接，第一机械臂钢架与机械臂着力点通过第一舵机连接；第一舵机与第一机械臂钢架之间设有第一压缩气缸，第二舵机与第二机械臂钢架之间设有第二压缩气缸，第三舵机与受力操控体之间设有第三压缩气缸。本实用新型所提出的机械臂结构简单，整体重量较轻，可根据具体的使用情况进行折叠收缩或延伸展开，减小了空间的占据，又保证了受力面积和受力载荷，提高了机械臂的适应度，并且可根据具体情况模拟上肢或下肢的工作来满足更多的工作需要。

Description

一种可折叠机械臂

技术领域

本实用新型属于机械臂领域，具体涉及一种可折叠机械臂。

背景技术

机械臂是高精度，高速点胶机器手，机械臂是一个多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统，因其独特的操作灵活性，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事等领域得到广泛地应用。

现今的机械臂一般是通过伸缩、旋转和升降来实现机械臂的正常功能运行，为了满足机械臂的伸缩、旋转和升降功能，现今的许多机械臂结构复杂，体积庞大，不仅增大了机械臂所占空间，也加大了伸缩、旋转或升降时各个功能部件或连接处的受力，在长期使用后会降低机械臂的强度，影响其功能的正常运行，严重时会导致机械臂的损坏甚至带来安全隐患。

实用新型内容

为了达到上述的目的，本实用新型的目的在于提出一种可折叠机械臂，该机械臂结构简单，整体重量较轻，可根据具体的使用情况进行折叠收缩或延伸展开，减小了空间的占据，又保证了受力面积和受力载荷，提高了机械臂的适应度。

为了达到上述的目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种可折叠机械臂，该机械臂包括第一机械臂钢架、第二机械臂钢架和受力操控体，第一机械臂钢架、第二机械臂钢架和受力操控体依次通过第二舵机、第三舵机相连连接，第一机械臂钢架与机械臂着力点通过第一舵机连接；所述第一舵机与第一机械臂钢架之间设有第一压缩气缸，所述第二舵机与第二机械臂钢架之间设有第二压缩气缸，所述第三舵机与受力操控体之间设有第三压缩气缸；所述第一机械臂钢架和第二机械臂钢架的结构相同；第一机械臂钢架和第二机械臂钢架均包括固定钢架、第一折叠钢架和第二折叠钢架，所述第一折叠钢架和第二折叠钢架均活动固定在固定钢架上。

进一步的是，所述固定钢架包括第一立杆、第二立杆、斜支架和中间横杆，所述中间横杆固定在第一立杆和第二立杆之间且中间横杆两端均与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接；所述斜支架有两个且分别位于中间横杆的两侧；所述第一立杆和第二立杆的两端分别与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接；第一机械臂钢架和第二机械臂钢架均通过第一折叠钢架和第二折叠钢架在固定钢架上进行转动，从而实现第一机械臂钢架和第二机械臂钢架的收缩与伸展。

进一步的是，所述第一折叠钢架包括两个第一顶部活动杆、第一中间活动杆和两个第一底部活动杆，两个第一顶部活动杆的一端分别与第一立杆和第二立杆的一端活动连接，两个第一顶部活动杆的另一端与第一中间活动杆的一端活动连接，两个第一底部活动杆的一端分别与中间横杆两端活动连接，两个第一底部活动杆的另一端与第一中间活动杆的另一端活动连接；第一折叠钢架通过两个第一顶部活动杆和两个第一底部活动杆在固定钢架上的转动实现第一折叠钢架在固定钢架上的伸缩。

进一步的是，所述第二折叠钢架包括两个第二顶部活动杆、第二中间活动杆和两个第二底部活动杆，两个第二顶部活动杆的一端分别与中间横杆两端活动连接，两个第二顶部活动杆的另一端与第二中间活动杆的一端活动连接；两个第二底部活动杆的一端分别与第一立杆和第二立杆的另一端活动连接，两个第二底部活动杆的另一端与第二中间活动杆的另一端活动接头；所述第二中间活动杆侧壁设有供第一中间活动杆嵌入的嵌入槽；第二折叠钢架通过两个第二顶部活动杆和两个第二底部活动杆在固定钢架上的转动实现第二折叠钢架在固定钢架上的伸缩。

进一步的是，所述第一压缩气缸一端与第一舵机相连，另一端与第一机械臂钢架的第二中间活动杆活动连接；所述第二压缩气缸一端与第二舵机相连，另一端与第二机械臂钢架的第二中间活动杆活动连接；所述第三压缩气缸一端与第三舵机相连，另一端与受力操控体活动连接；通过第一压缩气缸与第一舵机、第二压缩气缸与第二舵机以及第三压缩气缸与第三舵机的配合使用，该机械臂可实现如同人的手臂或脚的工作状态的操作，其中第一舵机为肩关节，第二舵机为肘关节，第三舵机为手腕，第一机械臂钢架为上臂，第二机械臂钢架为前臂，受力操控体为手。

进一步的是，所述第一机械臂钢架和第二机械臂钢架上各个活动连接处均设有万向节。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提出的一种可折叠机械臂，结构简单，第一机械臂钢架和第二机械臂钢架均采用钢架结构，节约了材料，减轻了重量，在不使用时可进行折叠收缩，大大减小了空间的占据，在使用时可进行展开，加大受力面积，增大受力载荷，避免机械臂局部受力过大遭到损坏；第一机械臂钢架和第二机械臂钢架的活动连接处均为万向节，将弯力和剪切力转换为拉力和压力，消除长柱挠度，减少了长细比；固定钢架中的斜支架增强了抗扭转能力，局部刚度较强，进而保证了机械臂的整体强度；

本实用新型可通过多种变形满足不同的工作环境，第一折叠钢架和第二折叠钢架的转动折叠角度均为0～180°，可根据不同的工作需要进行状态的改变，具有较强的适应能力，大大减小了不使用时所占的体积，在展开时又能够扩大机械臂的等效截面，增大了载荷；

本实用新型实现了人体上肢或下肢的模拟，通过第一舵机、第二舵机、第三舵机、第一压缩气缸、第二压缩气缸和第三压缩气缸的配合可实现机械臂的伸缩、旋转和升降等高难度工序，可模拟手或脚完成一些基础的工作，其中第一舵机为肩关节或髋关节，第二舵机为肘关节或膝关节，第三舵机为手腕或脚踝，第一机械臂钢架为上臂或大腿，第二机械臂钢架为前臂或小腿，受力操控体为手掌或脚掌。

附图说明

图1是本实用新型的完整结构示意图；

图2是第一机械臂钢架的结构示意图；

图3是第一折叠钢架的示意图；

图4是第二折叠钢架的示意图；

图5是第一中间活动杆的示意图。

图中：1、第一机械臂钢架；1-1、第一立杆；1-2、第二立杆；1-3、中间横杆；1-4、斜支架；1-5、第一顶部活动杆；1-6、第一中间活动杆；1-7、第一底部活动杆；1-8、第二顶部活动杆；1-9、第二中间活动杆；1-10、第二底部活动杆；2、第二机械臂钢架；3、受力操控体；4、第一舵机；5、第二舵机；6、第三舵机；7、第一压缩气缸；8、第二压缩气缸；9、第三压缩气缸。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

一种可折叠机械臂，该机械臂包括第一机械臂钢架1、第二机械臂钢架2和受力操控体3，第一机械臂钢架1、第二机械臂钢2架和受力操控体3依次通过第二舵机5、第三舵机6相连连接，第一机械臂钢架1与机械臂着力点通过第一舵机4连接；所述第一舵机4与第一机械臂钢架1之间设有第一压缩气缸7，所述第二舵机5与第二机械臂钢架2之间设有第二压缩气缸8，所述第三舵机6与受力操控体3之间设有第三压缩气缸9；所述第一机械臂钢架1和第二机械臂钢架2的结构相同；第一机械臂钢架1和第二机械臂钢架2均包括固定钢架、第一折叠钢架和第二折叠钢架，所述第一折叠钢架和第二折叠钢架均活动固定在固定钢架上。

作为本实用新型的一种优化方案，所述固定钢架包括第一立杆1-1、第二立杆1-2、斜支架1-4和中间横杆1-3，所述中间横杆1-3固定在第一立杆1-1和第二立杆1-2之间且中间横杆1-3两端均与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接；所述斜支架1-4有两个且分别位于中间横杆1-3的两侧；所述第一立杆1-1和第二立杆1-2的两端分别与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接；第一机械臂钢架1和第二机械臂钢架2均通过第一折叠钢架和第二折叠钢架在固定钢架上进行转动，从而实现第一机械臂钢架1和第二机械臂钢架2的收缩与伸展。

作为本实用新型的一种优化方案，所述第一折叠钢架包括两个第一顶部活动杆1-5、第一中间活动杆1-6和两个第一底部活动杆1-7，两个第一顶部活动杆1-5的一端分别与第一立杆1-1和第二立杆1-2的一端活动连接，两个第一顶部活动杆1-5的另一端与第一中间活动杆1-6的一端活动连接，两个第一底部活动杆1-7的一端分别与中间横杆1-3两端活动连接，两个第一底部活动杆1-7的另一端与第一中间活动杆1-6的另一端活动连接；第一折叠钢架通过两个第一顶部活动杆1-5和两个第一底部活动杆1-7在固定钢架上的转动实现第一折叠钢架在固定钢架上的伸缩。

作为本实用新型的一种优化方案，所述第二折叠钢架包括两个第二顶部活动杆1-8、第二中间活动杆1-9和两个第二底部活动杆1-10，两个第二顶部活动杆1-8的一端分别与中间横杆1-3两端活动连接，两个第二顶部活动杆1-8的另一端与第二中间活动杆1-9的一端活动连接；两个第二底部活动杆1-10的一端分别与第一立杆1-1和第二立杆1-2的另一端活动连接，两个第二底部活动杆1-10的另一端与第二中间活动杆1-9的另一端活动接头；所述第二中间活动杆1-9侧壁设有供第一中间活动杆1-6嵌入的嵌入槽1-91；第二折叠钢架通过两个第二顶部活动杆1-8和两个第二底部活动杆1-10在固定钢架上的转动实现第二折叠钢架在固定钢架上的伸缩。

作为本实用新型的一种优化方案，所述第一压缩气缸7一端与第一舵机4相连，另一端与第一机械臂钢架1的第二中间活动杆1-9活动连接；所述第二压缩气缸8一端与第二舵机5相连，另一端与第二机械臂钢架2的第二中间活动杆1-9活动连接；所述第三压缩气缸9一端与第三舵机6相连，另一端与受力操控体3活动连接；通过第一压缩气缸7与第一舵机4、第二压缩气缸8与第二舵机5以及第三压缩气缸9与第三舵机6的配合使用，该机械臂可实现如同人的手臂或脚的工作状态的操作，其中第一舵机4为肩关节，第二舵机5为肘关节，第三舵机6为手腕，第一机械臂钢架1为上臂，第二机械臂钢架2为前臂，受力操控体3为手。

作为本实用新型的一种优化方案，所述第一机械臂钢架1和第二机械臂钢架2上各个活动连接处均设有万向节。

本实用新型所提出的可折叠机械臂，结构简单，第一机械臂钢架1和第二机械臂钢架2均采用钢架结构，节约了材料，减轻了重量，在不使用时可进行折叠收缩，大大减小了空间的占据，在使用时可进行展开，加大受力面积，增大受力载荷，避免机械臂局部受力过大遭到损坏；第一机械臂钢架1和第二机械臂钢架2的活动连接处均为万向节，将弯力和剪切力转换为拉力和压力，消除长柱挠度，减少了长细比；固定钢架中的斜支架1-4增强了抗扭转能力，局部刚度较强，进而保证了机械臂的整体强度；

本实用新型所提出的机械臂具有较强的适应能力，在具体使用时通过第一舵机4、第二舵机5、第三舵机6、第一压缩气缸7、第二压缩气缸8和第三压缩气缸9的工作，可通过多种变形满足不同的工作环境，第一折叠钢架和第二折叠钢架的转动折叠角度均为0～180°，可根据不同的工作需要进行状态的改变，大大减小了不使用时所占的体积，在展开时又能够扩大机械臂的等效截面，增大了载荷；

该机械臂实现了人体上肢或下肢的模拟，通过第一舵机4、第二舵机5、第三舵机6、第一压缩气缸7、第二压缩气缸8和第三压缩气缸9的配合可实现机械臂的伸缩、旋转和升降等高难度工序，可模拟手或脚完成一些基础的工作，其中第一舵机4为肩关节或髋关节，第二舵机5为肘关节或膝关节，第三舵机6为手腕或脚踝，第一机械臂钢架1为上臂或大腿，第二机械臂钢架2为前臂或小腿，受力操控体3为手掌或脚掌；

在具体使用时，当需要该机械臂完成行走等下肢的操作时，该机械臂对下肢进行模拟，可完成行走、跑步、攀爬等工作；当需要该机械臂完成上肢的操作时，该机械臂对上肢进行模拟，可完成搬运东西、机械操作等工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种可折叠机械臂，其特征在于：该机械臂包括第一机械臂钢架(1)、第二机械臂钢架(2)和受力操控体(3)，第一机械臂钢架(1)、第二机械臂钢架(2)和受力操控体(3)依次通过第二舵机(5)、第三舵机(6)相连连接，第一机械臂钢架(1)与机械臂着力点通过第一舵机(4)连接；所述第一舵机(4)与第一机械臂钢架(1)之间设有第一压缩气缸(7)，所述第二舵机(5)与第二机械臂钢架(2)之间设有第二压缩气缸(8)，所述第三舵机(6)与受力操控体(3)之间设有第三压缩气缸(9)；所述第一机械臂钢架(1)和第二机械臂钢架(2)的结构相同；第一机械臂钢架(1)和第二机械臂钢架(2)均包括固定钢架、第一折叠钢架和第二折叠钢架，所述第一折叠钢架和第二折叠钢架均活动固定在固定钢架上。

2.根据权利要求1所述的可折叠机械臂，其特征在于：所述固定钢架包括第一立杆(1-1)、第二立杆(1-2)、斜支架(1-4)和中间横杆(1-3)，所述中间横杆(1-3)固定在第一立杆(1-1)和第二立杆(1-2)之间且中间横杆(1-3)两端均与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接；所述斜支架(1-4)有两个且分别位于中间横杆(1-3)的两侧；所述第一立杆(1-1)和第二立杆(1-2)的两端分别与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接。

3.根据权利要求2所述的可折叠机械臂，其特征在于：所述第一折叠钢架包括两个第一顶部活动杆(1-5)、第一中间活动杆(1-6)和两个第一底部活动杆(1-7)，两个第一顶部活动杆(1-5)的一端分别与第一立杆(1-1)和第二立杆(1-2)的一端活动连接，两个第一顶部活动杆(1-5)的另一端与第一中间活动杆(1-6)的一端活动连接，两个第一底部活动杆(1-7)的一端分别与中间横杆(1-3)两端活动连接，两个第一底部活动杆(1-7)的另一端与第一中间活动杆(1-6)的另一端活动连接。

4.根据权利要求3所述的可折叠机械臂，其特征在于：所述第二折叠钢架包括两个第二顶部活动杆(1-8)、第二中间活动杆(1-9)和两个第二底部活动杆(1-10)，两个第二顶部活动杆(1-8)的一端分别与中间横杆(1-3)两端活动连接，两个第二顶部活动杆(1-8)的另一端与第二中间活动杆(1-9)的一端活动连接；两个第二底部活动杆(1-10)的一端分别与第一立杆(1-1)和第二立杆(1-2)的另一端活动连接，两个第二底部活动杆(1-10)的另一端与第二中间活动杆(1-9)的另一端活动接头；所述第二中间活动杆(1-9)侧壁设有供第一中间活动杆(1-6)嵌入的嵌入槽(1-91)。

5.根据权利要求4所述的可折叠机械臂，其特征在于：所述第一压缩气缸(7)一端与第一舵机(4)相连，另一端与第一机械臂钢架(1)的第二中间活动杆(1-9)活动连接；所述第二压缩气缸(8)一端与第二舵机(5)相连，另一端与第二机械臂钢架(2)的第二中间活动杆(1-9)活动连接；所述第三压缩气缸(9)一端与第三舵机(6)相连，另一端与受力操控体(3)活动连接。

6.根据权利要求5所述的可折叠机械臂，其特征在于：所述第一机械臂钢架(1)和第二机械臂钢架(2)上各个活动连接处均设有万向节。