CN211867856U - 巡检装置用机械臂及巡检装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种巡检装置用机械臂及巡检装置。其中，巡检装置用机械臂包括：底座；第一连杆，第一连杆的第一连杆第一端枢转设置在底座上；驱动部，驱动部设置在底座上，且驱动部与第一连杆第一端驱动连接并使第一连杆绕底座转动；至少一个中间连杆，当中间连杆为多个时，相邻两个中间连杆枢转连接并构成中间连杆组，且多个中间连杆呈“之”字形顺次连接；第二连杆，第一连杆的第一连杆第二端和第二连杆的第二连杆第一端枢转连接在中间连杆组的两端，且第二连杆的第二连杆第二端设置有安装座，检测装置设置在安装座上；传动装置，第一连杆、中间连杆、第二连杆通过传动装置传动连接。本实用新型解决了现有技术中巡检装置使用性能差的问题。

Description

巡检装置用机械臂及巡检装置

技术领域

本实用新型涉及巡检装置领域，具体而言，涉及一种巡检装置用机械臂及巡检装置。

背景技术

目前在巡检装置领域中，主要采用将检测装置与推杆连接的方式，通过对推杆进行升降旋转等操作方式实现对检测装置的操控，进而实现巡检装置具有升降的功能，并使检测装置能够对不同位置进行检测。

然而，对于使用推杆进行升降的形式，主要存在控制精度不高，推杆寿命低等问题。并且当检测装置与推杆的端部连接后，无法实现检测装置在高度方向的直上直下，导致检测装置的镜头对焦不准确。

因此，现有技术中存在巡检装置使用性能差的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种巡检装置用机械臂及巡检装置，以解决现有技术中巡检装置使用性能差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种巡检装置用机械臂，包括：底座；第一连杆，第一连杆的第一连杆第一端枢转设置在底座上；驱动部，驱动部设置在底座上，且驱动部与第一连杆第一端驱动连接并使第一连杆绕底座转动；至少一个中间连杆，当中间连杆为多个时，相邻两个中间连杆枢转连接并构成中间连杆组，且多个中间连杆呈“之”字形顺次连接；第二连杆，第一连杆的第一连杆第二端和第二连杆的第二连杆第一端枢转连接在中间连杆组的两端，且第二连杆的第二连杆第二端设置有安装座，检测装置设置在安装座上，第一连杆和第二连杆的长度相等，中间连杆的长度为第一连杆的两倍，第一连杆第一端、第二连杆第二端、中间连杆的中点位于同一直线，以使巡检装置用机械臂在运动过程中，检测装置仅在高度方向上产生位移；传动装置，第一连杆、中间连杆、第二连杆通过传动装置传动连接。

进一步地，第一连杆绕底座转动时具有起始位置和终止位置，第一连杆位于起始位置时和第一连杆位于终止位置时的夹角小于90度。

进一步地，底座包括：底板；安装支架，安装支架立置在底板上，且第一连杆第一端设置在安装支架的内侧，驱动部设置在安装支架的外侧。

进一步地，安装支架包括：相对且间隔设置的两个第一安装板，两个第一安装板之间形成连接区域，第一连杆第一端位于连接区域内，驱动部位于连接区域外并与一个第一安装板连接；相对且间隔设置的两个第二安装板，两个第二安装板分别用于连接两个第一安装板，且第一安装板和/或第二安装板上设置有减重孔，且第一安装板的高度高于第二安装板。

进一步地，巡检装置用机械臂还包括定齿轮，定齿轮固定设置在底座上，且定齿轮位于驱动部和第一连杆第一端之间，第一连杆第一端设置有与定齿轮啮合的齿轮组，且齿轮组与传动装置连接，第一连杆绕底座转动时，齿轮组沿定齿轮运动并带动传动装置动作。

进一步地，齿轮组包括齿数相同且相啮合的主动齿轮和从动齿轮，且主动齿轮和从动齿轮均与定齿轮啮合，定齿轮与从动齿轮的齿数比为2：1。

进一步地，传动装置包括：第一传动机构，第一传动机构包括两个第一摆臂和连接两个第一摆臂的第一传动杆，且两个第一摆臂枢转设置在第一连杆第一端和第一连杆第二端，设置在第一连杆第一端的第一摆臂与齿轮组同轴连接，且随齿轮组的运动同步摆动，以拉动第一传动杆和另一个第一摆臂运动；至少一个中间传动机构，各中间连杆上对应设置有一个中间传动机构，各中间传动机构包括两个中间摆臂和连接两个中间摆臂的中间传动杆，且两个中间摆臂分别枢转设置在中间连杆的两端，且中间连杆的靠近第一连杆第二端的中间摆臂通过第一传动轴与位于第一连杆第二端的第一摆臂连接，并随位于第一连杆第二端的第一摆臂运动，以拉动中间连杆运动，当中间传动机构为多个时，相邻两个中间传动机构的中间摆臂通过中间传动轴连接，并通过中间摆臂的传动实现中间传动机构的联动；第二传动机构，第二传动机构包括第一传动轮、沿第二连杆长度方向设置的传送带、第二传动轮，且第二连杆第一端固定设置有第一传动轮，第二连杆第二端固定设置有第二传动轮，第一传动轮通过传送带驱动第二传动轮转动，第二传动轮与安装座连接并带动安装座转动，且第一传动轮与第二传动轮的传动比为2：1，并且第一传动轮与中间连杆靠近第二连杆第一端的中间摆臂通过第二传动轴连接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种巡检装置，包括上述的巡检装置用机械臂和检测装置，且检测装置设置在巡检装置用机械臂的安装座上。

进一步地，检测装置是检测云台或者超声波检测仪。

进一步地，其特征在于，巡检装置是巡检机器人。

应用本实用新型的技术方案，本申请中的巡检装置用机械臂包括底座、第一连杆、驱动部、至少一个中间连杆、第二连杆和传动装置。第一连杆的第一连杆第一端枢转设置在底座上；驱动部设置在底座上，且驱动部与第一连杆第一端驱动连接并使第一连杆绕底座转动；当中间连杆为多个时，相邻两个中间连杆枢转连接并构成中间连杆组，且多个中间连杆呈“之”字形顺次连接；第一连杆的第一连杆第二端和第二连杆的第二连杆第一端枢转连接在中间连杆组的两端，且第二连杆的第二连杆第二端设置有安装座，检测装置设置在安装座上，第一连杆和第二连杆的长度相等，中间连杆的长度为第一连杆的两倍，第一连杆第一端、第二连杆第二端、中间连杆的中点位于同一直线，以使巡检装置用机械臂在运动过程中，检测装置仅在高度方向上产生位移；第一连杆、中间连杆、第二连杆通过传动装置传动连接。

使用上述结构的巡检装置用机械臂时，驱动部能够驱动第一连杆运动，并且由于具有传动装置，所以在第一连杆运动时，第一连杆能够带动中间连杆和第二连杆同步运动。又由于第一连杆、中间连杆和第二连杆间的长度关系，所以在第二连杆运动时，能够保证检测装置仅在高度方向上运动，从而在检测装置工作的过程中能够提高检测装置的检测准确度。因此，有效地解决了巡检装置使用性能差的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一个具体实施例的巡检装置用机械臂的结构示意图；

图2示出了图1中的巡检装置用机械臂的第一连杆和中间连杆的连接关系示意图；

图3示出了图1中的巡检装置用机械臂的第一连杆处于起始位置时的结构示意图；

图4示出了图1中的巡检装置用机械臂的第一连杆处于终止位置时的结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、底座；11、底板；12、安装支架；121、第一安装板；122、第二安装板；20、第一连杆；21、第一连杆第一端；22、第一连杆第二端；30、驱动部；40、中间连杆；50、第二连杆；51、第二连杆第一端；52、第二连杆第二端；53、安装座；60、传动装置；61、第一传动机构；611、第一摆臂；612、第一传动杆；62、中间传动机构；63、第二传动机构；64、第一传动轴；65、中间传动轴；66、第二传动轴；70、定齿轮；80、齿轮组；81、主动齿轮；82、从动齿轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中巡检装置使用性能差的问题，本申请提供了一种巡检装置用机械臂及巡检装置。

并且，本申请中的巡检装置包括下述的巡检装置用机械臂和检测装置，且检测装置设置在巡检装置用机械臂的安装座53上。

可选地，检测装置是检测云台或者超声波检测仪。

需要说明的是，在本申请巡检装置可以是巡检机器人或者其他移动设备。

如图1至图4所示，本申请中的巡检装置用机械臂包括底座10、第一连杆20、驱动部30、至少一个中间连杆40、第二连杆50和传动装置60。第一连杆20的第一连杆第一端21枢转设置在底座10上；驱动部30设置在底座10上，且驱动部30与第一连杆第一端21驱动连接并使第一连杆20绕底座10转动；当中间连杆40为多个时，相邻两个中间连杆40枢转连接并构成中间连杆组，且多个中间连杆40呈“之”字形顺次连接；第一连杆20的第一连杆第二端22和第二连杆50的第二连杆第一端51枢转连接在中间连杆组的两端，且第二连杆50的第二连杆第二端52设置有安装座53，检测装置设置在安装座53上，第一连杆20和第二连杆50的长度相等，中间连杆40的长度为第一连杆20的两倍，第一连杆第一端21、第二连杆第二端52、中间连杆40的中点位于同一直线，以使巡检装置用机械臂在运动过程中，检测装置仅在高度方向上产生位移；第一连杆20、中间连杆40、第二连杆50通过传动装置60传动连接。

使用上述结构的巡检装置用机械臂时，驱动部30能够驱动第一连杆20运动，并且由于具有传动装置60，所以在第一连杆20运动时，第一连杆20能够带动中间连杆40和第二连杆50同步运动。又由于第一连杆20、中间连杆40和第二连杆50间的长度关系，所以在第二连杆50运动时，能够保证检测装置仅在高度方向上运动，从而在检测装置工作的过程中能够提高检测装置的检测准确度。因此，有效地解决了巡检装置使用性能差的问题。

需要说明的是，当巡检装置用机械臂的检测高度不能满足实际的使用要求时，可以通过增减中间连杆40的数量来实现。

还需要说明的是，当需要检测装置能够沿其他方向运动时，能够通过调节第一连杆20、中间连杆40和第二连杆50之间的长度关系进行改变。

具体地，第一连杆20绕底座10转动时具有起始位置和终止位置，第一连杆20位于起始位置时和第一连杆20位于终止位置时的夹角小于90度。由于在本申请中设置有传动装置60，所以在第一连杆20运动时，第一连杆20并不能运动到垂直于底座10的方向。并且，通过这样设置可以有效地对传动装置60起到保护作用。

如图3所示，为第一连杆处于起始位置；而如图4所示，则为第一连杆处于终止位置。

具体地，底座10包括底板11和安装支架12。安装支架12立置在底板11上，且第一连杆第一端21设置在安装支架12的内侧，驱动部30设置在安装支架12的外侧。通过这样设置，能够在第一连杆20运动的过程中防止第一连杆20与底座10产生撞击，从而不仅能够对第一连杆20和底座10起到保护作用，而且还能够保证第一连杆20运动的稳定性。

具体地，安装支架12包括：相对且间隔设置的两个第一安装板121以及相对且间隔设置的两个第二安装板122。两个第一安装板121之间形成连接区域，第一连杆第一端21位于连接区域内，驱动部30位于连接区域外并与一个第一安装板121连接；两个第二安装板122分别用于连接两个第一安装板121，且第一安装板121和/或第二安装板122上设置有减重孔，且第一安装板121的高度高于第二安装板122。这样设置，能够通过安装支架12对第一连杆20起到固定作用，从而可以防止第一连杆第一端21在第一连杆20运动的过程中出现晃动。并且，通过设置减重孔可以有效地减少整个巡检装置用机械臂的整体重量。

具体地，巡检装置用机械臂还包括定齿轮70，定齿轮70固定设置在底座10上，且定齿轮70位于驱动部30和第一连杆第一端21之间，第一连杆第一端21设置有与定齿轮70啮合的齿轮组80，且齿轮组80与传动装置60连接，第一连杆20绕底座10转动时，齿轮组80沿定齿轮70运动并带动传动装置60动作。这样设置，能够在第一连杆20运动的过程中通过齿轮组80与定齿轮70的啮合实现传动装置60与第一连杆20的同步运动，从而能够保证中间连杆40和第二连杆50同步运动。

具体地，齿轮组80包括齿数相同且相啮合的主动齿轮81和从动齿轮82，且主动齿轮81和从动齿轮82均与定齿轮70啮合，定齿轮70与从动齿轮82的齿数比为2：1。当第一连杆20进行转动时，中间连杆40相对第一连杆20转动的角度和中间连杆40相对第一连杆20转动的角度之比为2：1，所以需要将定齿轮70与从动齿轮82的齿数比设置为2：1。

具体地，传动装置60包括第一传动机构61、至少一个中间传动机构62和第二传动机构63。第一传动机构61包括两个第一摆臂611和连接两个第一摆臂611的第一传动杆612，且两个第一摆臂611枢转设置在第一连杆第一端21和第一连杆第二端22，设置在第一连杆第一端21的第一摆臂611与齿轮组80同轴连接，且随齿轮组80的运动同步摆动，以拉动第一传动杆612和另一个第一摆臂611运动；各中间连杆40上对应设置有一个中间传动机构62，各中间传动机构62包括两个中间摆臂和连接两个中间摆臂的中间传动杆，且两个中间摆臂分别枢转设置在中间连杆40的两端，且中间连杆40的靠近第一连杆第二端22的中间摆臂通过第一传动轴64与位于第一连杆第二端22的第一摆臂611连接，并随位于第一连杆第二端22的第一摆臂611运动，以拉动中间连杆40运动，当中间传动机构62为多个时，相邻两个中间传动机构62的中间摆臂通过中间传动轴65连接，并通过中间摆臂的传动实现中间传动机构62的联动；第二传动机构63包括第一传动轮、沿第二连杆50长度方向设置的传送带、第二传动轮，且第二连杆第一端51固定设置有第一传动轮，第二连杆第二端52固定设置有第二传动轮，第一传动轮通过传送带驱动第二传动轮转动，第二传动轮与安装座53连接并带动安装座53转动，且第一传动轮与第二传动轮的传动比为2：1，并且第一传动轮与中间连杆40靠近第二连杆第一端51的中间摆臂通过第二传动轴66连接。

当然，在其他的使用条件下第一传动轮和第二传动轮的传动比也可以不是2:1，这样就能够实现不同的运动轨迹。

具体地，设置在第一连杆第一端21的第一摆臂611与从动齿轮82同轴连接。

在本申请的一个具体实施例中，驱动部30为驱动电机。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、通过一个驱动部30驱动多节机械臂同步运动，并且各接机械臂为连杆传动，刚性好；

2、稳定性强，并且能够实现检测装置的直上直下运动；

3、结构简单，方便安装。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种巡检装置用机械臂，其特征在于，包括：

底座(10)；

第一连杆(20)，所述第一连杆(20)的第一连杆第一端(21)枢转设置在所述底座(10)上；

驱动部(30)，所述驱动部(30)设置在所述底座(10)上，且所述驱动部(30)与所述第一连杆第一端(21)驱动连接并使所述第一连杆(20)绕所述底座(10)转动；

至少一个中间连杆(40)，当所述中间连杆(40)为多个时，相邻两个所述中间连杆(40)枢转连接并构成中间连杆组，且多个所述中间连杆(40)呈“之”字形顺次连接；

第二连杆(50)，所述第一连杆(20)的第一连杆第二端(22)和所述第二连杆(50)的第二连杆第一端(51)枢转连接在所述中间连杆组的两端，且所述第二连杆(50)的第二连杆第二端(52)设置有安装座(53)，检测装置设置在所述安装座(53)上，所述第一连杆(20)和所述第二连杆(50)的长度相等，所述中间连杆(40)的长度为所述第一连杆(20)的两倍，所述第一连杆第一端(21)、所述第二连杆第二端(52)、所述中间连杆(40)的中点位于同一直线，以使所述巡检装置用机械臂在运动过程中，所述检测装置仅在高度方向上产生位移；

传动装置(60)，所述第一连杆(20)、所述中间连杆(40)、所述第二连杆(50)通过所述传动装置(60)传动连接。

2.根据权利要求1所述的巡检装置用机械臂，其特征在于，所述第一连杆(20)绕所述底座(10)转动时具有起始位置和终止位置，所述第一连杆(20)位于所述起始位置时和所述第一连杆(20)位于所述终止位置时的夹角小于90度。

3.根据权利要求1所述的巡检装置用机械臂，其特征在于，所述底座(10)包括：

底板(11)；

安装支架(12)，所述安装支架(12)立置在所述底板(11)上，且所述第一连杆第一端(21)设置在所述安装支架(12)的内侧，所述驱动部(30)设置在所述安装支架(12)的外侧。

4.根据权利要求3所述的巡检装置用机械臂，其特征在于，所述安装支架(12)包括：

相对且间隔设置的两个第一安装板(121)，两个所述第一安装板(121)之间形成连接区域，所述第一连杆第一端(21)位于所述连接区域内，所述驱动部(30)位于所述连接区域外并与一个所述第一安装板(121)连接；

相对且间隔设置的两个第二安装板(122)，两个所述第二安装板(122)分别用于连接两个所述第一安装板(121)，且所述第一安装板(121)和/或所述第二安装板(122)上设置有减重孔，且所述第一安装板(121)的高度高于所述第二安装板(122)。

5.根据权利要求1所述的巡检装置用机械臂，其特征在于，所述巡检装置用机械臂还包括定齿轮(70)，所述定齿轮(70)固定设置在所述底座(10)上，且所述定齿轮(70)位于所述驱动部(30)和所述第一连杆第一端(21)之间，所述第一连杆第一端(21)设置有与所述定齿轮(70)啮合的齿轮组(80)，且所述齿轮组(80)与所述传动装置(60)连接，所述第一连杆(20)绕所述底座(10)转动时，所述齿轮组(80)沿所述定齿轮(70)运动并带动所述传动装置(60)动作。

6.根据权利要求5所述的巡检装置用机械臂，其特征在于，所述齿轮组(80)包括齿数相同且相啮合的主动齿轮(81)和从动齿轮(82)，且所述主动齿轮(81)和所述从动齿轮(82)均与所述定齿轮(70)啮合，所述定齿轮(70)与所述从动齿轮(82)的齿数比为2：1。

7.根据权利要求5所述的巡检装置用机械臂，其特征在于，所述传动装置(60)包括：

第一传动机构(61)，所述第一传动机构(61)包括两个第一摆臂(611)和连接两个所述第一摆臂(611)的第一传动杆(612)，且两个所述第一摆臂(611)枢转设置在所述第一连杆第一端(21)和所述第一连杆第二端(22)，设置在所述第一连杆第一端(21)的所述第一摆臂(611)与所述齿轮组(80)同轴连接，且随所述齿轮组(80)的运动同步摆动，以拉动所述第一传动杆(612)和另一个所述第一摆臂(611)运动；

至少一个中间传动机构(62)，各所述中间连杆(40)上对应设置有一个所述中间传动机构(62)，各所述中间传动机构(62)包括两个中间摆臂和连接两个所述中间摆臂的中间传动杆，且两个所述中间摆臂分别枢转设置在所述中间连杆(40)的两端，且所述中间连杆(40)的靠近所述第一连杆第二端(22)的所述中间摆臂通过第一传动轴(64)与位于所述第一连杆第二端(22)的所述第一摆臂(611)连接，并随位于所述第一连杆第二端(22)的所述第一摆臂(611)运动，以拉动所述中间连杆(40)运动，当所述中间传动机构(62)为多个时，相邻两个所述中间传动机构(62)的所述中间摆臂通过中间传动轴(65)连接，并通过所述中间摆臂的传动实现所述中间传动机构(62)的联动；

第二传动机构(63)，所述第二传动机构(63)包括第一传动轮、沿所述第二连杆(50)长度方向设置的传送带、第二传动轮，且所述第二连杆第一端(51)固定设置有所述第一传动轮，所述第二连杆第二端(52)固定设置有所述第二传动轮，所述第一传动轮通过所述传送带驱动所述第二传动轮转动，所述第二传动轮与所述安装座(53)连接并带动所述安装座(53)转动，且所述第一传动轮与所述第二传动轮的传动比为2：1，并且所述第一传动轮与所述中间连杆(40)靠近所述第二连杆第一端(51)的所述中间摆臂通过第二传动轴(66)连接。

8.一种巡检装置，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的巡检装置用机械臂和检测装置，且所述检测装置设置在所述巡检装置用机械臂的安装座(53)上。

9.根据权利要求8所述的巡检装置，其特征在于，所述检测装置是检测云台或者超声波检测仪。

10.根据权利要求8所述的巡检装置，其特征在于，所述巡检装置是巡检机器人。

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