CN219854569U - 一种轻量化机械臂结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种轻量化机械臂结构，涉及机械设备技术领域。包括平台、机械臂组件、控制机构和连接座；平台的顶部分别设置机械臂组件、控制机构；机械臂组件连接控制机构；机械臂组件的顶部连接连接座；机械臂组件包括底座、第一机械臂组件、第二机械臂组件和转盘组件；底座的顶部通过第一电机的电机轴转动连接有第一机械臂组件，第一机械臂组件的顶部通过第二电机的电机轴转动连接第二机械臂组件；第二机械臂组件通过销轴转动连接连接座。实现双节机械臂只需采用两个电机，减少了一个电机的使用。减轻了机械臂结构整体的重量，降低了控制精度的难度。

Description

一种轻量化机械臂结构

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，具体涉及一种轻量化机械臂结构。

背景技术

机械臂是指高精度、高速点胶机器手，机械臂是一个多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。

现有的双节机械臂在转动过程中每一节机械臂需要由单独一个电机进行控制，而且最后一节机械臂还需要第三个电机连接连接座。除了采用电机，还需要配备相应的减速机。由于电机本身的重量较大，再加上减速机的重量，将增加机械臂整体的重量，重量过大将导致机械臂运转的精度难以控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轻量化机械臂结构，用以解决现有技术存在的机械臂重量较大，精度难以控制问题。

基于上述目的，本申请提供的一种轻量化机械臂结构，包括平台、机械臂组件、控制机构和连接座；所述平台的顶部分别设置所述机械臂组件、所述控制机构；所述机械臂组件连接所述控制机构；所述机械臂组件的顶部连接所述连接座；

所述机械臂组件包括底座、第一机械臂组件、第二机械臂组件和转盘组件；所述底座的顶部通过第一电机的电机轴转动连接有所述第一机械臂组件，所述第一机械臂组件的顶部通过第二电机的电机轴转动连接所述第二机械臂组件；所述第二机械臂组件通过销轴转动连接所述连接座。

优选地，所述第一机械臂组件包括第一机械臂、第一电机和第一连杆；

所述底座的一侧连接所述第一电机，所述底座的另一侧设置所述第一机械臂，所述第一电机的电机轴穿过所述底座与所述第一机械臂的一端通过螺栓连接；所述第一机械臂的另一端连接所述转盘组件；所述第一连杆的一端通过销轴转动连接于所述底座，所述第一连杆的另一端通过销轴转动连接于所述转盘组件；

第一机械臂与第一连杆平行设置。

优选地，所述第二机械臂组件包括第二机械臂、第二电机和第二连杆；

所述转盘组件的一侧连接所述第二电机；所述转盘组件的另一侧设置所述第二机械臂，所述第二电机的电机轴穿过所述转盘组件与所述第二机械臂的一端通过螺栓连接；所述第二机械臂的另一端通过销轴转动连接于所述连接座的一侧；所述第二连杆的一端通过销轴转动连接于所述转盘组件，所述第二连杆的另一端通过销轴转动连接所述连接座的另一侧；

第二机械臂与第二连杆平行设置。

优选地，所述底座包括第一支座、第二支座和第一连接杆；

所述第一支座水平设置，所述第二支座垂直连接于所述第一支座的顶部，所述第二支座的外部倾斜连接有所述第一连接杆，所述第一连接杆与所述第二支座连接成一体化结构；所述第一支座通过螺栓连接于所述平台；所述第一电机的电机轴穿过所述第二支座与所述第一机械臂的一端通过螺栓连接；所述第一连杆的一端通过销轴连接所述第一连接杆。

优选地，所述第一连接杆的远离所述第二支座的一端开设有通孔，用于穿装与所述第一连杆连接的销轴。

优选地，所述转盘组件包括第一转盘和第二转盘；所述第一转盘与所述第二转盘同轴连接成一体化结构；第一转盘与第二转盘沿轴线并列连接成一体化结构；第二机械臂与第一转盘连接，第二连杆与第一转盘通过销轴转动连接；第一机械臂与第二转盘连接，第一连杆与第二转盘通过销轴转动连接。

优选地，所述第一转盘和所述第二转盘沿轴线方向开设有通孔，用以穿装第二电机的电机轴；所述第一转盘沿轴线方向的一侧设置有所述第二机械臂，所述第二转盘沿轴线方向的一侧连接有第二电机的电机座，所述第二电机的电机轴穿过所述第一转盘、所述第二转盘的通孔与所述第二机械臂的一端通过螺栓连接。

优选地，所述第二转盘的外部倾斜连接有第二连接杆；所述第二连接杆与所述第二转盘连接构成一体化结构；所述第二连接杆的远离所述第二转盘的一端开设有通孔，用于穿装与所述第一连杆的另一端连接的销轴；

所述第二连接杆与所述第一连接杆平行设置。

优选地，所述第一转盘的外部倾斜连接有凸起，所述凸起沿所述第一转盘的轴线方向对称连接于所述第一转盘的外部；所述凸起的内部转动连接有与所述第二连杆的一端连接的销轴；

所述凸起与所述第一连接杆平行设置。

优选地，所述连接座包括支撑杆和支撑台；所述支撑杆的一侧通过销轴与所述第二机械臂的一端转动连接，所述支撑杆的另一侧通过销轴与所述第二连杆的另一端转动连接；所述支撑台连接于所述支撑杆的顶部，用于固定检测设备。

采用上述技术方案，本申请提供的一种轻量化机械臂结构，相比于现有技术，具有的技术效果有：

机械臂组件包括底座、第一机械臂组件、第二机械臂组件和转盘组件；底座的顶部通过第一电机的电机轴转动连接有第一机械臂组件，第一机械臂组件的顶部通过第二电机的电机轴转动连接第二机械臂组件；第二机械臂组件通过销轴转动连接连接座。第二机械臂通过销轴转动连接连接座，避免传统的第二机械臂通过第三个电机连接夹具；

第一机械臂组件和第二机械臂组件分别通过一个电机进行驱动，第二机械臂组件与连接座之间无需通过电机连接，实现双节机械臂只需采用两个电机，减少了一个电机的使用。减轻了机械臂结构整体的重量，降低了控制精度的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的一种轻量化机械臂结构的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的机械臂组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第一机械臂组件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第二机械臂组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电机座的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第一机械臂的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的第二机械臂的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的转盘组件的第一转盘与第二机械臂连接的结构示意图；

图标：1-平台，2-机械臂组件，21-底座，211-第一支座，212-第二支座，213-第一连接杆，22-第一机械臂组件，221-第一机械臂，222-第一电机，223-第一连杆，23-第二机械臂组件，231-第二机械臂，232-第二电机，233-第二连杆，24-转盘组件，241-第一转盘，242-第二转盘，3-控制机构，4-连接座，41-支撑杆，42-支撑台，5-第二连接杆，6-凸起，7-检测设备。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-8所示，本申请实施例提供了一种轻量化机械臂结构，包括平台1、机械臂组件2、控制机构3和连接座4；平台1的顶部分别设置机械臂组件2、控制机构3；机械臂组件2连接控制机构3；机械臂组件2的顶部连接连接座4。通过控制机构3控制机械臂组件2产生位移，以对连接座4进行位置的调整。机械臂组件2可以实现连接座4的顶面保持始终处于同一角度。具体地：

机械臂组件2包括底座21、第一机械臂组件22、第二机械臂组件23和转盘组件24；第一电机222的电机座连接于底座21，底座21的顶部通过第一电机222的电机轴转动连接有第一机械臂组件22，第一机械臂组件22的顶部通过第二电机232的电机轴转动连接第二机械臂组件23；第二机械臂组件23通过销轴转动连接连接座24。

作为优选的一个实施方式，第一机械臂组件22包括第一机械臂221、第一电机222和第一连杆223；

底座21的一侧连接第一电机222，底座21另一侧设置第一机械臂221，第一电机222的电机轴穿过底座与第一机械臂221的一端通过螺栓连接；第一机械臂221的另一端连接于转盘组件24；第一连杆223的一端通过销轴转动连接于底座21，第一连杆223的另一端通过销轴转动连接于转盘组件24；

第一机械臂221与第一连杆223平行设置。

第一机械臂221的中部为杆状结构，两端为圆柱形结构；如图6所示的方位，第一机械臂221的顶端为中空的圆柱形结构，第二机械臂221的底端为实心的圆柱形结构，并且第二机械臂221的底端沿轴线方向的两侧对称设有向内凹的圆形槽，用于插接第一电机222的电机轴。

第一机械臂221的顶端沿圆周方向设置有螺纹孔，以便通过该螺纹孔连接于转盘组件24，第一机械臂221的底端的圆形槽的底面的圆周方向上均匀分布有螺纹孔，第一电机222的电机轴穿过底座并插入第一机械臂221的底端的一侧的圆形槽的内部，通过螺栓或者螺钉从第一机械臂221的底端的另一侧的圆形槽内拧入将第一机械臂221与第一电机222的电机轴进行螺纹连接。通过第一电机222的电机轴转动驱动第一机械臂221的一端转动。

作为优选的一个实施方式，第二机械臂组件23包括第二机械臂231、第二电机232和第二连杆233；

转盘组件24沿轴线方向的一侧连接第二电机232；转盘组件24沿轴线方向的另一侧设置第二机械臂231，第二电机232的电机轴穿过转盘组件24与第二机械臂231的一端通过螺栓连接；第二机械臂231的另一端通过销轴转动连接于连接座4的一侧；第二连杆233的一端通过销轴转动连接于转盘组件24，第二连杆233的另一端通过销轴转动连接连接座4的另一侧；

第二机械臂231与第二连杆233平行设置。

如图7所示，第二机械臂231的中部为杆状结构；一端为圆柱形结构，圆柱形结构的一端沿轴线方向的两侧对称设置有向内凹的圆形槽孔，圆形槽孔的底面沿圆周方向均匀开设有螺纹孔，以便于通过螺栓连接于转盘组件24；另一端为T型结构，开设有通孔以便于穿装用于连接连接座4的销轴。

作为优选的一个实施方式，底座21包括第一支座211、第二支座212和第一连接杆213；

第一支座211水平设置，第二支座212垂直连接于第一支座211的顶部，第二支座212的外部倾斜连接有第一连接杆213，第一连接杆213与第二支座212连接成一体化结构，第一支座211通过螺栓连接于平台1；第一电机222的电机轴穿过第二支座212插入第一机械臂221的一端与第一机械臂221通过螺栓连接；第一连杆223的一端通过销轴连接第一连接杆213。

第一支座211开设有多个槽孔，用于穿装连接于平台的顶部的螺栓。

第二支座212由两部分组件，底部呈矩形结构，顶部成中空的圆柱形结构；位于第二支座212的顶部的一侧连接第一电机222的电机座，位于第二支座212的顶部的另一侧设置第一机械臂221。第一电机222的电机轴穿装于第二支座212的中空的圆柱形结构的内部。

应用时，将第一电机222的电机轴贯穿第二支座212后插入至第一机械臂221的端部呈实心的圆柱形结构的一侧的圆形槽的内部，将螺栓从另一侧的圆形槽的螺纹孔拧入将第一机械臂221与第一电机222的电机轴的端部进行锁紧连接。使得通过第一电机222驱动第一机械臂221转动。

作为优选的一个实施方式，第一连接杆213的远离第二支座212的一端开设有通孔，用于穿装与第一连杆223连接的销轴。

第一连接杆213呈杆状结构，第一连接杆213的长度方向沿第二支座212的顶部的圆柱形结构的径向方向，通过第一连接杆213实现对第一连杆223的一端固定。

作为优选的一个实施方式，转盘组件24包括第一转盘241和第二转盘242；第一转盘241与第二转盘242沿轴线并列连接成一体化结构。第二机械臂231通过第二电机232的电机轴与第一转盘241转动连接，第二连杆233与第一转盘241通过销轴转动连接；第一机械臂221与第二转盘242连接，第一连杆223与第二转盘242通过销轴转动连接。

作为优选的一个实施方式，第一转盘241和第二转盘242沿轴线方向开设有通孔，用以穿装第二电机232的电机轴；第一转盘241沿轴线方向的一侧设置有第二机械臂231，第二转盘242沿轴线方向的一侧通过第一机械臂221连接有第二电机232的电机座。

如此设置，将第二电机232的电机轴穿过第一转盘241、第二转盘242的通孔，插入第二机械臂234的呈圆柱型结构的一端的其中一侧的圆形槽孔的内部，通过螺栓从第二机械臂234的呈圆柱型结构的一端的另一侧拧入将第二机械臂234与第二电机232的电机轴锁紧连接。

作为优选的一个实施方式，第二转盘242的外部倾斜连接有第二连接杆5；第二连接杆5与第二转盘242连接构成一体化结构；第二连接杆5与第一连接杆213平行设置；第二连接杆5的远离第二转盘242的一端开设有通孔，用于穿装与第一连杆223的另一端连接的销轴；

第二连接杆5与第一连接杆213平行设置。

作为优选的一个实施方式，第一转盘241的外部倾斜连接有凸起6，凸起6与第一转盘241连接成一体化结构；凸起6沿第一转盘241的轴线方向对称连接于第一转盘241的外部；凸起6的内部转动连接有与第二连杆233的一端连接的销轴；

凸起6与第一连接杆213平行设置。

作为优选的一个实施方式，连接座4包括支撑杆41和支撑台42；支撑杆41的一侧通过销轴与第二机械臂231的一端转动连接，支撑杆41的另一侧通过销轴与第二连杆233的另一端转动连接；支撑台42连接于支撑杆41的顶部，用于固定检测设备7。

如此设置，第一连接杆213、第一机械臂221、第一连杆223和第二转盘242组成第一个平行四边形机构；第一转盘241、第二机械臂231、第二连杆233和支撑杆41组成第二个平行四边形机构；

当第一电机222驱动第一机械臂221发生转动时，由于底座21是固定于平台1的顶面的，所以第二支座212是固定的，与第二支座212固定连接成一体化结构的第一连接杆213也是固定的，所以，当第一机械臂221转动时，带动第二转盘242移动，由于第一连接杆213、第一机械臂221、第一连杆223和第二转盘242组成第一个平行四边形机构，第一连杆223相对第一机械臂221平行移动，第二转盘242相对第一连接杆213作平行运动；

由于第一转盘241、第二机械臂231、第二连杆233和支撑杆41组成第二个平行四边形机构，所以当第二转盘242移动时，由于第一转盘241与第二转盘242固定连接，第一转盘241与第二转盘242一起联动，则支撑杆41相对第一转盘241作平行运动，驱动第二电机232，第二机械臂231相对第二连杆233作平行运动；由于第二转盘242相对第一连接杆213平行运动，则第一转盘241相对第一连接杆213平行运动，则支撑杆41相对第一连接杆213平行运动，则支撑杆41始终保持同一角度运动，支撑杆41顶部连接的支撑台42始终保持同一角度运动，实现支撑台42支撑连接的检测设备7可以始终保持同一角度的位移。

本申请的机械臂组件2可以正装于轮式机器人、足式机器人等移动式机器人，可以倒装在轨道式机器人中，还可以安装在固定的平台上。本申请的机械臂组件可以采用碳纤、镁铝合金或航空铝等轻质材质进一步达到减重的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种轻量化机械臂结构，其特征在于，包括平台、机械臂组件、控制机构和连接座；所述平台的顶部分别设置所述机械臂组件、所述控制机构；所述机械臂组件连接所述控制机构；所述机械臂组件的顶部连接所述连接座；

所述机械臂组件包括底座、第一机械臂组件、第二机械臂组件和转盘组件；所述底座的顶部通过第一电机的电机轴转动连接有所述第一机械臂组件，所述第一机械臂组件的顶部通过第二电机的电机轴转动连接所述第二机械臂组件；所述第二机械臂组件通过销轴转动连接所述连接座。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化机械臂结构，其特征在于，所述第一机械臂组件包括第一机械臂、第一电机和第一连杆；

所述底座的一侧连接所述第一电机，所述底座的另一侧设置所述第一机械臂，所述第一电机的电机轴穿过所述底座与所述第一机械臂的一端通过螺栓连接；所述第一机械臂的另一端连接所述转盘组件；所述第一连杆的一端通过销轴转动连接于所述底座，所述第一连杆的另一端通过销轴转动连接于所述转盘组件；

第一机械臂与第一连杆平行设置。

3.根据权利要求2所述的一种轻量化机械臂结构，其特征在于，所述第二机械臂组件包括第二机械臂、第二电机和第二连杆；

所述转盘组件的一侧连接所述第二电机；所述转盘组件的另一侧设置所述第二机械臂，所述第二电机的电机轴穿过所述转盘组件与所述第二机械臂的一端通过螺栓连接；所述第二机械臂的另一端通过销轴转动连接于所述连接座的一侧；所述第二连杆的一端通过销轴转动连接于所述转盘组件，所述第二连杆的另一端通过销轴转动连接所述连接座的另一侧；

第二机械臂与第二连杆平行设置。

4.根据权利要求3所述的一种轻量化机械臂结构，其特征在于，所述底座包括第一支座、第二支座和第一连接杆；

所述第一支座水平设置，所述第二支座垂直连接于所述第一支座的顶部，所述第二支座的外部倾斜连接有所述第一连接杆，所述第一连接杆与所述第二支座连接成一体化结构；所述第一支座通过螺栓连接于所述平台；所述第一电机的电机轴穿过所述第二支座与所述第一机械臂的一端通过螺栓连接；所述第一连杆的一端通过销轴连接所述第一连接杆；

第二机械臂与第二连杆平行设置。

5.根据权利要求4所述的一种轻量化机械臂结构，其特征在于，所述第一连接杆远离所述第二支座的一端开设有通孔，用于穿装与所述第一连杆连接的销轴。

6.根据权利要求5所述的一种轻量化机械臂结构，其特征在于，所述转盘组件包括第一转盘和第二转盘；所述第一转盘与所述第二转盘同轴连接成一体化结构；第一转盘与第二转盘沿轴线并列连接成一体化结构；第二机械臂与第一转盘连接，第二连杆与第一转盘通过销轴转动连接；第一机械臂与第二转盘连接，第一连杆与第二转盘通过销轴转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种轻量化机械臂结构，其特征在于，所述第一转盘和所述第二转盘沿轴线方向开设有通孔，用以穿装第二电机的电机轴；所述第一转盘沿轴线方向的一侧设置有所述第二机械臂，所述第二转盘沿轴线方向的一侧连接有第二电机的电机座，所述第二电机的电机轴穿过所述第一转盘、所述第二转盘的通孔与所述第二机械臂的一端通过螺栓连接。

8.根据权利要求7所述的一种轻量化机械臂结构，其特征在于，所述第二转盘的外部倾斜连接有第二连接杆；所述第二连接杆与所述第二转盘连接构成一体化结构；所述第二连接杆的远离所述第二转盘的一端开设有通孔，用于穿装与所述第一连杆的另一端连接的销轴；

所述第二连接杆与所述第一连接杆平行设置。

9.根据权利要求8所述的一种轻量化机械臂结构，其特征在于，所述第一转盘的外部倾斜连接有凸起，所述凸起沿所述第一转盘的轴线方向对称连接于所述第一转盘的外部；所述凸起的内部转动连接有与所述第二连杆的一端连接的销轴；

所述凸起与所述第一连接杆平行设置。

10.根据权利要求9所述的一种轻量化机械臂结构，其特征在于，所述连接座包括支撑杆和支撑台；所述支撑杆的一侧通过销轴与所述第二机械臂的一端转动连接，所述支撑杆的另一侧通过销轴与所述第二连杆的另一端转动连接；所述支撑台连接于所述支撑杆的顶部，用于固定检测设备。