CN113427476B - 一种声呐监测机器人用机械臂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水下探测领域，特别涉及一种机械臂。一种声呐监测机器人用机械臂，包括：机械臂安装座，机械臂安装座上设置有机箱，机械臂安装座上开设有安装口，安装口的内部设置有轴承模组，轴承模组的内表面安装有固定环，安装槽中活动安装有旋转座，旋转座包括通过螺栓连接的上座体和下座体，上座体和下座体均通过螺栓与固定环固定连接。本申请的一种声呐监测机器人用机械臂，能够提高旋转座与机械臂安装座之间的稳定性，从而使得机械臂在使用时更加的稳定，而且旋转座与机械臂安装座之间的转动更加的顺畅，旋转时更加的平稳，还能够方便机械臂夹持不同形状和尺寸的物品，从而提高机械夹爪的适用性，使用效果更好，带来更好的使用前景。
Description
技术领域
本发明涉及水下探测领域，特别涉及一种机械臂。
背景技术
声呐机器人为安装有声呐探测设备的智能机器人，声呐机器人可应用于水下探测、管道探测、矿区探测等方面，声呐机器人由很多组件构成，其中就有声呐监测机器人用机械臂。
现有的声呐监测机器人用机械臂在使用时存在一定的弊端：机械臂的底端旋转结构不够稳定，其在快速转动的过程中以及夹持重物的过程中底部受力较大，长时间使用底端旋转结构容易损坏，使得机械臂旋转受阻，不满足人们的要求；现有的其他相关的机械臂转动驱动专利技术中，例如CN209936918U中涉及一种轻型搬运机械手，采用球铰来实现多个维度的转动驱动，但是球铰的不稳定型不适合单一水平平面内的转动驱动，其他现有专利技术中例如CN213106862U,CN208946164U中采用轴承模组作为旋转机械臂，但是由于机械臂在工作过程中经常是朝向一个区域而不是360°的均匀作业，因此在机械臂夹持重物的区域方向上该机械臂会发生局部的承重而略微倾斜，从而造成支撑旋转臂转动的轴承模组内的部分滚珠收到的磨损严重，而远离作业区域侧的滚珠受力较小，尤其是在机械臂底座位置安装固定后机械臂的常规作业区域范围也随之确定，在长时间作业下，使得轴承模组内部分滚珠磨损严重，导致整个轴承模组的寿命会大大降低。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术的不足，提供一种声呐监测机器人用机械臂。
本发明的技术方案是：一种声呐监测机器人用机械臂，包括：
机械臂安装座，所述机械臂安装座上设置有机箱，所述机械臂安装座上开设有安装口，所述安装口的内部设置有轴承模组，该轴承模组由竖直方向上堆叠的相同尺寸的第一轴承和第二轴承组成，其中上部的第一轴承和底部的第二轴承固定连接在一起，在第一轴承的内圈环顶部固定设置有凸出于安装口上部的第一手动转动杆，在第二轴承的内圈环底部固定设置有凸出于安装口下部的第二手动转动杆，所述轴承模组的内表面安装有固定环，所述安装口中活动安装有旋转座，该旋转座连接到外部旋转驱动电机，所述旋转座包括通过螺栓连接的上座体和下座体，所述上座体和下座体均通过螺栓与固定环固定连接，所述机箱内部的驱动电机与旋转座的下端连接，其中在第一轴承和第二轴承的内圈环壁上分别设置有多个等角度间隔设置的竖直倾斜槽，在固定环本体的朝向轴承模组侧上对应两个轴承在竖直方向分别铰接设置有第一卡板和第二卡板，其中第一卡板和第二卡板的铰接方向为单向铰接且铰接方向相反。
多段机械臂，所述多段机械臂的底端安装在上座体的上端外表面中间位置，所述多段机械臂的另一端活动安装有机械夹爪。
优选的，所述机械夹爪包括主体、马达和两组夹爪，所述马达固定安装在主体的下端外表面，两组所述夹爪均活动安装在主体上，两组所述夹爪之间活动连接，所述马达与其中一组夹爪连接。
优选的，所述夹爪包括爪体、支撑件和传动件，所述爪体的一端通过销轴与支撑件活动连接，所述爪体的外表面中间位置通过销轴与传动件活动连接，所述支撑件和传动件均安装在主体的外表面。
优选的，所述传动件的外表面设置有传动齿，两组所述传动件上的传动齿相啮合，所述马达的输出轴与传动件的下端外表面连接。
优选的，所述支撑件包括固定杆和活动杆，所述固定杆的一端固定安装在主体远离多段机械臂的一端，所述活动杆的两端分别通过销轴与固定杆的另一端和爪体的外表面中间位置活动连接。
优选的，所述爪体上设置有辅助爪，所述辅助爪包括夹持件和两组伸缩杆，所述夹持件通过两组伸缩杆与爪体的外表面固定连接，所述辅助爪的外表面等间距开设有若干组夹持槽。
优选的，所述上座体的上端外表面和下座体的下端外表面均设置有滑动组件，所述机械臂安装座上设置有限位组件，所述滑动组件与限位组件滑动连接。
优选的，所述限位组件包括限位槽和环形限位滑道，所述限位槽开设在机械臂安装座上位于安装口的外侧，所述环形限位滑道开设在限位槽的内底面靠近外侧位置。
优选的，所述滑动组件包括限位板和若干组滑动件，若干组所述滑动件等间距设置在限位板的下端外表面靠近外侧位置，若干组所述滑动件均呈环形分布。
优选的，所述滑动件包括安装槽和滚珠，所述安装槽开设在限位板上，所述滚珠活动安装在安装槽上。
有益效果：1、本发明通过竖直方向固定在一起的双轴承配合两个单向铰接的卡板，使得在进行不同方向旋转机械臂的同时切换到不同的轴承上，且该设计还可以使得在闲置非作业时段进行两个轴承的自转，实现主要工作区域的滚珠得到轮换，大大延长轴承的寿命。
2、本发明通过设置的旋转座，旋转座包括通过螺栓连接的上座体和下座体，上座体和下座体分别与轴承模组内表面的固定环连接，而且上座体和下座体之间通过螺栓连接，能够提高旋转座与机械臂安装座之间的稳定性，从而使得机械臂在使用时更加的稳定，使用效果更好。
3、本发明通过设置的机械夹爪，机械夹爪上的爪体之间通过传动件连接，能够使得机械夹爪上的爪体同步运动，配合辅助爪，辅助爪与爪体之间的距离能够调节，能够方便机械臂夹持不同形状和尺寸的物品，从而提高机械夹爪的适用性。
4、本发明通过设置在旋转座上的滑动组件和设置在机械臂安装座上的限位组件，多段机械臂转动过程中滑动组件上的滚珠沿着环形限位滑道滑动，滚珠起到支撑效果，使得旋转座与机械臂安装座之间的接触面小，而且将滑动摩擦转换成滚动摩擦，转动更加的顺畅，旋转时更加的平稳，而且整个声呐监测机器人用机械臂的结构简单，成本较低，使用效果好，能够大规模生产应用，较为实用。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的侧视结构图；
图3为本发明的局部结构图；
图4为本发明中机械臂安装座的侧视图；
图5为本发明中旋转座的结构图。
图中：1-机械臂安装座；2-机箱；3-安装口；4-轴承模组；5-固定环；6-旋转座；7-夹持槽；8-多段机械臂；9-机械夹爪；10-夹爪；11-支撑件；12-传动件；13-辅助爪；14-限位板；15-滚珠。
具体实施方式
参见附图，一种声呐监测机器人用机械臂，包括：
机械臂安装座1，所述机械臂安装座1上设置有机箱2，所述机械臂安装座1上开设有安装口3，所述安装口3的内部设置有轴承模组4，该轴承模组4由竖直方向上堆叠的相同尺寸的第一轴承和第二轴承组成，其中上部的第一轴承和底部的第二轴承固定连接在一起，在第一轴承的内圈环顶部固定设置有凸出于安装口3上部的第一手动转动杆，在第二轴承的内圈环底部固定设置有凸出于安装口3下部的第二手动转动杆，所述轴承模组4的内表面安装有固定环5，所述安装口3中活动安装有旋转座6，该旋转座6连接到外部旋转驱动电机，所述旋转座6包括通过螺栓连接的上座体和下座体，所述上座体和下座体均通过螺栓与固定环5固定连接，所述机箱2内部的驱动电机与旋转座6的下端连接，其中在第一轴承和第二轴承的内圈环壁上分别设置有多个等角度间隔设置的竖直倾斜槽，在固定环5本体的朝向轴承模组4侧上对应两个轴承在竖直方向分别铰接设置有第一卡板和第二卡板，其中第一卡板和第二卡板的铰接方向为单向铰接且铰接方向相反。
多段机械臂8，所述多段机械臂8的底端安装在上座体的上端外表面中间位置，所述多段机械臂8的另一端活动安装有机械夹爪9。
进一步的：
机械夹爪9包括主体、马达和两组夹爪10，马达固定安装在主体的下端外表面，两组夹爪10均活动安装在主体上，两组夹爪10之间活动连接，马达与其中一组夹爪10连接。
夹爪10包括爪体、支撑件11和传动件12，爪体的一端通过销轴与支撑件11活动连接，爪体的外表面中间位置通过销轴与传动件12活动连接，支撑件11和传动件12均安装在主体的外表面。
传动件12的外表面设置有传动齿，两组传动件12上的传动齿相啮合，马达的输出轴与传动件12的下端外表面连接。
支撑件11包括固定杆和活动杆，固定杆的一端固定安装在主体远离多段机械臂8的一端，活动杆的两端分别通过销轴与固定杆的另一端和爪体的外表面中间位置活动连接。
传动件12与支撑件11配合，马达驱动传动件12转动，传动件12带动爪体运动，实现爪体运动，从而将物品夹住。
爪体上设置有辅助爪13，辅助爪13包括夹持件和两组伸缩杆，夹持件通过两组伸缩杆与爪体的外表面固定连接，辅助爪13的外表面等间距开设有若干组夹持槽7。
伸缩杆采用启动伸缩杆或者电动伸缩杆，爪体上也等间距开设有若干组夹持槽7，能够增加摩擦力，从而更好的夹持物品。
上座体的上端外表面和下座体的下端外表面均设置有滑动组件，机械臂安装座1上设置有限位组件，滑动组件与限位组件滑动连接。
限位组件包括限位槽和环形限位滑道，限位槽开设在机械臂安装座1上位于安装口3的外侧，环形限位滑道开设在限位槽的内底面靠近外侧位置。
滑动组件包括限位板14和若干组滑动件，若干组滑动件等间距设置在限位板14的下端外表面靠近外侧位置，若干组滑动件均呈环形分布，限位板14卡接在限位槽中。
滑动件包括安装槽和滚珠15，安装槽开设在限位板14上，旋转时限位板14转动，滚珠15沿着环形限位滑道转动，滚动摩擦，摩擦力小，运行更加的稳定。
需要说明的是，本发明为一种声呐监测机器人用机械臂，使用时，机箱2中的驱动电机驱动旋转座6转动，旋转座6带动多段机械臂8进行转动，多段机械臂8带动机械夹爪9运动进行夹取物品。
通过设置的旋转座6，旋转座6包括通过螺栓连接的上座体和下座体，上座体和下座体分别与轴承模组4内表面的固定环5连接，而且上座体和下座体之间通过螺栓连接，能够提高旋转座6与机械臂安装座1之间的稳定性，从而使得机械臂在使用时更加的稳定，使用效果更好。
通过设置的机械夹爪9，机械夹爪9上的爪体之间通过传动件12连接，能够使得机械夹爪9上的爪体同步运动，配合辅助爪13，辅助爪13与爪体之间的距离能够调节，能够方便机械臂夹持不同形状和尺寸的物品，从而提高机械夹爪9的适用性。
通过设置在旋转座6上的滑动组件和设置在机械臂安装座1上的限位组件，多段机械臂8转动过程中滑动组件上的滚珠15沿着环形限位滑道滑动，滚珠15起到支撑效果，使得旋转座6与机械臂安装座1之间的接触面小，而且将滑动摩擦转换成滚动摩擦，转动更加的顺畅，旋转时更加的平稳，而且整个声呐监测机器人用机械臂的结构简单，成本较低，使用效果好，能够大规模生产应用，较为实用。
在外部驱动旋转电机带动旋转座6旋转进而带动机械臂旋转的过程中，则由于第一卡板和第二卡板为单向铰接且铰接的可转动方向相反，且配合在轴承内环上的竖直倾斜槽，因此如果顺时针转动和逆时针两种不同的机械臂转动方式下，则仅有其中一个轴承的内圈被带动转动，而另一个轴承保持静止，从而使得在进行不同方向旋转机械臂的同时切换到不同的轴承上；此外上述设计更为重要的一个技术效果是使得轴承寿命得到大大增加，在闲置非作业时段定期分别握持顶部的第一手动转动杆和底部的第二手动转杆带动顶部或者底部的轴承进行部分角度的空转后，从而使得在机械臂经常作业的区域的滚珠得到轮换，两个轴承的自转，实现主要工作区域的滚珠得到轮换，大大延长轴承的寿命。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于，包括：
机械臂安装座(1)，所述机械臂安装座(1)上设置有机箱(2)，所述机械臂安装座(1)上开设有安装口(3)，所述安装口(3)的内部设置有轴承模组(4)，该轴承模组(4)由竖直方向上堆叠的相同尺寸的第一轴承和第二轴承组成，其中上部的第一轴承和底部的第二轴承固定连接在一起，在第一轴承的内圈环顶部固定设置有凸出于安装口(3)上部的第一手动转动杆，在第二轴承的内圈环底部固定设置有凸出于安装口(3)下部的第二手动转动杆，所述轴承模组(4)的内表面安装有固定环(5)，所述安装口(3)中活动安装有旋转座(6)，该旋转座(6)连接到外部旋转驱动电机，所述旋转座(6)包括通过螺栓连接的上座体和下座体，所述上座体和下座体均通过螺栓与固定环(5)固定连接，所述机箱(2)内部的驱动电机与旋转座(6)的下端连接，其中在第一轴承和第二轴承的内圈环壁上分别设置有多个等角度间隔设置的竖直倾斜槽，在固定环(5)本体的朝向轴承模组(4)侧上对应两个轴承在竖直方向分别铰接设置有第一卡板和第二卡板，其中第一卡板和第二卡板的铰接方向为单向铰接且铰接方向相反；
多段机械臂(8)，所述多段机械臂(8)的底端安装在上座体的上端外表面中间位置，所述多段机械臂(8)的另一端活动安装有机械夹爪(9)。
2.根据权利要求1所述的一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于：所述机械夹爪(9)包括主体、马达和两组夹爪(10)，所述马达固定安装在主体的下端外表面，两组所述夹爪(10)均活动安装在主体上，两组所述夹爪(10)之间活动连接，所述马达与其中一组夹爪(10)连接。
3.根据权利要求2所述的一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于：所述夹爪(10)包括爪体、支撑件(11)和传动件(12)，所述爪体的一端通过销轴与支撑件(11)活动连接，所述爪体的外表面中间位置通过销轴与传动件(12)活动连接，所述支撑件(11)和传动件(12)均安装在主体的外表面。
4.根据权利要求3所述的一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于：所述传动件(12)的外表面设置有传动齿，两组所述传动件(12)上的传动齿相啮合，所述马达的输出轴与传动件(12)的下端外表面连接。
5.根据权利要求4所述的一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于：所述支撑件(11)包括固定杆和活动杆，所述固定杆的一端固定安装在主体远离多段机械臂(8)的一端，所述活动杆的两端分别通过销轴与固定杆的另一端和爪体的外表面中间位置活动连接。
6.根据权利要求5所述的一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于：所述爪体上设置有辅助爪(13)，所述辅助爪(13)包括夹持件和两组伸缩杆，所述夹持件通过两组伸缩杆与爪体的外表面固定连接，所述辅助爪(13)的外表面等间距开设有若干组夹持槽(7)。
7.根据权利要求6所述的一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于：所述上座体的上端外表面和下座体的下端外表面均设置有滑动组件，所述机械臂安装座(1)上设置有限位组件，所述滑动组件与限位组件滑动连接。
8.根据权利要求7所述的一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于：所述限位组件包括限位槽和环形限位滑道，所述限位槽开设在机械臂安装座(1)上位于安装口(3)的外侧，所述环形限位滑道开设在限位槽的内底面靠近外侧位置。
9.根据权利要求8所述的一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于：所述滑动组件包括限位板(14)和若干组滑动件，若干组所述滑动件等间距设置在限位板(14)的下端外表面靠近外侧位置，若干组所述滑动件均呈环形分布。
10.根据权利要求9所述的一种声呐监测机器人用机械臂，其特征在于：所述滑动件包括安装槽和滚珠(15)，所述安装槽开设在限位板(14)上，所述滚珠(15)活动安装在安装槽上。
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