CN104608147A - 一种弯曲伸缩的机械臂 - Google Patents

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唐建柳
朱培祺
岑永炽
陈海云
骆雪华
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Abstract

一种弯曲伸缩的机械臂，包括伸缩臂，所述伸缩臂由两个或两个以上的剪式结构首尾串联枢接组成，所述剪式结构由第一连接杆和第二连接杆相互交叉枢接组成，所述交叉枢接部为第一枢接部，相邻的两个所述剪式结构，前一个所述剪式结构的第一连接杆的尾部枢接于后一个所述剪式结构的第二连接杆的首部，其第二连接杆的尾部枢接于后一个所述剪式结构的第一连接杆的首部，所述第一枢接部将所述剪式结构的连接杆分别分为前段和后段，所述第一连接杆的前段长于所述第一连接杆的后段，所述第二连接杆的前段短于所述第二连接杆的后段。本发明提出一种结构简单的弯曲伸缩的机械臂，提高了剪式结构的应用，同时不需使用时可收拢，减少存放空间。

Description

一种弯曲伸缩的机械臂
技术领域
本发明涉及机械臂领域，尤其涉及一种弯曲伸缩的机械臂。
背景技术
剪式结构目前有很广泛的应用和发展，如可折叠的帐篷、可收缩的门帘、升降机、可折叠式台灯等。它的特点是伸缩比大，可延伸长距离和大跨度，而当它收缩以后所占空间很小，因此被应用于许多行业中，但目前的剪式结构只适用于直线方向的伸缩运动中，当直线方向上有阻碍物时，其伸缩就会受到限制，在一些需要弧度弯曲运动的产品应用中，现有的剪式结构已经无法满足人们的需求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种结构简单的弯曲伸缩的机械臂，提高了剪式结构的应用，同时不需使用时可收拢，减少存放空间。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种弯曲伸缩的机械臂，包括伸缩臂，所述伸缩臂由两个或两个以上的剪式结构首尾串联枢接组成，该首尾枢接位置为第二枢接部，所述剪式结构由第一连接杆和第二连接杆相互交叉枢接组成，所述交叉枢接部为第一枢接部，相邻的两个所述剪式结构，前一个所述剪式结构的第一连接杆的尾部枢接于后一个所述剪式结构的第二连接杆的首部，其第二连接杆的尾部枢接于后一个所述剪式结构的第一连接杆的首部；
所述第一枢接部将所述剪式结构的连接杆分别分为前段和后段，所述第一连接杆的前段长于所述第一连接杆的后段，所述第二连接杆的前段短于所述第二连接杆的后段；
相邻的两个所述剪式结构的两个第一连接杆在同一水平面上不相互平行。
更优的，还包括连接轴，所述伸缩臂设置有两套，第一套和第二套所述伸缩臂各自对应的一个所述第二枢接部同时连接于同一个所述连接轴且分别枢接于所述连接轴的两端。
更优的，所述连接轴为长度可调节的连接轴。
更优的，所述剪式结构的所述第一连接杆与所述第二连接杆的长度相等。
更优的，多个所述剪式结构的各个连接杆的长度相等。
更优的，所述伸缩臂的伸缩由气缸控制，所述气缸设置在所述伸缩臂的首部。
更优的，每个所述剪式结构的第一连接杆和第二连接杆相等，与相邻的剪式结构的连接杆不相等。
更优的，设置有两套所述伸缩臂，每套所述伸缩臂由4个剪式结构首尾串联枢接组成，展开后形成一半圆拱形结构。
更优的，设置有两套所述伸缩臂，每套所述伸缩臂由7个剪式结构首尾串联枢接组成，展开后形成一半圆拱形结构。
更优的，所述剪式结构的第一连接杆和第二连接杆的前段与后段的长度差不同。
本发明的有益效果：1、结构简单，可进行弯曲伸缩运动；2、提高剪式结构的应用；3、收拢后的机械臂体积大大减少，整体外观结构也方便搬放，也不需占用太大的存放空间，使用方便。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的立体结构示意图；
图2是本发明的一个实施例的正视图；
图3至图6是本发明的一个实施例的运动状态结构示意图；
图7是本发明的一个实施例的立体结构示意图；
图8是本发明的一个实施例的正视图。
其中：伸缩臂1、连接杆2、气缸3、剪式结构11、第一枢接部101、第二枢接部102、第一连接杆111、第二连接杆112、前段01、后段02。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种弯曲伸缩的机械臂，包括伸缩臂1，所述伸缩臂1由两个或两个以上的剪式结构11首尾串联枢接组成，该首尾枢接位置为第二枢接部102，所述剪式结构11由第一连接杆111和第二连接杆112相互交叉枢接组成，所述交叉枢接部为第一枢接部101，相邻的两个所述剪式结构11，前一个所述剪式结构11的第一连接杆111的尾部枢接于后一个所述剪式结构11的第二连接杆112的首部，其第二连接杆112的尾部枢接于后一个所述剪式结构11的第一连接杆111的首部；
所述第一枢接部101将所述剪式结构1的连接杆分别分为前段01和后段02，所述第一连接杆111的前段01长于所述第一连接杆111的后段02，所述第二连接杆112的前段01短于所述第二连接杆112的后段02；
相邻的两个所述剪式结构11的两个第一连接杆111在同一水平面上不相互平行。
如图1或图2所示，由多个剪式结构11串联组成，剪式结构11的第一连接杆111与第二连接杆112的特殊枢接位置使本发明弯曲伸缩的机械臂在伸缩时，可形成具有一定弯曲弧度的机械臂，使机械臂的一端可以跨越直线上的障碍物伸展到障碍物的另一侧上，其运动如图3至图6可见，而现有伸缩机械臂，剪式结构的两个连接杆在中部进行枢接而成，连接杆由第一枢接部平均分为两等份，相邻的剪式结构的连接杆相互对应平行，只可作直线运动伸缩，而本发明利用相邻的剪式结构的连接杆，其延长线在同一平面上相互相交，且采用第一连接杆111的前段01长于第一连接杆111的后段02，第二连接杆112的前段01短于第二连接杆112的后段02的结构，使本发明弯曲伸缩的机械臂可进行弯曲运动，提高了剪式结构在机械领域中的应用。
当连接杆的长度固定时，连接杆的前段01与后段02的长度比可根据使用空间、所需弧度大小和连接杆的数量来设置成不同弧度、不同伸缩比的弯曲伸缩机械臂。如图7或图8所示，第一连接杆111的前段01的长度为后段02的长度的2倍，第二连接杆112的前段01的长度为后段02的长度的一半。
此外，现有的可弯曲伸缩的机械臂，一般为体积较大的机械臂，搬放难，不使用时也需占用较大的存放空间，而本发明弯曲伸缩的机械臂，不使用时可通过伸缩将机械臂收回，收拢后的机械臂其体积大大减少，整体外观结构也方便搬放，也不需占用太大的存放空间，结构简单，使用方便，其弧度弯曲量可根据作业要求来设置连接杆的长度和第一枢接部101的位置设置，只需一个驱动即可实现具有弧度的弯曲运动。
更优的，还包括连接轴2，所述伸缩臂1设置有两套，第一套和第二套所述伸缩臂1各自对应的一个所述第二枢接部102同时连接于同一个所述连接轴2且分别枢接于所述连接轴2的两端。通过连接轴2将两个或两个以上的伸缩臂1进行并联，提高了复合机械臂的刚度和强度，提高在弯曲方向上的承载力，实用性、稳定性更高，使本发明复合机械臂的应用更广泛。
更优的，所述连接轴2为长度可调节的连接轴2。设置有长度可调节的连接轴2，使伸缩臂1之间的间距可根据作业要求来进行调整，如可设置气缸来控制连接轴2的长度。
更优的，所述剪式结构11的所述第一连接杆111与所述第二连接杆112的长度相等。剪式结构11由两个长度相等的连接杆组成，使形成的弧度弯曲轨迹具有对称性，作业设计的计算更加简单，生产更加简易。
更优的，多个所述剪式结构11的各个连接杆的长度相等。连接杆长度相等组成结构一致的剪式结构11，使形成的弧度弯曲轨迹具有对称性，作业设计的计算更加简单，生产更加简易。
更优的，所述伸缩臂1的伸缩由气缸3控制，所述气缸3设置在所述伸缩臂1的首部。
更优的，每个所述剪式结构的第一连接杆和第二连接杆相等，与相邻的剪式结构的连接杆不相等，可根据作业要求，形成不同的拱形弧度。
更优的，所述伸缩臂1的伸出端还设置有精细加工的机械臂。应用于机械加工技术领域中，使用本发明弯曲伸缩的机械臂进行大行程上的运动，再通过精细加工的机械臂对需要加工的工件进行小行程上的移动和加工。
更优的，设置有两套所述伸缩臂1，每套所述伸缩臂1由4个剪式结构首尾串联枢接组成，展开后形成一半圆拱形结构，如图8所示。
更优的，设置有两套所述伸缩臂1，每套所述伸缩臂1由7个剪式结构首尾串联枢接组成，展开后形成一半圆拱形结构，如图2所示。
更优的，所述剪式结构11的第一连接杆和第二连接杆的前段01与后段02的长度差不同，得以形成不同的拱形弧度。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弯曲伸缩的机械臂，包括伸缩臂，所述伸缩臂由两个或两个以上的剪式结构首尾串联枢接组成，该首尾枢接位置为第二枢接部，所述剪式结构由第一连接杆和第二连接杆相互交叉枢接组成，所述交叉枢接部为第一枢接部，相邻的两个所述剪式结构，前一个所述剪式结构的第一连接杆的尾部枢接于后一个所述剪式结构的第二连接杆的首部，其第二连接杆的尾部枢接于后一个所述剪式结构的第一连接杆的首部，其特征在于：
所述第一枢接部将所述剪式结构的连接杆分别分为前段和后段，所述第一连接杆的前段长于所述第一连接杆的后段，所述第二连接杆的前段短于所述第二连接杆的后段；
相邻的两个所述剪式结构的两个第一连接杆在同一水平面上不相互平行。
2.根据权利要求1所述的弯曲伸缩的机械臂，其特征在于：还包括连接轴，所述伸缩臂设置有两套，第一套和第二套所述伸缩臂各自对应的一个所述第二枢接部同时连接于同一个所述连接轴且分别枢接于所述连接轴的两端。
3.根据权利要求2所述的弯曲伸缩的机械臂，其特征在于：所述连接轴为长度可调节的连接轴。
4.根据权利要求1所述的弯曲伸缩的机械臂，其特征在于：所述剪式结构的所述第一连接杆与所述第二连接杆的长度相等。
5.根据权利要求1所述的弯曲伸缩的机械臂，其特征在于：多个所述剪式结构的各个连接杆的长度相等。
6.根据权利要求1所述的弯曲伸缩的机械臂，其特征在于：每个所述剪式结构的第一连接杆和第二连接杆相等，与相邻的剪式结构的连接杆不相等。
7.根据权利要求1所述的弯曲伸缩的机械臂，其特征在于：所述伸缩臂的伸缩由气缸控制，所述气缸设置在所述伸缩臂的首部。
8.根据权利要求1所述的弯曲伸缩的机械臂，其特征在于：设置有两套所述伸缩臂，每套所述伸缩臂由4个剪式结构首尾串联枢接组成，展开后形成一半圆拱形结构。
9.根据权利要求1所述的弯曲伸缩的机械臂，其特征在于：设置有两套所述伸缩臂，每套所述伸缩臂由7个剪式结构首尾串联枢接组成，展开后形成一半圆拱形结构。
10.根据权利要求1所述的弯曲伸缩的机械臂，其特征在于：所述剪式结构的第一连接杆和第二连接杆的前段与后段的长度差不同，得以形成不同的拱形弧度。
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