一种机械手臂及机器人的制作方法

本实用新型涉及机械工程技术领域，具体而言，涉及一种机械手臂及机器人。

背景技术：

机器人是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一。适合用于诸多工业领域的机械自动化作业，比如，自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作。随着制造业技术的发展，机器人也在不断发展。机器人呈现出大力矩、高精度、反应灵敏、小型化，机电一体化，模块化等趋势，以适应机器人技术发展的需要。而机械手臂是机器人的基础部件，其性能的好坏直接影响机器人的性能。

然而，目前实际工作工程中机械手臂通常由于其路径规划均是采用单一路径，虽然单一路径运动方式简单可靠，但是无法满足其更高的工作要求，同时会很大程度上限制机械手臂运动过程中的灵活程，影响在运转过程中的精度控制，直接影响工作效率，使其机械手臂应用范围受到限制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机械手臂，其能够满足机械手臂的多种运动轨迹，有效地提高机械手臂的运动灵活程度，使其得到更大范围的应用。

本实用新型的另一目的在于提供一种机器人，其能够同时实现机械手臂多种运动轨迹，有效地提高机器人的应用范围。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种机械手臂，包括基座、手臂组件和旋转装置，所述旋转装置与所述基座连接，所述旋转装置可相对所述基座绕自身回转中心旋转，所述手臂组件包括主臂、副臂、执行臂、第一传动组件和第二转动组件，所述主臂的一端与所述旋转装置转动连接，另一端与所述副臂转动连接，所述副臂远离所述主臂的一端与所述执行臂转动连接，所述第一传动组件与所述旋转装置连接，用于驱动所述主臂与所述副臂均相对于所述旋转装置转动，所述第二传动组件与所述主臂连接，用于驱动所述副臂相对于所述主臂转动。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，所述第一传动组件包括固定件和连接件，所述固定件与所述旋转装置固定连接，所述连接件的一端与所述固定件连接，所述连接件可相对于所述固定件转动。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，所述第一传动组件还包括三角连接器，所述连接件远离所述固定件的一端与所述三角连接器连接，所述三角连接器与所述副臂连接，所述副臂可通过所述三角连接器相对于所述旋转装置转动。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，所述第一传动组件还包括传动件，所述传动件的一端与所述三角连接器连接，另一端与所述执行臂转动连接，所述执行臂可通过所述传动件相对于所述旋转装置转动。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，所述第一传动组件还包括第一驱动件，所述第一驱动件与所述主臂连接，所述第一驱动件用于驱动所述主臂相对于所述旋转装置转动。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，所述第二传动组件包括曲柄组件，所述曲柄组件分别与所述主臂和所述副臂连接，所述曲柄组件可带动所述副臂相对于所述主臂转动。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，所述曲柄组件包括曲柄与连杆，所述曲柄分别与所述主臂和所述连杆连接，所述连杆远离所述曲柄的一端与所述副臂连接。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，所述第二传动组件还包括第二驱动件，所述第二驱动件与所述曲柄连接，所述第二驱动件可驱动所述副臂相对于所述主臂转动。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，所述旋转装置包括第三驱动件与驱动固定器，所述驱动固定器与所述基座连接，所述第三驱动件与所述驱动固定器连接，所述第三驱动件可驱动所述手臂组件相对于所述基座绕自身回转中心旋转。

一种机器人，包括机身，和上述的机械手臂，该机械手臂包括基座、手臂组件和旋转装置，所述旋转装置与所述基座连接，所述旋转装置可相对所述基座绕自身回转中心旋转，所述手臂组件包括主臂、副臂、执行臂、第一传动组件和第二转动组件，所述主臂的一端与所述旋转装置转动连接，另一端与所述副臂转动连接，所述副臂远离所述主臂的一端与所述执行臂转动连接，所述第一传动组件与所述旋转装置连接，用于驱动所述主臂与所述副臂均相对于所述旋转装置转动，所述第二传动组件与所述主臂连接，用于驱动所述副臂相对于所述主臂转动，所述基座与所述机身连接。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型提供的一种机械手臂，包括第一传动组件与第二传动组件，第一传动组件可以带动主臂、副臂以及执行臂相对于基座转动，第二转动组件可以带动副臂和执行臂相对于主臂转动；同时由于机械手臂还包括旋转装置，旋转装置可带动主臂、副臂以及执行臂相对于基座绕自身回转中心旋转，在第一传动组件、第二传动组件和旋转装置的共同作用下，可以同时实现机械手臂多运动轨迹，有效地提高机械手臂的运动灵活程度，使其得到更大范围的应用。同时本实用新型还提供一种机器人，其能够同时实现机械手臂多种运动轨迹，有效地提高机器人的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的机械手臂的第一视角示意图。

图2为本实用新型第一实施例提供的机械手臂的结构示意图。

图3为本实用新型第一实施例提供的机械手臂的半剖的第一视角的轴测视图。

图4为本实用新型第一实施例提供的机械手臂的半剖的第二视角的轴测视图。

图标：100-机械手臂；110-基座；130-手臂组件；131-主臂；133-副臂；135-执行臂；137-第一传动组件；139-第二传动组件；1311-主臂板；1313-主臂连接杆；1331-副臂板；1333-副臂连接杆；1351-执行臂板；1353-执行连接杆；1371-固定件；1373-连接件；1375-三角连接器；1377-传动件；1379-第一驱动件；1391-曲柄组件；1392-连杆；1394-曲柄；1393-第二驱动件；150-旋转装置；151-固定器；153-第三驱动件；1511-固定板；170-工件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另外有更明确的规定与限定，术语“设置”、“连接”、“安装”应做更广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

图1为本实用新型第一实施例提供的机械手臂100的第一视角的结构示意图。本实施例提供的机械手臂100主要机械全自动化领域，例如安装于机器人上，完成一系列高危险、有危害的工作，例如自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作；机械手臂100能实现多方位的运动，从而提高机器人的操作的灵活性和实用性。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供的机械手臂100包括基座110、手臂组件130和旋转装置150，旋转装置150与基座110连接，并可相对于基座110绕自身回转中心旋转，手臂组件130与旋转装置150连接，手臂组件130可相对于旋转装置150转动。

本实施例中，手臂组件130包括主臂131、副臂133、执行臂135、第一传动组件137和第二传动组件139，主臂131的一端与旋转装置150转动连接，另一端与副臂133转动连接，副臂133远离主臂131的一端与执行臂135转动连接，第一传动组件137与旋转装置150连接，用于驱动主臂131与副臂133均相对于旋转装置150转动，第二传动组件139与主臂131连接，用于驱动副臂133相对于主臂131转动。

请参阅图2，本实施例中，主臂131包括两个主臂板1311，两个主臂板1311相对平行设置，两个主臂板1311之间通过多个主臂连接杆1313固定连接，多个主臂连接杆1313均水平设置，两个主臂板1311的一端均与旋转装置150转动连接，另一端均与副臂133转动连接。

需要说明的是，本实施例中，主臂131包括两个主臂板1311，但是不仅限于此，主臂131也可以为中空圆柱型结构，对于主臂131的具体结构不作限定。

作为优选，本实施例中，副臂133包括两个副臂板1331，两个副臂板1331相对平行设置，两个副臂板1331之间通过多个副臂连接杆1333固定连接，多个副臂连接杆1333均水平设置，两个副臂板1331的一端分别与两个主臂板1311转动连接，另一端均与执行臂135转动连接。

需要说明的是，本实施例中，副臂133包括两个副臂板1331，但是不仅限于此，副臂133也可以为中空圆柱型结构，对于副臂133的具体结构不作限定。

执行臂135包括两个执行臂板1351，两个执行臂板1351相对平行设置，两个执行臂板1351之间通过多个执行连接杆1353固定连接，多个执行连接杆1353均水平设置，两个执行臂板1351分别与两个副臂板1331转动连接，两个执行臂板1351之间用于安装机械手臂100需要运载的工件170，从而执行各项工作。

需要说明的是，本实施例中，执行臂135包括两个执行臂板1351，但是不仅限于此，执行臂135也可以为中空圆柱型结构，对于执行臂135的具体结构不作限定。

请参阅图3，第一传动组件137包括固定件1371、连接件1373、三角连接器1375、传动件1377和第一驱动件1379；固定件1371与连接件1373转动连接，连接件1373与三角连接器1375转动连接，三角连接器1375与传动件1377转动连接，第一驱动件1379与主臂131和旋转装置150连接，第一驱动件1379驱动主臂131相对于旋转装置150转动。

作为优选，本实施例中，固定件1371为“L”形的板件，固定件1371与旋转装置150固定连接，固定件1371与连接件1373的一端通过主臂连接杆1313连接，连接件1373可相对于固定件1371转动。

连接件1373为两端开有槽口的板件，连接件1373的一端与主臂连接杆1313连接，另一端与三角连接器1375的其中一角通过副臂连接杆1333连接，实现副臂133与主臂131的联动。

三角连接器1375为三角形板件，三角连接器1375的三个角均与副臂连接杆1333连接，从而带动副臂133转动；三角连接器1375的其中一角与连接件1373连接，另一角与传动件1377连接。

本实施例中，传动件1377为两端开有槽口的板件，传动件1377的一端与副臂连接杆1333连接，另一端与执行连接杆1353连接，实现执行件与副臂133的联动。

作为优选，本实施例中，第一驱动件1379为电机，第一驱动件1379水平设置，并与旋转装置150固定连接，第一驱动件1379与其中一个主臂板1311连接，两个主臂板1311通过主臂连接杆1313连接，第一驱动件1379通过驱动其中一个主臂板1311相对于旋转装置150转动从而带动主臂131相对于旋转装置150转动。

请参阅图4，第二传动组件139包括曲柄组件1391和第二驱动件1393，曲柄组件1391分别与主臂131和副臂133连接，第二驱动件1393与曲柄组件1391、主臂131和旋转装置150连接，第二驱动件1393通过驱动曲柄组件1391从而带动副臂133相对于主臂131转动。

曲柄组件1391包括曲柄1394和连杆1392，曲柄1394分别与主臂131与连杆1392的一端连接，连杆1392远离曲柄1394的一端通过副臂连接杆1333与副臂133连接，曲柄组件1391可实现副臂133相对于主臂131转动。

作为优选，本实施例中，第二驱动件1393为电机，第二驱动件1393水平设置，并与旋转装置150固定连接，第二驱动件1393分别与另一个主臂板1311和曲柄1394连接，用于驱动曲柄1394旋转从而带动连杆1392运动，实现副臂133相对于主臂131转动。

作为优选，本实施例中，第一驱动件1379与第二驱动件1393相对设置。

请继续参照图2，旋转装置150包括第三驱动件153与固定器151，固定器151与基座110连接，第三驱动件153与固定器151固定连接，第三驱动件153用于驱动固定器151相对于基座110绕自身回转中心旋转。

本实施例中，固定器151包括两个固定板1511，两个固定板1511相对平行设置，两个固定板1511分别与两个主臂板1311转动连接。

作为优选，本实施例中，第三驱动件153为电机，第三驱动件153竖直设置于两个固定板1511之间，用于驱动固定器151相对于基座110绕自身回转中心旋转。

本实施例提供的机械手臂100的工作原理是，第一传动组件137通过连接件1373和三角连接器1375将主臂131和副臂133联动，同时通过传动件1377将副臂133和执行臂135联动，第一驱动件1379通过驱动主臂131相对于旋转装置150转动，从而带动副臂133和执行臂135相对于旋转装置150转动；第二传动组件139中的第二驱动件1393通过驱动曲柄1394相对于主臂131转动，同时通过连杆1392带动副臂133相对于主臂131转动；第三驱动件153可驱动固定器151在基座110上绕自身回转中心旋转，从而带动整个手臂组件130绕自身回转中心旋转，可实现多方位运动轨迹。

本实施例提供的机械手臂100，通过第一传动组件137和第二传动组件139可以分别实现手臂组件130多条运动轨迹，同时通过旋转装置150实现水平面内可旋转运动任意角度，大大提高了机械手臂100的运动灵活度，扩大了机械手臂100的应用范围。

需要说明的是，本实施例中，第一驱动件1379、第二驱动件1393、第三驱动件153均为电机，但不仅限于此，对第一驱动件1379、第二驱动件1393、第三驱动件153的类型均不做限定，仅需能提供动力即可。

综上所述，本实用新型提供的机器人采用上述实施例中的机械手臂100，实现多种运动轨迹，有效地提高机器人的机械手臂100的运动灵活度，扩大机器人的应用范围。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。