一种多功能组合机械臂的制作方法

本实用新型涉及机械臂领域，具体涉及一种多功能组合机械臂。

背景技术：

随着社会发展和技术的进步，企业要发展，具有竞争力并占领市场，就必须生产出高质量的产品，同时为了节约成本，提高生产效率，所有的制造企业都在向着自动化转型。

在工业制造过程中难免会遇到焊接、切割和搬运重物的情况，采用人工进行作业时不仅效率低，还会对作业的人员的健康造成影响，因为焊接时会产生大量的烟尘，长期吸入会引发机体的病变，而切割时则会产生强光，会对眼睛造成严重的伤害，因此在焊接、切割和搬运重物时采用自动的机械化手段是势在必行的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多功能组合机械臂，解决上述焊接、切割和搬运重物时会对人体造成伤害且生产效率低的问题，同时解决现有技术中机械臂不能在同一直线上水平伸缩调整的问题，以及不能及时发现设备倾斜的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种多功能组合机械臂，包括控制柜、机座、第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂和水平检测报警装置，控制柜与机座电连接，第一连接臂可水平旋转的设置在机座上，水平检测报警装置设置在第一连接臂的上表面，并与控制柜电连接，第二连接臂包括第二连接部和小回转臂，小回转臂为伸缩臂，第三连接臂包括第三连接部和竖直导柱，第二连接部设置在第一连接臂远离机座的一端，小回转臂的一端设置在第二连接部内，另一端与第三连接部相连，竖直导柱可沿竖直方向上下移动的设置在第三连接部上，竖直导柱上设有控制手把。

开始工作前在第三连接臂的末端，也就是竖直导柱的下端，根据不同的工作需求，安装手抓、焊枪和等离子割枪等不同的工作器具，安装好后通过控制手把将机械臂拖到固定的工作点位，并由控制柜记下相应的位置信息，开始工作后控制柜控制第一连接臂绕机座进行水平旋转，同时控制第二连接臂绕第二连接部进行水平旋转，此时第二连接臂上小回转臂也同时进行伸缩调节，第三连接臂在小回转臂的带动下运动到一定的位置后，在控制柜的作用下竖直导柱进行上下移动，最终将工作器具运送到记录的位置进行作业，小回转臂为伸缩臂是为了能根据工作点位来对机械臂进行调整，可以使机械臂能在同一直线上实现水平伸缩调整，使之能更灵活，由于上述多功能组合机械臂的设置跨度较大，固定在地面的机座偶尔会出现松动，这时设置在第一连接臂的上表面的水平检测报警装置就会因为不处于水平状态，而向控制柜传递信号进行报警，提醒操作人员对机座进行紧固。

作为本实用新型的进一步优选，上述竖直导柱的下端设有可绕竖直导柱中心轴旋转的第四旋转机构，第四旋转机构包括第四壳体、驱动器、角位移传感器、输入转轴和输出部，第四壳体可水平旋转的设置在竖直导柱的下端，输入转轴沿竖直导柱的中心轴设置，且位于竖直导柱内，输入转轴的下端与第四壳体上底面固定连接，输出部穿过第四壳体的下底面设置在第四壳体上，驱动器和角位移传感器均与输出部相连并设置在第四壳体内部。

在竖直导柱的下端设置可绕竖直导柱中心轴水平旋转的第四旋转机构可以让多功能组合机械臂的使用更加的灵活，在工作时，控制柜控制第四旋转机构的输入转轴转动，第四壳体在输入转轴的带动下绕竖直导柱的中心轴旋转，而输出部设置在第四壳体的下底面则可以让多功能组合机械臂在第四旋转机构的基础上做出更多的变化。

作为本实用新型的进一步优选，上述输出部由传动带轮、第四输出转轴和第四输出臂构成，第四输出臂沿竖直方向设置在第四壳体的外部，一端与第四壳体的下底面相连，第四输出转轴穿过第四壳体的下底面设置在第四输出臂内，第四输出转轴位于第四壳体内的一端与角位移传感器相连，传动带轮设置在第四输出转轴上位于第四壳体内的那段，并与驱动器相连。

作为本实用新型的进一步优选，上述第四输出臂的下端设有可绕第四输出臂水平旋转的第五旋转机构，第五旋转机构包括第五壳体和驱动器，第五壳体的上底面与第四输出转轴相连，第五壳体可水平旋转的设置在第四输出臂的下端，驱动器设置在第五壳体的内部。

当需要更灵活的机械臂，第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂和第四旋转机构都不能满足相应要求时，在第四旋转机构的基础上增设第五旋转机构，开始工作后，控制柜可以通过控制第四旋转机构的驱动器，使第四旋转机构的传动带轮转动，传动带轮带动第四输出转轴转动，由于第五旋转机构可水平旋转的设置在第四输出臂的下端，所以第五旋转机构随第四输出转轴的转动而绕第四输出臂转动，当第五旋转机构在第四输出转轴的作用下旋转到固定位置后，开始相应作业。

作为本实用新型的进一步优选，上述第五壳体的外部设有抓持装置，抓持装置与第五壳体内的驱动器相连。

在第五壳体外部设置抓持装置是为了能根据不同的工作需求，在抓持装置上安装手抓、焊枪和等离子割枪等不同的工作器具，抓持装置与第五壳体内的驱动器相连是为了能让抓持装置可以绕第五壳体进行摆动，用以调整工作器具的工作角度。

作为本实用新型的进一步优选，上述第一连接臂包括回转支承、角位移传感器、驱动器和大回转臂，回转支承可水平旋转的设置在机座上，角位移传感器设置在回转支承上，大回转臂被分为水平段和倾斜段，上述水平段设置在回转支承上，倾斜段倾斜设置，低的一端与水平段相连，高的一端与第二连接臂相连，驱动器设置在大回转臂的水平段上并与回转支承相连。

机械臂开始工作时，控制柜控制第一连接臂上驱动器，由于驱动器与回转支承相连，所以回转支承在驱动器的作用下绕机座进行水平旋转，大回转臂在回转支承的带动下也围绕机座进行水平旋转，而角位移传感器是在启动机械臂前，记录位置时用来将回转支承旋转的角度信息传递给控制柜的。

作为本实用新型的进一步优选，上述第二连接臂的第二连接部内设有驱动器、同步带轮、传动轴和角位移传感器，驱动器与同步带轮相连，同步带轮和角位移传感器分别设置在传动轴的两端，传动轴与上述小回转臂的一端相连。

机械臂开始工作时，控制柜控制第二连接部内的驱动器，驱动器带动同步带轮的转动，由于同步带轮设置在传动轴上，因此传动轴随着同步带轮一起转动，而小回转臂的一端与传动轴相连，所以小回转臂在传动轴的带动下绕传动轴进行水平旋转，角位移传感器是在启动机械臂前，记录位置时用来将小回转臂旋转的角度信息传递给控制柜的。

作为本实用新型的进一步优选，上述第三连接部内设有驱动器，驱动器与竖直导柱相连，驱动器与控制手把电连接。为了能用控制手把将机械臂拖到相应位置，控制手把和驱动器电连接，在记录工作点位时，按住控制手把上的控制按钮，启动驱动器，将控制手把拖动到相应的工点位进行记录，启动机械臂后，控制柜控制第三连接部内的驱动器，由于驱动器与竖直导柱相连，此时竖直导柱在驱动器的作用下做上下运动，使工作器具能到达相应的工作点位。

作为本实用新型的进一步优选，上述驱动器由电机、离合器和减速机构成。这样能更好的控制机械臂转动的速度。

作为本实用新型的进一步优选，上述控制柜上连有示教器。控制柜上连接示教器是为了能让操作人员更快的上手。

与现有技术相比，本实用新型至少能达到以下有益效果中的一种：

1.解决了现在焊接、切割和搬运重物时会对人体造成伤害且生产效率低的问题。

2.解决了现有机械臂使用时所占空间，场地较大，在一些狭小的空间中无法使用的问题，使机械臂可以在同一直线上水平伸缩调整，增加了使用的灵活性。

3.解决了不能及时发现设备倾斜的问题，增加了设备使用的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的改进结构示意图。

图3为本实用新型所述的一种多功能组合机械臂的反吊装效果示意图。

图4为本实用新型所述的一种多功能组合机械臂的侧吊装效果示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

具体实施例1：

图1示出了一种多功能组合机械臂，包括控制柜1、机座2、第一连接臂3、第二连接臂4、第三连接臂5和水平检测报警装置17，控制柜1与机座2电连接，第一连接臂3可水平旋转的设置在机座2上，水平检测报警装置17设置在第一连接臂3的上表面，并与控制柜1电连接，第二连接臂4包括第二连接部41和小回转臂42，小回转臂42为伸缩臂，第三连接臂5包括第三连接部51和竖直导柱52，第二连接部41设置在第一连接臂3远离机座2的一端，小回转臂42的一端设置在第二连接部41内，另一端与第三连接部51相连，竖直导柱52可沿竖直方向上下移动的设置在第三连接部51上，竖直导柱52上设有控制手把13。

开始工作前在第三连接臂5的末端，也就是竖直导柱52的下端，根据不同的工作需求，安装手抓、焊枪和等离子割枪等不同的工作器具，安装好后通过控制手把13将机械臂拖到固定的工作点位，并由控制柜1记下相应的位置信息，开始工作后控制柜1控制第一连接臂3绕机座2进行水平旋转，同时控制第二连接臂4绕第二连接部41进行水平旋转，此时第二连接臂4上小回转臂42也同时进行伸缩调节，第三连接臂5在小回转臂42的带动下运动到一定的位置后，在控制柜1的作用下竖直导柱52进行上下移动，最终将工作器具运送到记录的位置进行作业，小回转臂42为伸缩臂是为了能根据工作点位来对机械臂进行调整，可以使机械臂能在同一直线上实现水平伸缩调整，使之能更灵活，由于上述多功能组合机械臂的设置跨度较大，固定在地面的机座2偶尔会出现松动，这时设置在第一连接臂3的上表面的水平检测报警装置17就会因为不处于水平状态，而向控制柜1传递信号进行报警，提醒操作人员对机座2进行紧固。

具体实施例2：

本实施例是在具体实施例1的基础上增设了第四旋转机构6，上述竖直导柱52的下端设有可绕竖直导柱52中心轴旋转的第四旋转机构6，第四旋转机构6包括第四壳体61、驱动器8、角位移传感器9、输入转轴62和输出部63，第四壳体61可水平旋转的设置在竖直导柱52的下端，输入转轴62沿竖直导柱52的中心轴设置，且位于竖直导柱52内，输入转轴62的下端与第四壳体61上底面固定连接，输出部63穿过第四壳体61的下底面设置在第四壳体61上，驱动器8和角位移传感器9均与输出部63相连并设置在第四壳体61内部。

在竖直导柱52的下端设置可绕竖直导柱52中心轴水平旋转的第四旋转机构6可以让多功能组合机械臂的使用更加的灵活，在工作时，控制柜1控制第四旋转机构6的输入转轴62转动，第四壳体61在输入转轴62的带动下绕竖直导柱52的中心轴水平旋转，而输出部63设置在第四壳体61的下底面则可以让多功能机械臂在第四旋转机构6的基础上做出更多的变化，第四旋转机构6可竖直、水平和倾斜的安装在第三连接臂5的末端。

具体实施例3：

图2示出了一种多功能组合机械臂，本实施例是在具体实施例2的基础上对输出部63的结构进行了进一步的说明，上述输出部63由传动带轮14、第四输出转轴15和第四输出臂16构成，第四输出臂16沿竖直方向设置在第四壳体61的外部，一端与第四壳体61的下底面相连，第四输出转轴15穿过第四壳体61的下底面设置在第四输出臂16内，第四输出转轴15位于第四壳体61内的一端与角位移传感器9相连，传动带轮14设置在第四输出转轴15上位于第四壳体61内的那段，并与驱动器8相连。

驱动器8可以带动传动带轮14转动，由传动带轮14带动第四输出转轴15转动，第四输出臂16上可以连接增设更多的机构，角位移传感器9是在启动机械臂前，记录位置时用来将第四输出转轴15转动的角度信息传递给控制柜1的。

具体实施例4：

本实施例是在具体实施例3的基础上对增设了第五旋转机构7，上述第四输出臂16的下端设有可绕第四输出臂16水平旋转的第五旋转机构7，第五旋转机构7包括第五壳体71和驱动器8，第五壳体71的上底面与第四输出转轴15相连，第五壳体71可水平旋转的设置在第四输出臂16的下端，驱动器8设置在第五壳体71的内部。

当需要更灵活的机械臂，第一连接臂3、第二连接臂4、第三连接臂5和第四旋转机构6都不能满足相应要求时，在第四旋转机构6的基础上增设第五旋转机构7，开始工作后，控制柜1可以通过控制第四旋转机构6的驱动器8，使第四旋转机构6的传动带轮14转动，传动带轮14带动第四输出转轴15转动，由于第五旋转机构7可水平旋转的设置在第四输出臂16的下端，所以第五旋转机构7随第四输出转轴15的转动而绕第四输出臂16水平转动，当第五旋转机构7在第四输出转轴15的作用下旋转到固定位置后，开始相应作业。

具体实施例5：

本实施例是在具体实施例4的基础上在第五壳体71外增设了抓持装置12，上述第五壳体71的外部设有抓持装置12，抓持装置12与第五壳体71内的驱动器8相连。在第五壳体71外部设置抓持装置12是为了能根据不同的工作需求，在抓持装置12上安装手抓、焊枪和等离子割枪等不同的工作器具，抓持装置12与第五壳体71内的驱动器8相连是为了能让抓持装置12可以绕第五壳体71进行摆动，用以调整工作器具的工作角度。

具体实施例6：

本实施例是在具体实施例1的基础上对第一连接臂3的结构进行了进一步的说明，上述第一连接臂3包括回转支承31、角位移传感器9、驱动器8和大回转臂32，回转支承31可水平旋转的设置在机座2上，角位移传感器9设置在回转支承31上，大回转臂32被分为水平段321和倾斜段322，上述水平段321设置在回转支承31上，倾斜段322倾斜设置，低的一端与水平段321相连，高的一端与第二连接臂4相连，驱动器8设置在大回转臂32的水平段321上并与回转支承31相连。

机械臂开始工作时，控制柜1控制第一连接臂3上驱动器8，由于驱动器8与回转支承31相连，所以回转支承31在驱动器8的作用下绕机座2进行水平旋转，大回转臂32在回转支承31的带动下也围绕机座2进行水平旋转，而角位移传感器9是在启动机械臂前，记录位置时用来将回转支承31旋转的角度信息传递给控制柜1的。

具体实施例7：

本实施例是在具体实施例1的基础上对第二连接臂4的结构进行了进一步的说明，上述第二连接臂4的第二连接部41内设有驱动器8、同步带轮10、传动轴11和角位移传感器9，驱动器8与同步带轮10相连，同步带轮10和角位移传感器9分别设置在传动轴11的两端，传动轴11与上述小回转臂42的一端相连。

机械臂开始工作时，控制柜1控制第二连接部41内的驱动器8，驱动器8带动同步带轮10的转动，由于同步带轮10设置在传动轴11上，因此传动轴11随着同步带轮10一起转动，而小回转臂42的一端与传动轴11相连，所以小回转臂42在传动轴11的带动下绕传动轴11进行水平旋转，角位移传感器9是在启动机械臂前，记录位置时用来将小回转臂42旋转的角度信息传递给控制柜1的。

具体实施例8：

本实施例是在具体实施例1的基础上对上述第三连接部51的结构进行了进一步的说明，上述第三连接部51内设有驱动器8，驱动器8与竖直导柱52相连，驱动器8与控制手把13电连接。为了能用控制手把13将机械臂拖到相应位置，控制手把13和驱动器8电连接，在记录工作点位时，按住控制手把13上的控制按钮，启动驱动器8，将控制手把13拖动到相应的工点位进行记录，启动机械臂后，控制柜控1制第三连接部51内的驱动器8，由于驱动器8与竖直导柱52相连，此时竖直导柱52在驱动器8的作用下做上下运动，使工作器具能到达相应的工作点位。

具体实施例9：

本实施例是在具体实施例2至具体实施例8的基础上对驱动器8的组成进行了进一步的说明，上述驱动器8由电机81、离合器82和减速机83构成。这样能通过减速机83更好的控制电机81，从而使机械臂转动的速度能被更好的控制。

具体实施例10：

本实施例是在具体实施例1的基础上增设了示教器16，上述控制柜1上连有示教器16。控制柜1上连接示教器16是为了能让操作人员更快的上手。

具体实施例11：

图3和图4示出了一种多功能组合机械臂，本实施例是在具体实施例1至10中任意一项的基础上对多功能组合机械臂的安装位置进行了进一步的优化，上述多功能组合机械臂反吊装或侧吊装。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。