CN210732446U - 一种机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械臂，包括底座、固定架和机械臂组件，所述底座上设置有转盘，所述底座内设置有第一舵机，所述第一舵机控制所述转盘沿Z轴旋转，所述转盘上固装有固定架，所述固定架与所述机械臂转动连接。该机械臂能完成多角度的转动，灵活敏捷的对物体进行取放，各个关节活动灵敏度高，方便学生对机械臂进行全面充分的了解。

Description

一种机械臂

技术领域

本实用新型涉及一种模拟演示或教学演示装置，尤其涉及一种机械臂。

背景技术

目前，随着数字化生产线在我们的生活中广泛应用，高校对机械臂的实验教学已经展开，但是由于常用的机械臂结构复杂，体积庞大，不易移动，不适合课堂使用。为了使学生对数控系统自动化控制方面有更加深入的理解，使机电一体化教学进一步发展，提出了一种结构简单、成本较低的机械臂进行教学演示。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机械臂，该机械臂能完成多角度的转动，灵活敏捷的对物体进行取放，各个关节活动灵敏度高，方便学生对机械臂进行全面充分的了解。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种机械臂，包括底座、固定架和机械臂组件，所述底座上设置有转盘，所述底座内设置有第一舵机，所述第一舵机控制所述转盘沿Z轴旋转，所述转盘上固装有固定架，所述固定架与所述机械臂转动连接；

所述机械臂组件包括左侧机械部和右侧机械部，所述左侧机械部包括驱动臂、第一纵臂和第一横臂，所述驱动臂的一端与所述左侧板转动连接，所述左舵机驱动所述驱动臂转动，所述驱动臂的另一端与所述第一纵臂转动连接，所述第一纵臂的另一端与所述第一横臂的尾端转动连接；所述右侧机械部包括第二纵臂、第三纵臂、连接臂、第二横臂和连接杆，所述第三纵臂的下端与所述右侧板转动连接，所述第三纵臂的上端与所述连接臂的尾端转动连接，所述连接臂的前端与所述第二横臂的尾端转动连接，所述第一横臂中部与所述第二纵臂的顶端转动连接，所述第二纵臂的底端与所述右侧固定板转动连接，所述右舵机驱动所述第二纵臂转动，所述第二横臂的前端与所述连接杆的一端转动连接，所述连接杆的另一端与所述第一横臂的前端转动连接，所述第一横臂的前端还连接有夹取装置。

在上述技术方案中，所述夹取装置包括夹具固定组件、第二舵机和夹具，所述夹具固定组件包括舵机固定板和连接夹板，所述第一横臂设置在所述连接夹板之间，所述第一横臂与所述连接夹板转动连接，所述舵机固定板上固装有第二舵机，所述舵机固定板的下部设置有夹具，所述夹具用于夹取物品。

在上述技术方案中，所述夹具包括左夹头和右夹头。

在上述技术方案中，所述左夹头底部设置有左卡齿，所述右夹头上设置有右卡齿，所述左卡齿与所述右卡齿啮合，所述左卡齿与所述右卡齿分别与齿轮啮合，所述齿轮与所述第二舵机的输出端连接。

在上述技术方案中，所述第二纵臂包括第一伸长臂、第二伸长臂、第三伸长臂、第四伸长臂和第五伸长臂，所述第一伸长臂设置在所述第二纵臂的顶端一侧，所述第三伸长臂设置在所述第二纵臂顶端的另一侧，所述第二伸长臂设置在所述第一伸长臂和第二伸长臂之间，所述第四伸长臂设置在所述第二伸长臂底端的一侧，所述第五伸长臂设置在所述第二伸长臂底端的另一侧。

在上述技术方案中，所述连接板设置在所述第一伸长臂和所述第二伸长臂之间，所述第一横臂设置在所述第二伸长臂和所述第三伸长臂之间。

在上述技术方案中，所述第四伸长臂与所述第五伸长臂之间设置有插板，所述插板与所述底板固装，所述第四伸长臂与所述第五伸长臂和所述插板通过转动连接管连接。

在上述技术方案中，所述第五伸长臂与所述左舵机连接。

在上述技术方案中，所述底座的底端设置有螺纹孔。

在上述技术方案中，所述左舵机与所述左侧板之间设置有左舵机盖，所述左舵机盖用于卡装所述左舵机；所述右舵机与所述右侧板之间设置有右舵机盖，所述右舵机盖用于卡装所述右舵机。

本实用新型的优点和有益效果为：本实用新型采用舵机对机械臂进行控制，可以实现机械臂的竖直方向和水平方向的旋转，从而可以精准的对物体进行取放。左侧机械部和右侧机械部分别采用不同的驱动装置进行控制，提高了机械臂的灵活性，夹取装置采用齿轮的结构，结构简单，操作方便，能够方便的对物体进行取放。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1旋转180度的结构示意图；

图3是图1的主视图；

图4是图3的右视图；

图5的夹取装置的结构示意图；

图6是图5旋转180度的结构示意图。

其中：

1：第一纵臂，2：转动连接管，3-1：左舵机，3-2：右舵机，4：底座，5：第一舵机，7：固定架，7-1：左侧板，7-2：右侧板，7-3：底板，8：夹具，8-1：左夹头，8-11：左卡齿，8-2：右夹头，8-21：右卡齿，9：第三纵臂，10：插板，13：连接夹板，15：连接杆，16：第二横臂，17：第一横臂，18：连接臂，19：第二纵臂，19-1：第一伸长臂，19-2：第二伸长臂， 19-3：第三伸长臂，19-4：第四伸长臂，19-5：第五伸长臂，20：舵机固定板，21：驱动臂， 22：转盘，25：第二舵机，26-1：左舵机盖，26-2：右舵机盖，27：齿轮。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

参见附图1，一种机械臂，包括底座4、固定架7和机械臂组件，所述底座4上设置有转盘22，所述底座4内设置有第一舵机5，所述第一舵机5控制所述转盘22沿Z轴旋转，所述转盘22上固装有固定架7，所述固定架7与所述机械臂组件连接；

所述固定架7包括左侧板7-1、底板7-3和右侧板7-2，所述左侧板7-1和所述右侧板7-2 分别设置在所述底板7-3的相对两侧，所述左侧板7-1远离所述右侧板7-2的一侧安装有左舵机3-1，所述右侧板7-2远离所述左侧板7-1的一侧安装有右舵机3-2；

所述机械臂组件包括左侧机械部和右侧机械部，所述左侧机械部包括驱动臂21、第一纵臂1和第一横臂17，所述驱动臂21的一端与所述左侧板7-1转动连接，所述左舵机3-1驱动所述驱动臂21转动，所述驱动臂21的另一端与所述第一纵臂1转动连接，所述第一纵臂1 的另一端与所述第一横臂17的尾端转动连接；所述右侧机械部包括第二纵臂19、第三纵臂9、连接臂18、第二横臂16和连接杆15，所述第三纵臂9的下端与所述右侧板7-2转动连接，所述第三纵臂9的上端与所述连接臂18的尾端转动连接，所述连接臂18的前端与所述第二横臂16的尾端转动连接，所述第一横臂17中部与所述第二纵臂19的顶端转动连接，所述第二纵臂19的底端与所述右侧固定板转动连接，所述右舵机3-2驱动所述第二纵臂19转动，所述第二横臂16的前端与所述连接杆15的一端转动连接，所述连接杆15的另一端与所述第一横臂17的前端转动连接，所述第一横臂17的前端还连接有夹取装置。

工作方式：

由底座4内的第一舵机5带动转盘22旋转，从而实现上部机械臂组件的旋转。右舵机 3-2驱动第二纵臂19摆动，与之相连的连接臂18摆动，由于连接臂18分别与第二横臂16和第三纵臂9连接，从而带动第二横臂16和第三纵臂9摆动，第二横臂16与夹取装置连接，因此实现了夹取装置的移动。在左舵机3-1驱动下，驱动臂21转动，与驱动臂21连接的第一纵臂1摆动，由于第一纵臂1分别与第一横臂17和第二纵臂19连接，因此驱动第一横臂 17和第二纵臂19摆动，而第一横臂17与夹取装置连接，从而实现了夹取装置的移动。由于夹取装置通过连接杆15分别与第一横臂17和第二横臂16转动连接，保证了夹取装置一直处于水平状态。当机械臂移动至物品上部时，可以用夹取装置对物品进行夹取，然后再次启动机械臂将物品移动至所需的位置。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上对夹取装置进行进一步优化。

参见附图5和附图6，作为优选方式，所述夹取装置包括夹具固定组件、第二舵机25和夹具8，所述夹具固定组件包括舵机固定板20和连接夹板13，所述第一横臂17设置在所述连接夹板13之间，所述第一横臂17与所述连接夹板13转动连接，所述舵机固定板20上固装有第二舵机25，所述舵机固定板20的下部设置有夹具8，所述夹具8用于夹取物品。

作为优选方式，所述夹具8包括左夹头8-1和右夹头8-2。

作为优选方式，所述左夹头8-1底部设置有左卡齿8-11，所述右夹头8-2上设置有右卡齿8-21，所述左卡齿8-11与所述右卡齿8-21啮合，所述左卡齿8-11与所述右卡齿8-21分别与齿轮27啮合，所述齿轮27与所述第二舵机25的输出端连接。所述第二舵机25与齿轮27 连接，第二舵机25控制齿轮27的转向，从而通过齿轮27与左卡齿8-11和右卡齿8-21啮合来控制左夹头8-1和右夹头8-2的夹紧和松开。

实施例三

本实施例在实施例一的基础上对第二纵臂19进行进一步优化。

参见附图2，作为优选方式，所述第二纵臂19包括第一伸长臂19-1、第二伸长臂19-2、第三伸长臂19-3、第四伸长臂19-4和第五伸长臂19-5，所述第一伸长臂19-1设置在所述第二纵臂19的顶端一侧，所述第三伸长臂19-3设置在所述第二纵臂19顶端的另一侧，所述第二伸长臂19-2设置在所述第一伸长臂19-1和第二伸长臂19-2之间，所述第四伸长臂19-4设置在所述第二伸长臂19-2底端的一侧，所述第五伸长臂19-5设置在所述第二伸长臂19-2底端的另一侧。

作为优选方式，所述连接板设置在所述第一伸长臂19-1和所述第二伸长臂19-2之间，所述第一横臂17设置在所述第二伸长臂19-2和所述第三伸长臂19-3之间。

作为优选方式，所述第四伸长臂19-4与所述第五伸长臂19-5之间设置有插板10，所述插板10与所述底板7-3固装，所述第四伸长臂19-4与所述第五伸长臂19-5和所述插板10通过转动连接管2连接。

作为优选方式，所述第五伸长臂19-5与所述左舵机3-1连接。

实施例四

本实施例在上述实施例的基础上进行进一步优化。

作为优选方式，所述底座4的底端设置有螺纹孔，可以在演示时将机械臂与工作台螺纹连接，使机械臂演示时更加稳定。

作为优选方式，所述左舵机3-1与所述左侧板7-1之间设置有左舵机盖26-1，所述左舵机盖26-1用于卡装所述左舵机3-1；所述右舵机3-2与所述右侧板7-2之间设置有右舵机盖 26-2，所述右舵机盖26-2用于卡装所述右舵机3-2。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种机械臂，其特征在于：包括底座（4）、固定架（7）和机械臂组件，所述底座（4）上设置有转盘（22），所述底座（4）内设置有第一舵机（5），所述第一舵机（5）控制所述转盘（22）沿Z轴旋转，所述转盘（22）上固装有固定架（7），所述固定架（7）与所述机械臂组件连接，所述固定架（7）上分别安装有左舵机（3-1）和右舵机（3-2）；所述机械臂组件包括左侧机械部和右侧机械部，所述左侧机械部包括驱动臂（21）、第一纵臂（1）和第一横臂（17），所述驱动臂（21）的一端与所述左舵机（3-1）转动连接，所述左舵机（3-1）驱动所述驱动臂（21）转动，所述驱动臂（21）的另一端与所述第一纵臂（1）转动连接，所述第一纵臂（1）的另一端与所述第一横臂（17）的尾端转动连接；所述右侧机械部包括第二纵臂（19）、第三纵臂（9）、连接臂（18）、第二横臂（16）和连接杆（15），所述第三纵臂（9）的下端与所述固定架（7）转动连接，所述第三纵臂（9）的上端与所述连接臂（18）的尾端转动连接，所述连接臂（18）的前端与所述第二横臂（16）的尾端转动连接，所述第一横臂（17）中部与所述第二纵臂（19）转动连接，所述第二纵臂（19）的底端与所述右舵机（3-2）转动连接，所述右舵机（3-2）驱动所述第二纵臂（19）转动，所述第二横臂（16）的前端与所述连接杆（15）的一端转动连接，所述连接杆（15）的另一端与所述第一横臂（17）的前端转动连接，所述第一横臂（17）的前端还连接有夹取装置。

2.根据权利要求1所述的一种机械臂，其特征在于：所述夹取装置包括夹具固定组件、第二舵机（25）和夹具（8），所述夹具固定组件包括舵机固定板（20）和连接夹板（13），所述第一横臂（17）设置在所述连接夹板（13）之间，所述第一横臂（17）与所述连接夹板（13）转动连接，所述舵机固定板（20）上固装有第二舵机（25），所述舵机固定板（20）的下部设置有夹具（8），所述夹具（8）用于夹取物品。

3.根据权利要求2所述的一种机械臂，其特征在于：所述夹具（8）包括左夹头（8-1）和右夹头（8-2）。

4.根据权利要求3所述的一种机械臂，其特征在于：所述左夹头（8-1）底部设置有左卡齿（8-11），所述右夹头（8-2）上设置有右卡齿（8-21），所述左卡齿（8-11）和所述右卡齿（8-21）分别与齿轮（27）啮合，所述齿轮（27）与所述第二舵机（25）的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的一种机械臂，其特征在于：所述第二纵臂（19）包括第一伸长臂（19-1）、第二伸长臂（19-2）、第三伸长臂（19-3）、第四伸长臂（19-4）和第五伸长臂（19-5），所述第一伸长臂（19-1）设置在所述第二纵臂（19）的顶端一侧，所述第三伸长臂（19-3）设置在所述第二纵臂（19）顶端的另一侧，所述第二伸长臂（19-2）设置在所述第一伸长臂（19-1）和第二伸长臂（19-2）之间，所述第四伸长臂（19-4）设置在所述第二伸长臂（19-2）底端的一侧，所述第五伸长臂（19-5）设置在所述第二伸长臂（19-2）底端的另一侧。

6.根据权利要求5所述的一种机械臂，其特征在于：所述连接臂（18）设置在所述第一伸长臂（19-1）和所述第二伸长臂（19-2）之间，所述第一横臂（17）设置在所述第二伸长臂（19-2）和所述第三伸长臂（19-3）之间。

7.根据权利要求5所述的一种机械臂，其特征在于：所述第四伸长臂（19-4）与所述第五伸长臂（19-5）之间设置有插板（10），所述插板（10）与所述固定架（7）固装，所述第四伸长臂（19-4）与所述第五伸长臂（19-5）和所述插板（10）通过转动连接管（2）连接。

8.根据权利要求7所述的一种机械臂，其特征在于：所述连接管（2）与所述第二纵臂（19）固装，所述连接管（2）与所述右舵机（3-2）固装，所述右舵机（3-2）通过所述连接管（2）驱动所述第二纵臂（19）。

9.根据权利要求1所述的一种机械臂，其特征在于：所述底座（4）的底端设置有螺纹孔。

10.根据权利要求1所述的一种机械臂，其特征在于：所述左舵机（3-1）与所述固定架（7）之间设置有左舵机盖（26-1），所述左舵机盖（26-1）用于卡装所述左舵机（3-1）；所述右舵机（3-2）与所述固定架（7）之间设置有右舵机盖（26-2），所述右舵机盖（26-2）用于卡装所述右舵机（3-2）。

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