一种机械臂的制作方法

1.本实用新型设计机械臂结构设计技术领域，尤其涉及一种机械臂。


背景技术：

2.随着自动化设备的普及，各个行业的自动化设备使用量越来越多。
3.在现有技术的机械臂中，任意一臂的传动主要是依靠上一臂的电机的输出轴使下一臂进行转动，每个电机独自驱动相对应的关节单元。这种驱动方式对驱动电机和电机减速器的要求较高，而且由于电机本身的重量较大，会导致臂体的质量严重较大，负载会逐渐变小，且数量较多的电机也会增加机械臂的设计成本，导致性价比较低。
4.由此可见，现有技术中的机械臂结构设计为多动力源结构，导致机械臂自重较大，使得适用场合受到较大的影响。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种可以实现了多个输出臂之间可以联动，满足单一动力输入，多级输出，根据需要适应不同的场合；实现单动力输出多轴的机械臂，满足了多自由度，只需要一个动力装置，保证整个机械臂的质量大大减少，使用更加灵活的机械臂。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种机械臂，包括：输出臂，所述输出臂包括：壳体、输入轴、输出轴和驱动轴，所述输入轴和输出轴的一端伸入壳体内部，所述驱动轴设在所述壳体内部，所述驱动轴的另一端与壳体可分离连接，驱动壳体旋转或与壳体脱离；所述输入轴啮合驱动连接输出轴和驱动轴，所述输入轴与所述输出轴的轴心线夹角大于0
°
小于180
°
。
8.在一种优选的实施方式中，还包括：电磁离合器；所述驱动轴与所述壳体之间通过电磁离合器可分离连接。
9.在一种优选的实施方式中，所述输入轴与输出轴通过锥齿轮啮合驱动，所述输出轴与所述驱动轴之间也通过锥齿轮啮合驱动。
10.在一种优选的实施方式中，所述输出臂还包括：磁环编码器，所述磁环编码器围绕所述输入轴设置。
11.在一种优选的实施方式中，所述输出臂的数量为多个，多个所述输出臂之间依次连接，相邻输出臂之间上一输出臂的输出轴与下一输出臂的输入轴为同一轴或者固定连接。
12.在一种优选的实施方式中，相邻所述输出臂之间的所述壳体之间套设有转动筒连接。
13.在一种优选的实施方式中，上一输出臂的输出轴与下一输出臂的输入轴设在所述转动筒内部，所述转动筒与上一输出臂的壳体之间固定连接，所述转动筒与下一输出臂的壳体之间通过制动器可分离连接。
14.在一种优选的实施方式中，所述磁环编码器与壳体固定连接，所述磁环编码器的读数头与转动筒端部固定连接，使所述读数头测量壳体与转动筒之间的相对旋转角度。
15.在一种优选的实施方式中，所述制动器为电磁制动器，制动器的两个制动盘分别固定连接在所述壳体和转动筒之间位置，使所述制动器制动所述转动筒与壳体。
16.在一种优选的实施方式中，各个所述输出臂之间的转动筒尺寸设置有多种，适应在所述转动筒内部的输出轴和输入轴为多种尺寸。
17.在一种优选的实施方式中，还包括：动力电机；所述动力电机的输出端与第一个输出臂的输入轴驱动连接。
18.本实用新型的机械臂，具有如下有益效果：
19.该机械臂，输出臂包括：壳体、输入轴、输出轴和驱动轴，输入轴和输出轴的一端伸入壳体内部，驱动轴设在壳体内部，驱动轴的另一端与壳体可分离连接，驱动壳体旋转或与壳体脱离。输入轴啮合驱动连接输出轴和驱动轴，输入轴与输出轴的轴心线夹角大于0
°
小于180
°
。
20.解决了现有技术中，现有的机械臂结构设计为多动力源结构，导致机械臂自重较大，使得适用场合受到较大的影响。
21.该机械臂，实现了多个输出臂之间可以联动，满足单一动力输入，多级输出，根据需要适应不同的场合。实现单动力输出多轴的机械臂，满足了多自由度，只需要一个动力装置，保证整个机械臂的质量大大减少，使用更加灵活。由于机械臂均设置有输入轴和输出轴，可以满足多个机械臂的连接，实现多自由度、多关节的连接使用。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
23.图1为根据本公开一种实施方式的机械臂的结构示意图；
24.图2为根据本公开一种实施方式的机械臂的局部剖视图；
25.图3为根据本公开一种实施方式的机械臂的其中一个输出臂的剖视图；
26.图4为图2根据本公开一种实施方式的机械臂的a处的局部放大图。
27.【主要组件符号说明】
28.1、输出臂；
29.1、壳体；2、输入轴；3、输出轴；4、驱动轴；5、电磁离合器；6、锥齿轮；
30.7、磁环编码器；71、读数头；
31.8、转动筒；
32.9、制动器。
具体实施方式
33.下面结合附图及本实用新型的实施例对本实用新型的机械臂作进一步详细的说明。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
36.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
37.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
38.如图1、图2、图3和图4所示，该机械臂，包括：总装结构的输出臂 01(优选的至少为两个，通常设置多个满足多动力的输出)。输出臂01包括：连接和隔离零部件作用的壳体1；为该壳体1输入自转动力作用的输入轴2；为下一级的壳体传输动力作用的输出轴3；与壳体1之间可分离连接的驱动轴4。输入轴2和输出轴3的一端伸入壳体1内部，另一端在壳体1 外部与需要的其他部件连接(其他部件优选为相邻的上一级输出臂或者下一级输出臂，第一级输出臂的输入轴2连接动力电机)。为了对壳体1的驱动作用，该驱动轴4设在壳体1内部，驱动轴4的另一端与壳体1可分离连接，实现了驱动壳体1旋转或与壳体1脱离壳体1无动力输入(无动力输入状态下，壳体1自身相对于上一级输出臂01之间是相对静止状态)。输入轴2 啮合驱动连接输出轴3和驱动轴4，驱动输出轴3和驱动轴4的旋转。为了避免输入轴2、输出轴3和驱动轴4之间发生干涉，保证结构的合理性，该输入轴2与输出轴3的轴心线夹角大于0
°
小于180
°
。实现了多个输出臂 01之间可以联动，满足单一动力输入，多级输出，也可以根据需要适应不同的场合。实现单动力输出多轴的机械臂，满足了多自由度的姿态调整，且只需要一个动力装置(例如电机)使的整个机械臂的质量大大减少，使用更加灵活。由于每个输出臂01均设置有输入轴2和输出轴3，可以满足多个输出臂01之间的连接，实现多自由度、多关节的连接使用。
39.为了方便的实现驱动轴4与壳体1之间脱离和连接，结构上更加合理，又可以满足使用的要求，尤其是实现对单个输出臂01的位置和角度的调整。该机械臂还包括：电磁离合器5；驱动轴4与壳体1之间通过电磁离合器5 可分离连接，满足了对壳体1的驱动或者非驱
动的作用。
40.为了方便输入轴2和输出轴3之间的改变方向动力传输，保证动力传输的稳定性。该输入轴2与输出轴3通过锥齿轮6啮合驱动，输出轴3与驱动轴4之间也通过锥齿轮6啮合驱动。
41.为了及时准确的判断每个输出臂01的角度和位置，保证机械臂的控制准确性，也满足整个机械臂姿态的调整。该输出臂01还包括：对壳体1旋转角度测量作用的磁环编码器7。为了方便测量作用，该磁环编码器7围绕输入轴2设置，当壳体1与驱动轴4之间连接时，磁环编码器7记录数据，用于判断该壳体1的旋转角度，方便控制器调整驱动的角度，通过调整电磁离合器5，保证机械臂姿态的调整。
42.优选的，输出臂01的数量为多个，多个输出臂01之间依次连接，相邻输出臂01之间上一输出臂的输出轴3与下一输出臂的输入轴2为同一轴或者固定连接。
43.具体的，输出臂01依次连接，所上一输出臂的输出轴3另一端伸入下一输出臂的壳体1，上一输出臂的输出轴3对于下一输出臂相当于输入轴2。所以本实用新型中提到的输入轴2和输出轴3的两端部均设置有锥齿轮6，满足驱动连接的作用。当然的，对于会后一级的输出臂的输出轴3，可以根据需要调整，例如在壳体1处对其限位即可，不需要伸出壳体1。
44.为了方便的满足相邻输出臂01之间的连接作用，又可以把上一输出臂的自转传递到下一输出臂围绕上一输出臂旋转，保证动力传输的强度，降低输入轴2和输出轴3的强度要求。相邻输出臂01之间的壳体1之间套设有转动筒8连接，通过转动筒8实现动力驱动作用。
45.为了保证对每个壳体1的固定作用，保证机械臂的整体姿态，满足机械臂到达设定位置。进一步的，可以对输出轴3和输入轴2的隔离作用，保证机械臂的使用安全以及抵抗外部环境的能力。将上一输出臂的输出轴3与下一输出臂的输入轴2设在转动筒8内部，转动筒8与上一输出臂的壳体1之间固定连接。为了保证调整下一输出臂的姿态，又可以避免发生与上一输出臂之间的干涉，该转动筒8与下一输出臂的壳体1之间通过制动器9可分离连接。为了方便制动器9的安装，优选的制动器9为盘式制动器，且制动器 9的两个盘分别连接在壳体1和转动筒8上。
46.为了方便磁环编码器7的安装，又可以方便的满足磁环编码器7对壳体 1的旋转角度测量。该磁环编码器7与壳体1固定连接，磁环编码器7的读数头71与转动筒8端部固定连接，使读数头71测量壳体1与转动筒8之间的相对旋转角度。
47.为了方便安装，又可以保证制动效果。该制动器9优选为电磁制动器，该制动器9的两个制动盘分别固定连接在壳体1和转动筒8之间位置，使制动器9制动转动筒8与壳体1，保证对壳体1的固定作用。即实现了壳体1 和转动筒8之间可以相对旋转和固定两种状态。
48.为了满足不同位置和不同精度调整，扩大适用场合。各个输出臂01之间的转动筒8尺寸设置有多种(至少设置两种，一种长臂一种短臂，长臂主要用于伸出，短臂满足改变方向)，适应在转动筒8内部的输出轴3和输入轴2为多种尺寸。从而满足了不同长度的设置，可以根据使用要求，选择不同的尺寸搭配，保证使用效果。
49.当然的，为了保证对机械臂的动力供给，保证对第一个输出臂的输入轴 2驱动作用，进而实现整个机械臂的所有输出臂均有动力来源。该机械臂还包括：动力电机；动力电机的输出端与第一个输出臂的输入轴2驱动连接。
50.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。