CN110355745A - 一种机械臂 - Google Patents

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田国富
杨林
徐远
郭忠锋
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
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Abstract

本发明公开了一种机械臂，包括气缸部件，立柱部件，上下滑动架部件，第一臂节部件和第二臂节部件。所述气缸部件与所述立柱部件固定连接；所述上下滑动架部件的滑块与所述立柱部件的导轨配合；所述第一臂节部件通过第一直角传动***与所述上下滑动架部件连接；所述第二臂节部件与所述第一臂节部件的臂板连接。本发明提供的机械臂的有益效果是：机械臂的各臂节都有独立驱动部件，臂节的直角传动***的输出端与电机输出轴端垂直，且直角传动***的输出端具有轴向和径向承载能力；可根据需要通过增减臂节数来改变机械臂的自由度和灵活程度；本发明的体积可以做得很小，能够适用于各种工作场合，尤其是机械臂作业空间狭小的场合。

Description

一种机械臂
技术领域
本发明涉及机械设备中的执行机构，特别涉及一种机械臂。
背景技术
机械臂是一种常见的机械执行机构，被广泛地应用于各种机械设备中。常见的机械臂各个关节的电机轴与关节转动轴同轴或平行，电机一般安装在机械臂的外侧，这使得机械臂的体积比较大，不便于在一些空间狭小的空间作业；而且，常见的机械臂由于其各个关节均不相同，这导致了目前机械臂的设计、制造和维护成本都比较高，同时由于其各个关节连接复杂性，不便于用户根据实际使用的需求对机械臂进行二次组装和开发以改变机械臂的自由度。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种机械臂，其空间结构紧凑，稳定性好，设计和制造成本低，便于用户进行二次组装和开发，能够满足多种情形的使用需求。
本发明所采用的技术方案是：一种机械臂，包括：立柱部件，气缸部件，上下滑动架部件，第一臂节部件和第二臂节部件。其技术要点是：所述立柱部件包括：底座，所述底座上开有螺纹孔；立柱侧板，固定在所述底座上；气缸挡块，固定在所述立柱侧板上；导轨，与所述立柱侧板固定连接。所述气缸部件包括缸杆和缸套，所述缸套与所述底座固定连接。所述上下滑动架部件，包括：滑块立板，所述滑块立板上开有螺纹孔；气缸缸杆连接块，与所述滑块立板固定连接；滑块，与所述滑块立板固定连接；筋板；第一臂节连接板，与所述筋板一起固定连接在滑块立板上；上罩1，所述上罩1安装在所述第一臂节连接板与所述筋板的周围。所述第一臂节部件，包括：第一臂板；第一直角传动***，所述第一直角传动***固定在所述第一臂板上；第一电机，所述第一电机与所述第一直角传动***固定连接。所述第二臂节部件，包括：第二臂板；第二直角传动***，所述第二直角传动***固定在所述第二臂板上；第二电机，所述第二电机与所述第二直角传动***固定连接。所述第一臂节部件与所述第二臂节部件的结构相同；所述底座固定在工作空间的某一位置；所述气缸缸杆连接块与所述缸杆固定连接；所述立柱侧板的一个侧面开有槽，所述气缸挡块有两件；所述两气缸挡块分别固定在所述槽上；所述两气缸挡块在所述立柱侧板槽上的位置可以自由调节；所述上下滑动架部件沿着所述导轨滑动的行程可调节；所述第二直角传动***的输出端与所述第一臂节的臂板连接；所述上下滑动架部件与所述第一臂节部件和所述第二臂节部件一起在所述缸杆的驱动下沿着所述导轨在所述两气缸挡块之间滑动；在所述第一电机的驱动下，所述第一臂节部件与所述第二臂节部件绕着所述上下滑动架部件转动；在所述第二电机的驱动下，所述第一臂节部件与所述第二臂节部件之间可相对转动；所述臂节的直角传动***的输出端具有轴向和径向承载能力；用户可以根据使用的需要增减臂节数以改变所述机械臂的自由度和灵活程度；用户可以根据使用需要在末级臂节的臂板上安装执行机构（如抓取机构）。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：机械臂的各臂节都有独立驱动部件，各个臂节的直角传动***的输出端与电机输出轴端垂直，且直角传动***的输出端具有轴向和径向承载能力；可根据需要通过增减臂节数来改变机械臂的自由度和灵活程度；机械臂空间结构紧凑，稳定性好，结构简单，设计和制造成本低，机械臂运动所需的空间小，可根据需要调节臂节的尺寸。本发明的体积可以做得很小，能够适用于各种工作场合，尤其是机械臂作业空间狭小的场合。
附图说明
图1为本发明的使用整体效果图；
图2为气缸部件的结构示意图；
图3为立柱部件的结构示意图；
图4为气缸部件与立柱部件的装配关系示意图；
图5为气缸部件与上下滑动架部件装配示意图；
图6至7为上下滑动架部件的结构示意图；
图8至9为第一臂节部件的结构示意图；
图10为第一臂节部件与第二臂节部件连接的结构示意图。
图中序号说明：100-机械臂，110-气缸部件，120-立柱部件，130-上下滑动架部件，140-第一臂节部件，150-第二臂节部件；
111-缸套，112-缸套螺母，113-缸杆；
121-底座，122-立柱侧板，123-挡块连接螺钉，124-气缸挡块，125导轨，126-导轨连接螺钉，127-缸套连接螺钉；
131-滑块，132-气缸缸杆连接块，133-滑块立板，134-上罩1，135-筋板，136-第一臂节连接板，137-滑块连接螺钉；
141-第一直角传动***，142-直角传动***连接螺钉，143-电机连接螺钉，144-第一电机，145-第一臂板，146-上罩2。
具体实施方式
下面结合附图详细阐述本发明优选的实施方式，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，一种机械臂主要包括气缸部件110，立柱部件120，上下滑动架部件130，第一臂节部件140，第二臂节部件150；
如图3所示，气缸挡块124通过挡块连接螺钉123固定在立柱侧板122所开的槽上，气缸挡块124在槽上的位置可以通过调节螺钉123来改变；导轨125为两件，通过导轨连接螺钉126平行地安装在立柱侧板122上；
如图4所示，气缸部件110与立柱部件120的连接关系为：缸套111与底板121通过缸套连接螺钉127固定连接；
如图5所示，缸杆113与气缸缸杆连接块132通过螺钉112固定连接；滑块131与导轨125配合，滑块131可在导轨125上移动；
如图6至7所示，滑块131通过滑块连接螺钉137固定连接在滑块立板133上，气缸缸杆连接块132焊接在滑块立板133上，筋板135与第一臂节136一起焊接在滑块立板133上，上罩1（134）扣在第一臂节连接板136上；
如图8至10所示，第一直角传动***141通过直角传动***连接螺钉142固定安装在第一臂板145上，上罩2（146）扣在第一臂节部件140的外侧，第二臂节部件150连接在第一臂板145上。
本发明的工作过程和使用方法是：用户可以将机械臂100通过底座121固定在工作空间的某一位置；气缸部件110动作时，缸杆113的伸缩运动驱动上下滑动架部件130，以及与之连接的第一臂节部件140和第二臂节部件150一起沿着导轨125在两气缸挡块124之间移动；用户可以通过调节两气缸挡块124的位置来改变行程；第一电机144的输出轴与第一直角传动***141的输出端垂直；当第一电机144工作时，第一臂节部件140和与之相连的第二臂节部件150一起绕着第一臂节连接板136转动；第一臂节部件140和第二臂节部件150可绕着连接处自由转动；用户可在机械臂的输出端安装所需的执行机构，同时，可以根据需要通过增加或减少臂节数来改变机械臂的自由度及灵活程度。
以上优选的实施方式只为说明本发明的技术构思和特点，目的在于让本领域的技术人员了解本发明的内容并加以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围，凡是根据本发明实质所作出的等效变化或修饰均属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种机械臂，包括：立柱部件，气缸部件，上下滑动架部件，第一臂节部件，第二臂节部件；
所述立柱部件包括：
底座，所述底座上开有螺纹孔；
立柱侧板，固定在所述底座上；
气缸挡块，固定在所述立柱侧板的侧面；
导轨，与所述立柱侧板固定连接；
所述气缸部件包括缸杆和缸套，所述缸套与所述底座固定连接；
所述上下滑动架部件，包括：
滑块立板，所述滑块立板上开有螺纹孔；
气缸缸杆连接块，与所述滑块立板固定连接；
滑块，与所述滑块立板固定连接；
筋板；
第一臂节连接板，与所述筋板一起固定连接在滑块立板上；
上罩1，所述上罩1安装在所述第一臂节连接板与所述筋板的周围；所述第一臂节部件，包括：
第一臂板；第一直角传动***，所述第一直角传动***固定在所述第一臂板上；
第一电机，所述第一电机与所述第一直角传动***固定连接；
所述第二臂节部件，包括：
第二臂板；
第二直角传动***，所述第二直角传动***固定在所述第二臂板上；第二电机，所述第二电机与所述的第二直角传动***固定连接。
2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第一臂节部件与所述第二臂节部件的结构相同。
3.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述底座固定在工作空间的某一位置。
4.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述气缸缸杆连接块与所述缸杆固定连接。
5.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述立柱侧板的一个侧面开有槽，所述气缸挡块有两件；所述两气缸挡块分别固定在所述槽上。
6.根据权利要求1和权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述两气缸挡块在所述立柱侧板槽上的位置可以自由调节。
7.根据权利要求1，权利要求5至6所述的机械臂，其特征在于，所述上下滑动架部件沿着所述导轨滑动的行程可调节。
8.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第二直角传动***的输出端与所述第一臂节的臂板连接。
9.根据权利要求1，权利要求4，权利要求5和权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述上下滑动架部件与所述第一臂节部件和所述第二臂节部件一起在所述缸杆的驱动下沿着所述导轨在所述两气缸挡块之间滑动。
10.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，在所述第一电机的驱动下，所述第一臂节部件与所述第二臂节部件一起绕着所述上下滑动架部件转动。
11.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，在所述第二电机的驱动下，所述第一臂节部件与所述第二臂节部件之间可相对转动。
12.根据权利要求1和权利要求9所述的机械臂，其特征在于，每一级臂节的直角传动***的输出端具有轴向和径向承载能力。
13.根据权利权利要求1，权利要求9至10所述的机械臂，其特征在于，用户可以根据使用的需要增减臂节数以改变所述机械臂的自由度和灵活程度。
14.根据权利要求1和权利要求8所述的机械臂，其特征在于，用户可以根据使用需要在末级臂节的臂板上安装执行机构（如抓取机构）。
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