CN214772046U - 一种稳定夹持的多自由度机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稳定夹持的多自由度机械臂，包括底座，其特征在于，所述底座上方设有支撑板，该支撑板顶部固定安装有旋转机构；所述旋转机构顶部固定安装有“L”形支撑架，该“L”形支撑架外侧设有第一机械臂，所述第一机械臂上端转动连接有第二机械臂，该第二机械臂另一端与第三机械臂转动连接；所述第三机械臂上设有伸缩气缸，该伸缩气缸的伸缩端设有夹持机构；本实用新型通过旋转机构对夹持机械臂进行360°的转动调节；通过第三电机对第一机械臂实现不同倾角的转动调节；通过设置夹持机构能够在对物体进行夹持时更加的稳定，能够适用于更多物体的夹取，可起到辅助固定的作用。

Description

一种稳定夹持的多自由度机械臂

技术领域

本实用新型涉及夹持机械臂技术领域，特别涉及一种稳定夹持的多自由度机械臂。

背景技术

机械臂是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，随着网络技巧的发展，机械臂的联网操作问题也是以后发展的方向。目前，机械臂多用于工业装配领域，并得到广泛的应用，然而，在现有的机械臂中，大多数机械臂结构较为复杂，现有单个机械臂的自由度少，难以完成空间化的传输，且仅能够实现一些简单的动作，在实际使用过程中存在着机械臂操作受到一定的局限的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提一种稳定夹持的多自由度机械臂，操作方便，夹持稳定，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种稳定夹持的多自由度机械臂，包括底座，所述底座上方设有支撑板，该支撑板顶部固定安装有旋转机构；所述旋转机构顶部固定安装有“L”形支撑架，该“L”形支撑架外侧设有第一机械臂，所述第一机械臂上端转动连接有第二机械臂，该第二机械臂另一端与第三机械臂转动连接；所述第三机械臂上设有伸缩气缸，该伸缩气缸的伸缩端设有夹持机构。

优选地，所述底座上表面开设有两条相互平行的滑槽，所述支撑板底部设有两个相互平行滑块，其中支撑板底部的滑块设置在底座上表面的滑槽内。

优选地，所述底座侧部固定安装有第一电机，该第一电机的输出端设由第一齿轮；所述支撑板顶部设有齿条，该齿条与所述第一齿轮啮合传动。

优选地，所述旋转机构包括基座和转盘，该基座和转盘呈圆筒形，其中基座与转盘转动连接；所述基座内腔设有第二电机，其中第二电机的输出端设有第二齿轮；所述转盘内壁设有齿环，该齿环与所述第二齿轮啮合传动。

优选地，所述基座顶部开设有环形凹槽，转盘底部等距设有多个支撑柱，该支撑柱底部固定连接有圆环，其中圆环设置在环形凹槽内。

优选地，所述“L”形支撑架底部固定安装在旋转机构的转盘顶部，该“L”形支撑架侧部开设有圆形通孔，其中圆形通孔内安装有轴承；所述“L”形支撑架底部上方设有第三电机，该第三电机的输出轴穿过轴承与第一机械臂下端固定连接。

优选地，所述第一机械臂为“U”形结构，其中第一机械臂上方内侧活动连接有第一齿轮轴，该第一齿轮轴上固定有第三齿轮；所述第一机械臂上方外侧设有第四电机，其中第四电机的输出轴与第一齿轮轴固定连接。

优选地，所述第二机械臂为“H”形结构，其中第二机械臂上端内侧活动连接有第二齿轮轴；所述第二齿轮轴上固定有第四齿轮，其中第四齿轮与所述第三齿轮啮合传动；所述第二机械臂下端外侧设有第五电机，其中第五电机的输出轴与第三机械臂上方固定连接。

优选地，所述第三机械臂上方设有连接轴，该连接轴一端与第二机械臂下端内侧活动连接，另一端与第五电机的输出轴固定连接。

优选地，所述夹持机构包括连接柱、滑套、连接杆和夹爪，其中连接柱通过法兰与伸缩气缸的伸缩端连接；所述滑套套设在连接柱外侧，其中连接柱底部铰接夹爪；所述连接杆一端与滑套固定连接，该连接杆另一端与夹爪顶部连接。

本实用新型设置旋转机构，通过第一电机带动转盘进行转动，以便能够通过“L”形支撑架对夹持机械臂进行360°的转动调节；通过第三电机驱动第一机械臂进行转动，以便第一机械臂实现不同倾角的转动调节；通过第三齿轮与第四齿轮的啮合传动，在第四电机的驱动下以便第一机械臂与第二机械臂的转动相配合，能够完成不同方向上的调节；通过第五电机驱动第三机械臂转动，能够实现夹持机构在不同倾角的转动调节；通过在第三机械臂上设置伸缩气缸，能够对夹持机构进行长度调节；通过设置夹持机构能够在对物体进行夹持时更加的稳定，夹爪采用弧形设计，能够适用于更多物体的夹取，可起到辅助固定的作用，防止物品在运输的过程中掉落。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型旋转机构的结构示意图；

图3是本实用新型“L”形支撑架的结构示意图；

图4是本实用新型第一机械臂的结构示意图；

图5是本实用新型第二机械臂的结构示意图；

图6是本实用新型A处所示结构放大示意图。

附图标号说明：1-底座，2-支撑板，3-旋转机构，301-基座，302-转盘，4-“L”形支撑架，5-第一机械臂，6-第二机械臂，7-第三机械臂，8-伸缩气缸，9-夹持机构，901-连接柱，902-滑套，903-连接杆，904-夹爪，10-滑槽，11-滑块，12-第一电机，13-第一齿轮，14-齿条，15-第二电机，16-第二齿轮，17-齿环，18-环形凹槽，19-支撑柱，20-圆环，21-轴承，22-第三电机，23-第一齿轮轴，24-第三齿轮，25-第四电机，26-第二齿轮轴，27-第四齿轮，28-第五电机，29-连接轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提出一种稳定夹持的多自由度机械臂。

请结合参照图1至图6，一种稳定夹持的多自由度机械臂，包括底座1，所述底座1上方设有支撑板2，该支撑板2顶部固定安装有旋转机构3；所述旋转机构3顶部固定安装有“L”形支撑架4，该“L”形支撑架4外侧设有第一机械臂5，所述第一机械臂5上端转动连接有第二机械臂6，该第二机械臂6另一端与第三机械臂7转动连接；所述第三机械臂7上设有伸缩气缸8，该伸缩气缸8的伸缩端设有夹持机构9。

进一步地，所述底座1上表面开设有两条相互平行的滑槽10，所述支撑板2底部设有两个相互平行滑块11，其中支撑板2底部的滑块11设置在底座1上表面的滑槽10内；所述底座1侧部固定安装有第一电机12，该第一电机12的输出端设由第一齿轮13；所述支撑板2顶部设有齿条14，该齿条14与所述第一齿轮13啮合传动。

本实施例中，支撑板2起到承载连接的作用，通过第一电机12驱动第一齿轮13在齿条14上转动，从而可以推动支撑板2在水平方向移动，以便于带动整个机械臂的水平移动。

请进一步参照图2，旋转机构3包括基座301和转盘302，该基座301和转盘302呈圆筒形，其中基座301与转盘302转动连接；所述基座301内腔设有第二电机15，其中第二电机15的输出端设有第二齿轮16；所述转盘302内壁设有齿环17，该齿环17与所述第二齿轮16啮合传动；基座301顶部开设有环形凹槽18，转盘302底部等距设有多个支撑柱19，该支撑柱19底部固定连接有圆环20，其中圆环20设置在环形凹槽18内。

本实施例中，基座301底部与支撑板2上端部固定连接，通过基座301内腔的第二电机15带动第二齿轮16和齿环17啮合传动，从而使圆环20在环形凹槽18内开始转动，进而带动转盘302在基座301顶部实现360°转动，利用转盘302的转动可调整被固定物品的角度，这样方便对物品的夹取和放置。

请进一步参照图3，所述“L”形支撑架4底部固定安装在旋转机构3的转盘302顶部，该“L”形支撑架4侧部开设有圆形通孔，其中圆形通孔内安装有轴承21；所述“L”形支撑架4底部上方设有第三电机22，该第三电机22的输出轴穿过轴承21与第一机械臂5下端固定连接。

本实施例中，第一机械臂5起到承载连接作用，第一机械臂5的角度不同，可对不同高度和位置的物品进行抓取，通过第一机械臂5底部与第三电机22的输出轴固定连接，其中第三电机22可为第一机械臂5提供转动的轴心并带动第一机械臂5进行转动；第三电机22的输出端与“L”形支撑架4之间设有轴承21，利用轴承21可以使第三电机22的输出端的传动更平稳，效果更好。

请进一步参照图4，所述第一机械臂5为“U”形结构，其中第一机械臂5上方内侧活动连接有第一齿轮轴23，该第一齿轮轴23上固定有第三齿轮24；所述第一机械臂5上方外侧设有第四电机25，其中第四电机25的输出轴与第一齿轮轴23固定连接。

请进一步参照图5，所述第二机械臂6为“H”形结构，其中第二机械臂6上端内侧活动连接有第二齿轮轴26；所述第二齿轮轴26上固定有第四齿轮27，其中第四齿轮27与第三齿轮24啮合传动。

本实施例中，第一机械臂5上方转动连接有第三齿轮24，第三齿轮24与第四齿轮27啮合转动连接，利用第三齿轮24和第四齿轮27传动效果更平稳，不会产生顿挫感，而且第一机械臂5与第二机械臂6之间是角度二级传动，只需要利用齿第三齿轮24和第四齿轮27之间的相互啮合传动配合即可完成。

进一步地，所述第二机械臂6下端外侧设有第五电机28，其中第五电机28的输出轴与第三机械臂7上方固定连接；所述第三机械臂7上方设有连接轴29，该连接轴29一端与第二机械臂6下端内侧活动连接，另一端与第五电机28的输出轴固定连接；所述第三机械臂7为矩形框体结构，其中伸缩气缸8设置在矩形框内，该伸缩气缸8的伸缩端贯穿第三机械7的底端并与夹持机构9连接。

本实施例中，第三机械臂7起到承载连接的作用，通过第五电机28的转动可调整第三机械臂7的角度。

请进一步参照图6，所述夹持机构9包括连接柱901、滑套902、连接杆903和夹爪904，其中连接柱901通过法兰与伸缩气缸8的伸缩端连接；所述滑套902套设在连接柱901外侧，其中连接柱901底部铰接夹爪904；所述连接杆903一端与滑套902固定连接，该连接杆902另一端与夹爪904顶部连接，其中夹爪904为弧形结构。

本实施例中，连接柱901上开设有滑轨，其中滑套902套设在连接柱901的外侧并沿滑轨上下滑动，连接杆903上端与滑套902固定连接，连接杆903下端与夹爪904固定连接，通过连接杆903与滑套902和夹爪904的配合，能够实现夹爪904对物体进行稳定夹持，其结构简单，使用方便。

工作原理：将支撑板2放置在底座1上，使其支撑板2底部的滑块11插入底座1顶部的滑槽10内，启动第二电机15，使第二电机15转动并带动转盘302在水平方向进行360°旋转，从而调节整个机械臂装置的旋转交底；开启第三电机22，使第三电机22转动并带动第一机械臂5角度调节，启动第四电机25可带动第一齿轮轴23进行转动，第一齿轮轴23带动第三齿轮24转动，转动的第三齿轮24通过与第四齿轮27之间的啮合传动连接带动第二齿轮轴26进行转动，从而带动第二机械臂6进行转动，实现第二机械臂6的角度调节；启动第五电机28可带动连接轴29转动，通过转动的连接轴29带动第三机械臂7进行转动，从而调整第三机械臂7的角度；启动伸缩气缸8对连接柱901进行伸长长度的调节，从而使滑套902在连接柱901外表面滑动，并通过连接杆903带动夹爪904对物品进行夹持；最后启动第一电机12，通过第一电机12转动带动支撑板2进行水平移动，这样方便将夹持的物品放置到指定位置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种稳定夹持的多自由度机械臂，包括底座，其特征在于，所述底座上方设有支撑板，该支撑板顶部固定安装有旋转机构；所述旋转机构顶部固定安装有“L”形支撑架，该“L”形支撑架外侧设有第一机械臂，所述第一机械臂上端转动连接有第二机械臂，该第二机械臂另一端与第三机械臂转动连接；所述第三机械臂上设有伸缩气缸，该伸缩气缸的伸缩端设有夹持机构。

2.根据权利要求1所述的一种稳定夹持的多自由度机械臂，其特征在于，所述底座上表面开设有两条相互平行的滑槽，所述支撑板底部设有两个相互平行滑块，其中支撑板底部的滑块设置在底座上表面的滑槽内。

3.根据权利要求2所述的一种稳定夹持的多自由度机械臂，其特征在于，所述底座侧部固定安装有第一电机，该第一电机的输出端设由第一齿轮；所述支撑板顶部设有齿条，该齿条与所述第一齿轮啮合传动。

4.根据权利要求1所述的一种稳定夹持的多自由度机械臂，其特征在于，所述旋转机构包括基座和转盘，该基座和转盘呈圆筒形，其中基座与转盘转动连接；所述基座内腔设有第二电机，其中第二电机的输出端设有第二齿轮；所述转盘内壁设有齿环，该齿环与所述第二齿轮啮合传动。

5.根据权利要求4所述的一种稳定夹持的多自由度机械臂，其特征在于，所述基座顶部开设有环形凹槽，转盘底部等距设有多个支撑柱，该支撑柱底部固定连接有圆环，其中圆环设置在环形凹槽内。

6.根据权利要求1所述的一种稳定夹持的多自由度机械臂，其特征在于，所述“L”形支撑架底部固定安装在旋转机构的转盘顶部，该“L”形支撑架侧部开设有圆形通孔，其中圆形通孔内安装有轴承；所述“L”形支撑架底部上方设有第三电机，该第三电机的输出轴穿过轴承与第一机械臂下端固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种稳定夹持的多自由度机械臂，其特征在于，所述第一机械臂为“U”形结构，其中第一机械臂上方内侧活动连接有第一齿轮轴，该第一齿轮轴上固定有第三齿轮；所述第一机械臂上方外侧设有第四电机，其中第四电机的输出轴与第一齿轮轴固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种稳定夹持的多自由度机械臂，其特征在于，所述第二机械臂为“H”形结构，其中第二机械臂上端内侧活动连接有第二齿轮轴；所述第二齿轮轴上固定有第四齿轮，其中第四齿轮与第三齿轮啮合传动；所述第二机械臂下端外侧设有第五电机，其中第五电机的输出轴与第三机械臂上方固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种稳定夹持的多自由度机械臂，其特征在于，所述第三机械臂上方设有连接轴，该连接轴一端与第二机械臂下端内侧活动连接，另一端与第五电机的输出轴固定连接。

10.根据权利要求1所述的一种稳定夹持的多自由度机械臂，其特征在于，所述夹持机构包括连接柱、滑套、连接杆和夹爪，其中连接柱通过法兰与伸缩气缸的伸缩端连接；所述滑套套设在连接柱外侧，其中连接柱底部铰接夹爪；所述连接杆一端与滑套固定连接，该连接杆另一端与夹爪顶部连接。

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