一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂的制作方法

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂。

背景技术：

机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配,安全防爆等领域得到广泛应用。机械臂是一个复杂系统,存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务,需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。

目前机械臂应用于众多场合，虽带来方便，但是在机械臂不使用时，无法收合成较小的体积，会占据较大空间，且一些机械臂有多个长臂，使得整个机械臂重量较大，不仅不利于搬运，而且在工作时会消耗大量的能源，为此，我们提出了一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中机械臂不使用时，无法收合成较小的体积，会占据较大空间，且一些机械臂有多个长臂，使得整个机械臂重量较大，不仅不利于搬运，而且在工作时会消耗大量的能源的问题，而提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂，包括第一转动关节和第二转动关节，所述第一转动关节的一个转动端面与第二转动关节的固定面通过螺栓固定连接，所述第二转动关节的转动端面固定连接有一个大臂，所述大臂远离第二转动关节的一端螺栓固定有一个第三转动关节，所述第三转动关节的转动端面通过螺栓固定连接有中臂，所述中臂远离第三转动关节的一端螺栓固定有第四转动关节，所述第四转动关节的转动端面通过螺栓固定连接有小臂，所述小臂远离第四转动关节的一端螺栓固定有第五转动关节，所述第五转动关节上设有驱动装置。

在上述的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中，所述驱动装置包括驱动器盒体，所述驱动器盒体与第五转动关节通过集成一体化固定连接，所述驱动器盒体内安装有驱动器，所述驱动器盒体远离第五转动关节的一侧外壁处设置有驱动器散热片，所述驱动器盒体下端外壁设置有防水葛兰头。

在上述的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中，所述第五转动关节上设置有转动连接座，所述转动连接座上通过螺栓固定连接有第六转动关节，所述第六转动关节远离第五转动关节的一端焊接有一个夹爪座，所述夹爪座上固定连接有一条直线导轨，所述直线导轨上滑动连接有两个夹爪抓手，所述夹爪座的两端通过轴承转动连接有一根螺纹丝杆，所述螺纹丝杆分别两个夹爪抓手通过螺纹连接，所述螺纹丝杆的一端贯穿夹爪座的侧壁且同轴焊接有一个第七转动关节。

在上述的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中，所述大臂、中臂和小臂均为凹型结构。

在上述的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中，所述大臂、中臂和小臂的中间部分均采用三角形镂空结构。

在上述的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中，所述螺纹丝杆为双旋向螺纹，且两个方向的螺纹长度相同，两个所述夹爪抓手在螺纹丝杆对称位置。

在上述的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中，两个所述夹爪抓手远离直线导轨的一端各胶合有一块橡胶材质的防滑垫。

在上述的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中，所述大臂与第一转动关节的外壳采用一体化结构。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明设有第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节、第四转动关节和大臂、中臂小臂等结构，用于控制整个机械壁的旋转和伸展，方便机械臂快速靠近夹持物件，方便多轴大臂展机械臂的运输投送、快速搭建，提高了机械臂的工作效率；

2、本发明将大臂、中臂和小臂均为凹型结构，有利于机械臂收拢时更好地压缩收拢空间，减少占用空间，同时大臂、中臂和小臂的中间部分采用三角形镂空结构设计，使得机械臂更加紧凑，重量更加轻盈，不仅便于机械臂的移动，而且减少能源的消耗，且三角型的稳定结构在质量降低的情况下仍能够保证机械臂足够的强度；

3、本发明第七转动关节带动螺纹丝杆转动，双旋向螺纹可快速控制，两个夹爪抓手夹紧、松开，同时第五转动关节和第六转动关节配合使用方便调整夹爪抓手的任意夹持的方向和角度，使夹爪抓手适应多场合、多任务环境操作；

4、本发明中机械臂的小臂、中臂、大臂部分和多个转动关节外壳的采用集成一体化结构的设计，同时机械臂转动关节和驱动器也采用集成一体化结构设计，是整体结构轻量化、简洁化，提高整个机械臂的美观程度和操作性。

附图说明

图1为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂的结构示意图；

图2为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂的结构俯视图；

图3为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中第一转动关节部分的结构示意图；

图4为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中大臂部分的结构示意图；

图5为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中中臂部分的结构示意图；

图6为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中小臂部分的结构示意图；

图7为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中第五转动关节部分的结构示意图；

图8为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中第六转动关节部分的结构示意图；

图9为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂中夹爪抓手部分的结构示意图；

图10为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂的伸展状态结构示意图；

图11为本发明提出的一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂的极限收拢状态结构示意图。

图中：1第一转动关节、2第二转动关节、3大臂、4第三转动关节、5中臂、6第四转动关节、7小臂、8第五转动关节、9第六转动关节、10第七转动关节、11夹爪抓手、12驱动器盒体、13驱动器散热片、14防水葛兰头、15转动连接座、16夹爪座、17直线导轨、18螺纹丝杆、19防滑垫。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-10，一种可极限收拢并快速展开的多轴重载长臂展机械臂，包括第一转动关节1和第二转动关节2，第一转动关节1的一个转动端面与第二转动关节2的固定面通过螺栓固定连接，第二转动关节2的转动端面固定连接有一个大臂3，大臂3与第二转动关节2的外壳采用一体化结构，大臂3承受机械臂的主要负载，大臂3远离第二转动关节2的一端螺栓固定有一个第三转动关节4，第三转动关节4的转动端面通过螺栓固定连接有中臂5，中臂5远离第三转动关节4的一端螺栓固定有第四转动关节6，第四转动关节6的转动端面通过螺栓固定连接有小臂7，小臂7远离第四转动关节6的一端螺栓固定有第五转动关节8，第五转动关节8上设有驱动装置，大臂3、中臂5和小臂7均为凹型结构，这样的结构有利于机械臂收拢时更好地压缩收拢空间，减少占用空间，大臂3、中臂5和小臂7的中间部分均采用三角形镂空结构，使得机械臂更加紧凑，重量更加轻盈，利用三角型的稳定结构保证机械臂足够的强度。

驱动装置包括驱动器盒体12，驱动器盒体12与第五转动关节8通过集成一体化固定连接，驱动器盒体12内安装有驱动器，驱动器盒体12远离第五转动关节8的一侧外壁处设置有驱动器散热片13，驱动器盒体12下端外壁设置有防水葛兰头14用于连接控制驱动器的电线电缆，对电线电缆进行固定和保护，第五转动关节8上设置有转动连接座15，转动连接座15上通过螺栓固定连接有第六转动关节9，第六转动关节9远离第五转动关节8的一端焊接有一个夹爪座16，夹爪座16上固定连接有一条直线导轨17，直线导轨17上滑动连接有两个夹爪抓手11，夹爪座16的两端通过轴承转动连接有一根螺纹丝杆18，螺纹丝杆18分别两个夹爪抓手11通过螺纹连接，螺纹丝杆18的一端贯穿夹爪座16的侧壁且同轴焊接有一个第七转动关节10，螺纹丝杆18为双旋向螺纹，且两个方向的螺纹长度相同，两个夹爪抓手11在螺纹丝杆18对称位置，两个夹爪抓手11远离直线导轨17的一端各胶合有一块橡胶材质的防滑垫19，增大摩擦力，提高夹爪抓手11的抓持稳定性。

第一转动关节1主要支撑整个机械臂，并带动整个机械臂做旋转运动用于控制工作方向，第二转动关节2、第三转动关节4和第四转动关节6分别带动大臂3、中臂5和小臂7做俯仰运动，控制整个机械臂的伸长距离，第五转动关节8带动夹爪座16做俯仰运动，控制夹爪座16的夹持方向，而第六转动关节9带动夹爪座16做旋转运动控制夹爪座16的夹持角度，便于夹爪抓手11适合多场合、多任务环境操作。

本发明中，在使用时，首先控制第一转动关节1使整个机械臂转动至工作方向，然后控制第二转动关节2、第三转动关节4和第四转动关节6使收拢状态的大臂3、中臂5和小臂7伸展开来，使夹爪座16靠近夹持物体，接着控制第七转动关节10带动螺纹丝杆18转动，由于螺纹丝杆18上为双旋向螺纹，在螺纹丝杆18使原本闭合的两个夹爪抓手11分离，之后可同时控制第五转动关节8和第六转动关节9控制夹爪座16的夹持的方向和角度，并使两个夹爪抓手11移至夹持物体的两侧，此时控制第七转动关节10使螺纹丝杆18方向转动使得两个夹爪抓手11相互靠近将夹持物体抓紧，进行搬运操作。

尽管本文较多地使用了第一转动关节1、第二转动关节2、大臂3、第三转动关节4、中臂5、第四转动关节6、小臂7、第五转动关节8、第六转动关节9、第七转动关节10、夹爪抓手11、驱动器盒体12、驱动器散热片13、防水葛兰头14、转动连接座15、夹爪座16、直线滑轨17、螺纹丝杆18、防滑垫19等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

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