CN216099015U - 一种多角度运动机械手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多角度运动机械手臂，涉及机械臂技术领域，活动机座的一端用于与固定机座的一端球铰连接，大臂支撑架用于绕第一轴线转动设于活动机座的另一端，大臂的一端用于绕第二轴线转动设于大臂支撑架上，小臂的一端用于绕第三轴线转动设于大臂的另一端，小臂的另一端用于与机械手固定连接，机座驱动装置用于驱动活动机座相对于固定机座发生转动，支撑架驱动装置用于驱动大臂支撑架绕第一轴线转动，大臂驱动装置用于驱动大臂绕第二轴线转动，小臂驱动装置用于驱动小臂绕第三轴线转动，使机械手臂近似达到人手臂的灵活性，能够在复杂工作环境下更好的工作，而且节省成本。

Description

一种多角度运动机械手臂

技术领域

本实用新型涉及机械臂技术领域，特别是涉及一种多角度运动机械手臂。

背景技术

机械自动化技术越发成熟，生产生活越来越离不开自动化机械，机械臂在生产过程中能够发挥重要作用，它好比人的手臂一样是机械装置的运动单元。但是由于机械臂不如人手臂一样灵活，对于刁钻的位置，需要复杂的变换位置才能进行操作，有时候甚至还因存在较大的运动死角而无法完成操作，如果想要减小运动死角就需要再增加驱动臂，这将导致机械臂过多、制造维护成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多角度运动机械手臂，以解决上述现有技术存在的问题，使机械手臂近似达到人手臂的灵活性，能够在复杂工作环境下更好的工作，而且节省成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种多角度运动机械手臂，包括固定机座、活动机座、大臂支撑架、大臂、小臂、机座驱动装置、支撑架驱动装置、大臂驱动装置及小臂驱动装置，所述活动机座的一端用于与所述固定机座的一端球铰连接，所述大臂支撑架用于绕第一轴线转动设于所述活动机座的另一端，所述大臂的一端用于绕第二轴线转动设于所述大臂支撑架上，所述小臂的一端用于绕第三轴线转动设于所述大臂的另一端，所述小臂的另一端用于与机械手固定连接，所述机座驱动装置用于驱动所述活动机座相对于所述固定机座发生转动，所述支撑架驱动装置用于驱动所述大臂支撑架绕所述第一轴线转动，所述大臂驱动装置用于驱动所述大臂绕所述第二轴线转动，所述小臂驱动装置用于驱动所述小臂绕所述第三轴线转动。

优选地，还包括至少三个第一推杆及至少三个第二推杆，且各所述第一推杆均能够伸缩用于改变各所述第一推杆的长度；所述固定机座上具有第一支撑平台，所述活动机座上具有第二支撑平台；各所述第一推杆的一端均用于与所述第一支撑平台固定连接，各所述第一推杆的另一端分别用于与各所述第二推杆的一端球铰连接，各所述第二推杆的另一端均用于与所述第二支撑平台固定连接，所述机座驱动装置用于驱动各所述第一推杆伸缩并改变各所述第一推杆靠近各所述第二推杆的一端的位置。

优选地，所述活动机座内沿所述第一轴线转动设有旋转轴，所述旋转轴的一端用于伸出所述活动机座并与所述大臂支撑架固定连接，所述支撑架驱动装置包括旋转驱动电机，所述旋转驱动电机的壳体固定设于所述活动机座上，所述旋转驱动电机的输出轴用于带动所述旋转轴转动。

优选地，所述旋转轴上套设有蜗轮，所述活动机座内沿垂直于所述第一轴线方向转动设有蜗杆，所述蜗杆上的齿与所述蜗轮上的齿能够互相啮合，所述旋转驱动电机的输出轴用于与所述蜗杆的一端固定连接并能够带动所述蜗杆转动。

优选地，所述大臂支撑架上开设有第一凹槽，所述大臂的一端能够伸入所述第一凹槽内，所述大臂驱动装置包括大臂驱动电机，所述大臂驱动电机的壳体固定设于所述大臂支撑架上，且所述大臂驱动电机的输出轴绕所述第二轴线与所述大臂支撑架转动连接，所述大臂驱动电机的输出轴与所述第一凹槽内的所述大臂的一端固定连接。

优选地，所述小臂的一端开设有第二凹槽，所述大臂远离所述大臂支撑架的一端能够伸入所述第二凹槽内，所述小臂驱动装置包括小臂驱动电机，所述小臂驱动电机的壳体固定设于所述小臂开设有第二凹槽的一端，且所述小臂驱动电机的输出轴绕所述第三轴线与所述小臂转动连接，所述小臂驱动电机的输出轴与所述第二凹槽内的所述大臂的一端固定连接。

优选地，所述第一轴线与所述第二轴线垂直，所述第二轴线与所述第三轴线平行；所述机座驱动装置为液压驱动装置。

优选地，所述固定机座的一端具有第一球碗，所述活动机座远离所述大臂支撑架的一端具有第一球头，所述第一球碗用于与所述第一球头配合形成球铰连接。

优选地，各所述第一推杆靠近所述第二支撑平台的一端均具有第二球头，各所述第二推杆远离所述第二支撑平台的一端均具有第二球碗，所述第二球碗用于与所述第二球头配合形成球铰连接。

优选地，所述第一推杆及所述第二推杆的数量均为六个。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供一种多角度运动机械手臂，通过小臂驱动装置驱动小臂绕第三轴线转动，从而实现机械手跟随小臂绕第三轴线转动；通过大臂驱动装置驱动大臂绕第二轴线转动，从而实现小臂及机械手跟随大臂绕第二轴线转动；通过支撑架驱动装置驱动大臂支撑架绕第一轴线转动，从而实现大臂、小臂及机械手跟随大臂支撑架绕第一轴线转动；通过活动机座的一端与固定机座的一端球铰连接，机座驱动装置驱动活动机座相对于固定机座发生转动，从而实现大臂支撑架、大臂、小臂及机械手跟随活动机座相对于固定机座发生转动。本实用新型提供的多角度运动机械手臂近似达到人手臂的灵活性，能够在复杂工作环境下更好的工作，而且节省成本。

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获得其他的附图。

图1为本实用新型多角度运动机械手臂的立体结构示意图；

图2为图1中多角度运动机械手臂的主视结构示意图；

图3为图1中多角度运动机械手臂的俯视结构示意图。

图中：100-多角度运动机械手臂、1-固定机座、11-第一推杆、111-第二球头、12-第一支撑平台、13-第一球碗、2-活动机座、21-第二推杆、211-第二球碗、22-第二支撑平台、23-旋转轴、24-第一球头、3-大臂支撑架、4-大臂、5-小臂、6-支撑架驱动装置、7-大臂驱动装置、8-小臂驱动装置。

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做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。

本实用新型的目的是提供一种多角度运动机械手臂，以解决上述现有技术存在的问题，使机械手臂近似达到人手臂的灵活性，能够在复杂工作环境下更好的工作，而且节省成本。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供一种多角度运动机械手臂100，包括固定机座1、活动机座2、大臂支撑架3、大臂4、小臂5、机座驱动装置、支撑架驱动装置6、大臂驱动装置7及小臂驱动装置8，活动机座2的一端用于与固定机座1的一端球铰连接，大臂支撑架3用于绕第一轴线转动设于活动机座2的另一端，大臂4的一端用于绕第二轴线转动设于大臂支撑架3上，小臂5的一端用于绕第三轴线转动设于大臂4的另一端，小臂5的另一端用于与机械手固定连接，机座驱动装置用于驱动活动机座2相对于固定机座1发生转动，支撑架驱动装置6用于驱动大臂支撑架3绕第一轴线转动，大臂驱动装置7用于驱动大臂4绕第二轴线转动，小臂驱动装置8用于驱动小臂5绕第三轴线转动。

因此，本实用新型提供的多角度运动机械手臂100，通过小臂驱动装置8驱动小臂5绕第三轴线转动，从而实现机械手跟随小臂5绕第三轴线转动；通过大臂驱动装置7驱动大臂4绕第二轴线转动，从而实现小臂5及机械手跟随大臂4绕第二轴线转动；通过支撑架驱动装置6驱动大臂支撑架3绕第一轴线转动，从而实现大臂4、小臂5及机械手跟随大臂支撑架3绕第一轴线转动；通过活动机座2的一端与固定机座1的一端球铰连接，机座驱动装置驱动活动机座2相对于固定机座1发生转动，从而实现大臂支撑架3、大臂4、小臂5及机械手跟随活动机座2相对于固定机座1发生转动。本实用新型提供的多角度运动机械手臂100近似达到人手臂的灵活性，能够在复杂工作环境下更好的工作，而且节省成本。其中较为优选地，第一轴线与第二轴线垂直，第二轴线与第三轴线平行；机座驱动装置为液压驱动装置。

进一步地，本实用新型提供的多角度运动机械手臂100还包括至少三个第一推杆11及至少三个第二推杆21，且各第一推杆11均能够伸缩用于改变各第一推杆11的长度；固定机座1上具有第一支撑平台12，活动机座2上具有第二支撑平台22；各第一推杆11的一端均用于与第一支撑平台12固定连接，各第一推杆11的另一端分别用于与各第二推杆21的一端球铰连接，各第二推杆21的另一端均用于与第二支撑平台22固定连接，机座驱动装置用于驱动各第一推杆11伸缩并改变各第一推杆11靠近各第二推杆21的一端的位置，通过机座驱动装置改变各第一推杆11的伸缩量，即改变各第一推杆11的有效支撑长度，从而改变活动机座2的倾角，以此设置，使机械臂能够更加适应不同的、复杂变化的运动角度，避免出现运动死角，在本实施例中，具体如何采用液压驱动装置实现第一推杆11的伸缩量的改变为现有技术，在此不再赘述。

进一步地，活动机座2内沿第一轴线转动设有旋转轴23，旋转轴23的一端用于伸出活动机座2并与大臂支撑架3固定连接，支撑架驱动装置6包括旋转驱动电机，旋转驱动电机的壳体固定设于活动机座2上，旋转驱动电机的输出轴用于带动旋转轴23转动，通过旋转驱动电机以电驱动的形式带动旋转轴23做旋转运动，进一步带动大臂支撑架3发生旋转，运动精确度高且便于调控。在此需要说明的是，支撑架驱动装置6的驱动形式，并不仅限于电驱动，在具体应用中，还能够根据具体使用需求，而采用其它能够实现驱动的形式，比如液压驱动、气压驱动等。

进一步地，旋转轴23上套设有蜗轮，活动机座2内沿垂直于第一轴线方向转动设有蜗杆，蜗杆上的齿与蜗轮上的齿能够互相啮合，旋转驱动电机的输出轴用于与蜗杆的一端固定连接并能够带动蜗杆转动，实现旋转驱动电机的输出轴与旋转轴23能够垂直布置，减少占用空间，使得结构更加紧凑。

进一步地，大臂支撑架3上开设有第一凹槽，大臂4的一端能够伸入第一凹槽内，大臂驱动装置7包括大臂驱动电机，大臂驱动电机的壳体固定设于大臂支撑架3上，且大臂驱动电机的输出轴绕第二轴线与大臂支撑架3转动连接，大臂驱动电机的输出轴与第一凹槽内的大臂4的一端固定连接，通过大臂驱动电机以电驱动的形式带动大臂4做旋转运动，运动精确度高且便于调控。在此需要说明的是，大臂驱动装置7的驱动形式，并不仅限于电驱动，在具体应用中，还能够根据具体使用需求，而采用其它能够实现驱动的形式，比如液压驱动、气压驱动等。

进一步地，小臂5的一端开设有第二凹槽，大臂4远离大臂支撑架3的一端能够伸入第二凹槽内，小臂驱动装置8包括小臂驱动装置，小臂驱动装置的壳体固定设于小臂5开设有第二凹槽的一端，且小臂驱动装置的输出轴绕第三轴线与小臂5转动连接，小臂驱动装置的输出轴与第二凹槽内的大臂4的一端固定连接，通过小臂驱动装置以电驱动的形式带动小臂5做旋转运动，运动精确度高且便于调控。在此需要说明的是，小臂驱动装置8的驱动形式，并不仅限于电驱动，在具体应用中，还能够根据具体使用需求，而采用其它能够实现驱动的形式，比如液压驱动、气压驱动等。

进一步地，固定机座1的一端具有第一球碗13，活动机座2远离大臂支撑架3的一端具有第一球头24，第一球碗13用于与第一球头24配合形成球铰连接，其中，球碗对球头的包裹程度以及具体的球碗结构(一体式或者装配式)需要结合实际运动需求选用。

进一步地，各第一推杆11靠近第二支撑平台22的一端均具有第二球头111，各第二推杆21远离第二支撑平台22的一端均具有第二球碗211，第二球碗211用于与第二球头111配合形成球铰连接，其中，球碗对球头的包裹程度以及具体的球碗结构(一体式或者装配式)需要结合实际运动需求选用。

进一步地，第一推杆11及第二推杆21的数量均为六个，而且其中较为优选地，第一推杆11及第二推杆21围绕第一轴线均匀分布。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种多角度运动机械手臂，其特征在于：包括固定机座、活动机座、大臂支撑架、大臂、小臂、机座驱动装置、支撑架驱动装置、大臂驱动装置及小臂驱动装置，所述活动机座的一端用于与所述固定机座的一端球铰连接，所述大臂支撑架用于绕第一轴线转动设于所述活动机座的另一端，所述大臂的一端用于绕第二轴线转动设于所述大臂支撑架上，所述小臂的一端用于绕第三轴线转动设于所述大臂的另一端，所述小臂的另一端用于与机械手固定连接，所述机座驱动装置用于驱动所述活动机座相对于所述固定机座发生转动，所述支撑架驱动装置用于驱动所述大臂支撑架绕所述第一轴线转动，所述大臂驱动装置用于驱动所述大臂绕所述第二轴线转动，所述小臂驱动装置用于驱动所述小臂绕所述第三轴线转动。

2.根据权利要求1所述的多角度运动机械手臂，其特征在于：还包括至少三个第一推杆及至少三个第二推杆，且各所述第一推杆均能够伸缩用于改变各所述第一推杆的长度；所述固定机座上具有第一支撑平台，所述活动机座上具有第二支撑平台；各所述第一推杆的一端均用于与所述第一支撑平台固定连接，各所述第一推杆的另一端分别用于与各所述第二推杆的一端球铰连接，各所述第二推杆的另一端均用于与所述第二支撑平台固定连接，所述机座驱动装置用于驱动各所述第一推杆伸缩并改变各所述第一推杆靠近各所述第二推杆的一端的位置。

3.根据权利要求1所述的多角度运动机械手臂，其特征在于：所述活动机座内沿所述第一轴线转动设有旋转轴，所述旋转轴的一端用于伸出所述活动机座并与所述大臂支撑架固定连接，所述支撑架驱动装置包括旋转驱动电机，所述旋转驱动电机的壳体固定设于所述活动机座上，所述旋转驱动电机的输出轴用于带动所述旋转轴转动。

4.根据权利要求3所述的多角度运动机械手臂，其特征在于：所述旋转轴上套设有蜗轮，所述活动机座内沿垂直于所述第一轴线方向转动设有蜗杆，所述蜗杆上的齿与所述蜗轮上的齿能够互相啮合，所述旋转驱动电机的输出轴用于与所述蜗杆的一端固定连接并能够带动所述蜗杆转动。

5.根据权利要求1所述的多角度运动机械手臂，其特征在于：所述大臂支撑架上开设有第一凹槽，所述大臂的一端能够伸入所述第一凹槽内，所述大臂驱动装置包括大臂驱动电机，所述大臂驱动电机的壳体固定设于所述大臂支撑架上，且所述大臂驱动电机的输出轴绕所述第二轴线与所述大臂支撑架转动连接，所述大臂驱动电机的输出轴与所述第一凹槽内的所述大臂的一端固定连接。

6.根据权利要求1所述的多角度运动机械手臂，其特征在于：所述小臂的一端开设有第二凹槽，所述大臂远离所述大臂支撑架的一端能够伸入所述第二凹槽内，所述小臂驱动装置包括小臂驱动电机，所述小臂驱动电机的壳体固定设于所述小臂开设有第二凹槽的一端，且所述小臂驱动电机的输出轴绕所述第三轴线与所述小臂转动连接，所述小臂驱动电机的输出轴与所述第二凹槽内的所述大臂的一端固定连接。

7.根据权利要求1所述的多角度运动机械手臂，其特征在于：所述第一轴线与所述第二轴线垂直，所述第二轴线与所述第三轴线平行；所述机座驱动装置为液压驱动装置。

8.根据权利要求1所述的多角度运动机械手臂，其特征在于：所述固定机座的一端具有第一球碗，所述活动机座远离所述大臂支撑架的一端具有第一球头，所述第一球碗用于与所述第一球头配合形成球铰连接。

9.根据权利要求2所述的多角度运动机械手臂，其特征在于：各所述第一推杆靠近所述第二支撑平台的一端均具有第二球头，各所述第二推杆远离所述第二支撑平台的一端均具有第二球碗，所述第二球碗用于与所述第二球头配合形成球铰连接。

10.根据权利要求2所述的多角度运动机械手臂，其特征在于：所述第一推杆及所述第二推杆的数量均为六个。

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