CN218398140U - 一种机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械臂，包括升降气缸、转动总成、调节电机、抓持机构；所述抓持机构连接调节电机输出轴；还包括移动底座、连接撑杆、连接杆、固定杆；所述移动底座的顶部固定安装有转动轴承，升降气缸固定安装在转动轴承的上；所述连接撑杆一端连接所述升降气缸的顶部，另一端连接转动总成的定部件；所述连接杆上端连接转动总成的动部件；连接杆下端连接固定杆中部，所述固定杆前端连接调节电机。通过在夹杆的内侧壁上固定安装上加固杆，使夹板在夹持物品时，加固杆与夹杆之间构成类三角形状，使加固杆能够对夹杆的侧壁进行加固，避免夹杆因为夹持导致形变，从而降低夹板对物品的夹力的情况发生。

Description

一种机械臂

技术领域

本实用新型涉及油田采油生产作业领域，具体地说是一种机械臂。

背景技术

在油田采油生产过程中，经常会遇到对电动机、平衡块、高压闸门、水表等不同规格型号的重物进行吊装、搬运、迁移的情况，在消耗现场工作人员大量人力物力，降低了生产效率的同时，也产生了很多安全环保风险。因此，采油工作现场亟需一种对重物进行辅助搬运、迁移的工具，在提高劳动效率的同时确保采油生产工作的安全运行。机械臂作为一种结构简单、零件使用少、占地面积小、运行经济、移动方便、维修方便的人力辅助机械，是油田采油生产运移重物的理想工具。

目前市场上已有的机械臂，在抓取货物时，会在机械臂的底端挂上多个铁链，将铁链上的挂钩挂在货物上的挂环上，再控制机械臂移动，从而将货物吊起移动，由于货物被铁链吊起，导致货物容易晃动，不够稳定，所以产生了一种夹住货物移动的机械臂，为了提高机械臂上的夹板的扩展范围，通常会将夹杆设置呈“V”字形状，但是不同的货物的重量不同，为了能够将货物夹紧，会施加在夹杆上大于货物重量的夹力，而货物会施加在夹杆上反作用力，而夹杆呈“V”字形，夹杆受力不均容易形变，导致夹杆无法施加足够的夹力。

为此，我们提出用于油田生产的机械臂。

中国实用新型专利CN102674163B，公开了一种多用途小型起重机，包括吊臂、旋转架、伸缩驱动装置、升降驱动装置、套筒、支架，旋转架的上方设置有支撑平台，旋转架的两侧设置有滑道，旋转架的下方焊接有中心立柱，中心立柱穿入套筒中，套筒与支架连接，吊臂由一对平行的滑动杆以及焊接在滑动杆前、后两侧的横梁构成，吊臂的滑动杆套装在旋转架两侧的滑道中，伸缩驱动装置由一号电动机、一号减速器、一号主动齿轮、一号被动齿轮、丝杠、丝母、手轮构成，升降驱动装置由二号电动机、二号减速器、绞盘构成，绞盘由两个卷筒同轴连接构成，每个卷筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳绕过定滑轮与挂钩相连。该多用途小型起重机，机动灵活，操作方便，吊臂可以伸缩，转弯半径小，适合于室内外使用，吊运一些中、小型物品。

存在下述缺陷：该专利自重较大，仅适用于吊取物体，不具备抓取和控制物体的功能。

中国实用新型专利CN108210070B，公开了一种机械臂及其工作方法与手术机器人，用于提升机械臂调整的便利性、安全性和可靠性。机械臂包括相连的调整臂和工具臂；所述工具臂包括多个工具臂关节，用于调整手术器械在不动点处的姿态；所述调整臂包括多个调整臂关节和用于驱动调整臂关节运动的电机，用于调整不动点的位置；所述机械臂还包括通讯连接的感知单元和控制单元；所述感知单元用于感知调整臂所受到的笛卡尔作用力并提供给控制单元；所述感知单元设置于调整臂的末端或工具臂上，所述控制单元与驱动调整臂关节的电机通讯连接，用于根据接收到的笛卡尔作用力信息，通过机械臂的力雅可比变换获得各个调整臂关节的分力或力矩，进而控制各个调整臂关节上的电机的输出状态。

存在下述缺陷：该专利主要应用于医学领域，成本高、应用范围小，不适用于在油田现场代替人工进行抓取、搬运重物和设备检修操作。

公开(公告)号：CN106494369A，公开(公告)日：2017-03-15公开了一种汽车清洁立臂升降式机械臂，包括底座，所述底座的内部安装有第一电动机，第一电动机的输出轴连接有第一连接臂，第一连接臂垂直安装在底座的上方，第一连接臂的顶端设有凹槽，凹槽内设有第二连接臂，第二连接臂的侧壁与凹槽的内壁滑动连接，凹槽的底端内壁上设有第一气缸，且第一气缸的活塞杆连接有第二连接臂，第二连接臂的侧壁上固定连接有第三连接臂，第三连接臂远离第二连接臂的一端铰接有第四连接臂，第三连接臂的底端安装有固定板，固定板上设有第二气缸，第二气缸的活塞杆与第四连接臂的侧壁铰接。结构简单，易于维护，方便检修，能够对车辆进行全方位外观清洗。

公开(公告)号：CN102615654A，公开(公告)日：2012-08-01公开了一种机械臂，包括底座；摆动气缸，其缸体部分可转动的连接在底座上，在该摆动气缸的自由端同步联接有第一同步带轮；摆臂组件，其一端同步联接在摆动气缸的自由端，另一端可转动的安装有第二同步带轮；同步带，绕设在第一同步带轮和第二同步带轮上；电机，其机体同步联接在第二同步带轮上；气缸，其缸体部分同步联接在电机的转轴上，在该气缸的自由端连接有两个对置的抓手。机械臂采用摆动气缸作为动力源，带动两个机械臂两个关节的转动，减小了机械臂的体积、使机械臂较为轻便，能够满足教学演示的使用要求以及其他较小的工业设备的使用要求；同时，其自动化程度较高，且具有较高的运行精度。

以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本实用新型不相同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种机械臂，通过在移动底座上矩形板的底部设置四个万向轮，方便控制移动底座进行移动；通过连接撑杆升降气缸的方向，方便该装置抓取货物；通过在夹杆的内侧壁上固定安装上加固杆，使夹板在夹持物品时，加固杆与夹杆之间构成类三角形状，使加固杆能够对夹杆的侧壁进行加固，避免夹杆因为夹持导致形变，从而降低夹板对物品的夹力的情况发生。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种机械臂，包括升降气缸、转动总成、调节电机、抓持机构；所述抓持机构连接调节电机输出轴；

还包括移动底座、连接撑杆、连接杆、固定杆；

所述移动底座的顶部固定安装有转动轴承，升降气缸固定安装在转动轴承的上；

所述连接撑杆一端连接所述升降气缸的顶部，另一端连接转动总成的定部件；

所述连接杆上端连接转动总成的动部件；连接杆下端连接固定杆中部，所述固定杆前端连接调节电机。

进一步地，还包括控制装置，所述控制装置通过铰链与固定杆后端连接。

进一步地，所述连接撑杆呈“L”字形，所述连接杆呈“Z”字形。

进一步地，所述移动底座由一块矩形板和安装在矩形板底部的四个万向轮构成。

进一步地，所述抓持机构包括限位板、拉伸气缸、连接转轴、夹杆、加固杆、夹板；

所述调节电机的输出端固定安装有呈“U”字形的限位板，限位板的内部靠近调节电机的一侧壁面固定安装有拉伸气缸，拉伸气缸的输出端固定安装有连接转轴，连接转轴的侧壁上转动连接有两个呈镜像分布的夹杆，两个夹杆均呈弧形状，两个夹杆的内侧壁均固定安装有加固杆，两个夹杆上相趋近的一侧壁面远离限位板的一端均固定安装有夹板。

进一步地，所述抓持机构包括引导架、安装板、固定电机、驱动轴、夹爪；

所述调节电机的外部设置有呈三角形的引导架，引导架的左右两侧壁面均固定安装有安装板，靠近调节电机的安装板固定安装在调节电机的输出轴上，远离调节电机的安装板上远离调节电机的一侧壁面固定安装有两个固定电机；

两个所述安装板上相趋近的一侧壁面固定安装有两个分别与两个固定电机的输出端固定连接在一起的驱动轴，两个驱动轴的侧壁底端均固定安装有两个夹爪。

进一步地，所述抓持机构包括气泵、橡胶垫、气管；

所述调节电机的输出端还可以固定安装有气泵，气泵的输出端固定安装有橡胶垫，气泵的顶部壁面固定安装有气管。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)、该机械臂，通过拉伸气缸拉动连接转轴进行移动，使夹杆的侧壁与限位板内部相趋近的一侧壁面相互贴合，通过限位板对夹杆的侧壁进行挤压，使两个夹杆围绕连接转轴进行旋转，使夹杆向需要夹持的物品靠近，通过夹板对物品进行夹持，从而将物品进行固定，再通过控制装置控制调节电机进行旋转调整夹持物品的角度，并且工作人员通过将手抓住控制装置，控制装置调整升降气缸进行升降，从而调整被夹持物品的高度，控制转动总成旋转，从另一个角度调整被夹持物品的角度，并且通过控制转动轴承旋转，进一步调整被夹持物品的角度，提高装置的灵活性，通过在夹杆的内侧壁上固定安装上加固杆，使夹板在夹持物品时，加固杆与夹杆之间构成类三角形状，使加固杆能够对夹杆的侧壁进行加固，避免夹杆因为夹持导致形变，从而降低夹板对物品的夹力的情况发生。

(2)、该机械臂，通过将驱动轴固定安装在固定电机的输出端上，使两个固定电机能够控制驱动轴向相趋近的一端进行旋转，使夹爪向相趋近的一端靠近，从而将放置在底部的物品进行夹持固定，通过将引导架设置呈三角形状，提高夹爪的活动范围，使四个夹爪相互配合能够夹持较小的物品，达到了提高该装置的适用范围的效果。

(3)、该机械臂，通过在气泵的底部壁面上固定安装上橡胶垫，将橡胶垫放置在表面较为光滑的物品的侧壁上，通过气泵将橡胶垫内部的空气抽走，使橡胶垫的内部没有空气，使橡胶垫与物品通过负压连接在一起，从而将物品进行固定，避免通夹持物品导致物品的表面出现划痕的情况发生。

(4)、该机械臂，通过在移动底座上矩形板的底部设置四个万向轮，方便控制移动底座进行移动；通过连接撑杆升降气缸的方向，方便该装置抓取货物。

附图说明

图1为本实用新型一种机械臂的结构示意图；

图2为本实用新型一种机械臂的抓持机构的第一种实施例的结构图；

图3为本实用新型一种机械臂的抓持机构的第二种实施例的结构图；

图4为本实用新型一种机械臂的抓持机构的第三种实施例的结构图。

图中：1、移动底座；2、转动轴承；3、升降气缸；4、连接撑杆；5、转动总成；6、连接杆；7、固定杆；8、连接铰链；9、连接块；10、控制装置；11、调节电机；12、限位板；13、拉伸气缸；14、连接转轴；15、夹杆；16、加固杆；17、夹板；18、引导架；19、安装板；20、固定电机；21、驱动轴；22、夹爪；23、气泵；24、橡胶垫；25、气管。

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。

实施例1：

如图1至图2所示，本实施例的一种机械臂，包括移动底座1、升降气缸3、转动总成5、控制装置10和调节电机11，所述升降气缸3、转动总成5、控制装置10和调节电机11均为已公开技术，在此不做赘述，所述移动底座1由一块矩形板和四个万向轮构成，通过在移动底座1上矩形板的底部设置四个万向轮，方便控制移动底座1进行移动。

所述移动底座1的顶部壁面固定安装有转动轴承2，升降气缸3固定安装在转动轴承2的内侧壁上，升降气缸3的顶部边固定安装有呈“L”字形的连接撑杆4，通过将连接撑杆4设置呈“L”字形，更改升降气缸3的方向，方便该装置抓取货物。

所述转动总成5固定安装在连接撑杆4上远离升降气缸3的一端底部壁面上，转动总成5的底部壁面固定安装有呈“Z”字形的连接杆6，连接杆6的底部壁面固定安装有固定杆7，固定杆7上远离连接杆6的一端固定安装有连接铰链8，连接铰链8的侧壁上固定安装有连接块9，控制装置10固定安装在连接块9上远离连接铰链8的一侧壁面上，且控制装置10与升降气缸3和转动总成5电性连接在一起，通过控制装置10方便控股之转动总成5和升降气缸3进行工作，通过连接铰链8使连接块9与固定杆7转动连接在一起，所以控制装置10可以根据工作人员的要求围绕连接铰链8进行旋转，从而更改控制装置10的角度，方便工作人员根据自身的需求进行使用。

所述调节电机11固定安装在固定杆7上远离连接铰链8的一侧壁面上，且调节电机11与控制装置10电性连接在一起，方便控制装置10控制调节电机11进行工作，调节电机11的输出端固定安装有呈“U”字形的限位板12，限位板12的内部靠近调节电机11的一侧壁面固定安装有与控制装置10电性连接在一起的拉伸气缸13，拉伸气缸13的输出端固定安装有连接转轴14，连接转轴14的侧壁上转动连接有两个呈镜像分布的夹杆15，两个夹杆15均呈弧形状，两个夹杆15的内侧壁均固定安装有加固杆16，两个夹杆15上相趋近的一侧壁面远离限位板12的一端均固定安装有夹板17，通过拉伸气缸13拉动连接转轴14进行移动，使夹杆15的侧壁与限位板12内部相趋近的一侧壁面相互贴合，通过限位板12对夹杆15的侧壁进行挤压，使两个夹杆15围绕连接转轴14进行旋转，使夹杆15向需要夹持的物品靠近，通过夹板17对物品进行夹持，从而将物品进行固定，再通过控制装置10控制调节电机11进行旋转调整夹持物品的角度，并且工作人员通过将手抓住控制装置10，控制装置10调整升降气缸3进行升降，从而调整被夹持物品的高度，控制转动总成5旋转，从另一个角度调整被夹持物品的角度，并且通过控制转动轴承2旋转，进一步调整被夹持物品的角度，提高装置的灵活性，方便该装置夹持物品。

工作原理：通过拉伸气缸13拉动连接转轴14进行移动，使夹杆15的侧壁与限位板12内部相趋近的一侧壁面相互贴合，通过限位板12对夹杆15的侧壁进行挤压，使两个夹杆15围绕连接转轴14进行旋转，使夹杆15向需要夹持的物品靠近，通过夹板17对物品进行夹持，从而将物品进行固定，再通过控制装置10控制调节电机11进行旋转调整夹持物品的角度，并且工作人员通过将手抓住控制装置10，控制装置10调整升降气缸3进行升降，从而调整被夹持物品的高度，控制转动总成5旋转，从另一个角度调整被夹持物品的角度，并且通过控制转动轴承2旋转，进一步调整被夹持物品的角度，提高装置的灵活性，通过在夹杆15的内侧壁上固定安装上加固杆16，使夹板17在夹持物品时，加固杆16与夹杆15之间构成类三角形状，使加固杆16能够对夹杆15的侧壁进行加固，避免夹杆15因为夹持导致形变，从而降低夹板17对物品的夹力的情况发生。

实施例2：在实施例1的基础上请参阅图3，所述调节电机11的外部设置有呈三角形的引导架18，引导架18的左右两侧壁面均固定安装有安装板19，靠近调节电机11的安装板19固定安装在调节电机11的输出轴上，远离调节电机11的安装板19上远离调节电机11的一侧壁面固定安装有两个固定电机20，两个安装板19上相趋近的一侧壁面固定安装有两个分别与两个固定电机20的输出端固定连接在一起的驱动轴21，两个驱动轴21的侧壁底端均固定安装有两个夹爪22。

工作原理：通过将驱动轴21固定安装在固定电机20的输出端上，使两个固定电机20能够控制驱动轴21向相趋近的一端进行旋转，使夹爪22向相趋近的一端靠近，从而将放置在底部的物品进行夹持固定，通过将引导架18设置呈三角形状，提高夹爪22的活动范围，使四个夹爪22相互配合能够夹持较小的物品，达到了提高该装置的适用范围的效果。

实施例3：在实施例1的基础上请参阅图4，所述调节电机11的输出端还可以固定安装有气泵23，气泵23的输出端固定安装有橡胶垫24，气泵23的顶部壁面固定安装有气管25，通过气管25方便气泵23吸取或者释放空气。

工作原理：通过在气泵23的底部壁面上固定安装上橡胶垫24，将橡胶垫24放置在表面较为光滑的物品的侧壁上，通过气泵23将橡胶垫24内部的空气抽走，使橡胶垫24的内部没有空气，使橡胶垫24与物品通过负压连接在一起，从而将物品进行固定，避免通夹持物品导致物品的表面出现划痕的情况发生。

所有实施例中，升降气缸3、转动总成5、控制装置10和调节电机11均为已公开技术。直接购买使用即可，本领域技术人员是清楚的。比如升降气缸3、转动总成5、拉伸气缸13、调节电机11、固定电机20、气泵23等动作部件的控制开关部件与控制装置10的电连接以及电连接的方式均为公知技术，不再赘述。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术。直接应用即可，不再赘述。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (7)

1.一种机械臂，包括升降气缸(3)、转动总成(5)、调节电机(11)、抓持机构；所述抓持机构连接调节电机(11)输出轴；

其特征在于，还包括移动底座(1)、连接撑杆(4)、连接杆(6)、固定杆(7)；

所述移动底座(1)的顶部固定安装有转动轴承(2)，升降气缸(3)固定安装在转动轴承(2)的上；

所述连接撑杆(4)一端连接所述升降气缸(3)的顶部，另一端连接转动总成(5)的定部件；

所述连接杆(6)上端连接转动总成(5)的动部件；连接杆(6)下端连接固定杆(7)中部，所述固定杆(7)前端连接调节电机(11)。

2.根据权利要求1所述的一种机械臂，其特征在于，还包括控制装置(10)，所述控制装置(10)通过铰链(8)与固定杆(7)后端连接。

3.根据权利要求1所述的一种机械臂，其特征在于，所述连接撑杆(4)呈“L”字形，所述连接杆(6)呈“Z”字形。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种机械臂，其特征在于，所述移动底座(1)由一块矩形板和安装在矩形板底部的四个万向轮构成。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种机械臂，其特征在于，所述抓持机构包括限位板、拉伸气缸、连接转轴、夹杆、加固杆、夹板；

所述调节电机(11)的输出端固定安装有呈“U”字形的限位板(12)，限位板(12)的内部靠近调节电机(11)的一侧壁面固定安装有拉伸气缸(13)，拉伸气缸(13)的输出端固定安装有连接转轴(14)，连接转轴(14)的侧壁上转动连接有两个呈镜像分布的夹杆(15)，两个夹杆(15)均呈弧形状，两个夹杆(15)的内侧壁均固定安装有加固杆(16)，两个夹杆(15)上相趋近的一侧壁面远离限位板(12)的一端均固定安装有夹板(17)。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种机械臂，其特征在于，所述抓持机构包括引导架、安装板、固定电机、驱动轴、夹爪；

所述调节电机(11)的外部设置有呈三角形的引导架(18)，引导架(18)的左右两侧壁面均固定安装有安装板(19)，靠近调节电机(11)的安装板(19)固定安装在调节电机(11)的输出轴上，远离调节电机(11)的安装板(19)上远离调节电机(11)的一侧壁面固定安装有两个固定电机(20)；

两个所述安装板(19)上相趋近的一侧壁面固定安装有两个分别与两个固定电机(20)的输出端固定连接在一起的驱动轴(21)，两个驱动轴(21)的侧壁底端均固定安装有两个夹爪(22)。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种机械臂，其特征在于，所述抓持机构包括气泵、橡胶垫、气管；

所述调节电机(11)的输出端还可以固定安装有气泵(23)，气泵(23)的输出端固定安装有橡胶垫(24)，气泵(23)的顶部壁面固定安装有气管(25)。

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