一种机械臂前臂的制作方法

本实用新型涉及机械臂，尤其是一种机械臂前臂。

背景技术：

机械手依靠复杂的传动关系使其具有多方位运动的能力，机械手在工业生产中被广泛应用，实现物品的搬运等工作。机械手是机械传动的典型应用，具有很好的教学示范性，大专院校中也常有利用机械手作为教学案例。由于机械手体积庞大，价格昂贵，将工业用的机械手用于教学用具明显不现实，而且工业机械手结构复杂，内部机构无法直观看出，无法起到教学的用途，因此需要研发一种适合教学用的机械臂。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种机械臂前臂，适合教学示范用。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种机械臂前臂，包括抓手、驱动抓手翻转的第一驱动机构和驱动抓手旋转的第二驱动机构；

所述抓手包括抓手本体、驱动抓手本体开合的第一电机和驱动抓手本体旋转的第二电机，所述抓手本体由亚克力透明板组装而成，其包括安装板、左夹臂和右夹臂，所述安装板的一侧设有第一连接法兰，所述第二电机的输出轴设有第二连接法兰，第一连接法兰与第二连接法兰通过螺栓连接；所述安装板的另一侧向外延伸设有第一安装座，所述第一电机固定在第一安装座上；所述左夹臂包括第一左连杆、第二左连杆和第三左连杆，第一左连杆包括圆形的第一旋转部和连接在第一旋转部一侧的第一杆部，所述第一旋转部枢接在安装板上，第一旋转部的边缘设有第一齿部，所述第一杆部的端部与第二左连杆的一端铰接，第二左连杆的另一端设有第一夹持座，所述第三左连杆的一端铰接在安装板上，第三左连杆的另一端铰接在第二左连杆的中间位置；所述右夹臂包括第一右连杆、第二右连杆和第三右连杆，第一右连杆包括圆形的第二旋转部和连接在第二旋转部一侧的第二杆部，第一电机的输出与第二旋转部连接，第二旋转部的边缘设有与第一齿部啮合的第二齿部，所述第二杆部的端部与第二右连杆的一端铰接，第二右连杆的另一端设有第二夹持座，第一夹持座与第二夹持座组成夹持机构，所述第三右连杆的一端铰接在安装板上，第三右连杆的另一端铰接在第二右连杆的中间位置；

所述第一驱动机构包括第二安装座、第三安装座、第三电机和齿轮传动组，所述第二安装座由亚克力透明板组装而成，其包括第二安装板和设置在第二安装板两侧的第二侧板，第二电机固定在第二安装板上，所述第三安装座由亚克力透明板组装而成，其包括第三安装板和设置在第三安装板两侧的第三侧板，所述二安装板位于第三安装板的外侧，两第三安装板之间设有第一转轴，第一转轴的两端分别穿出两侧的第三侧板后与第二侧板固定连接；所述齿轮传动组包括套在第一转轴上的第一扇形齿轮和套在第三电机输出轴上的第二扇形齿轮，第一扇形齿轮与第二扇形齿轮啮合；

所述第二驱动机构包括第四安装座、第四电机和透明的长筒，所述第四安装座由亚克力透明板组装而成，其包括两块对称设置的第三侧板和第四侧板，所述第三侧板和第四侧板之间设有第一固定板、第二固定板和第三固定板；所述长筒的一端与第三安装板连接，长筒的另一端依次穿过第一固定板和第二固定板，长筒通过轴承分别与第一固定板和第二固定板枢接，所述第四电机固定在第三固定板上，第四电机的输出轴通过连接机构与长筒的一端连接；所述第三电机设置在长筒内。

作为改进，所述第一左连杆、第二左连杆、第三左连杆、第一右连杆、第二右连杆、第三右连杆的枢接端或铰接端均为圆形，并在圆形的圆心处设有圆孔，圆孔内设有旋转轴。

作为改进，所述第二左连杆在中间位置向外呈160°弯折形成V形结构；所述第二右连杆在中间位置向外呈160°弯折形成V形结构。

作为改进，第一齿部分布在第一旋转部四分之一的圆周范围；第二齿部分布在第二旋转部四分之一的圆周范围。

作为改进，所述安装板呈八边形，安装板的前端呈梯形，所述第三左连杆和第三右连杆的一端铰接在安装板的前端，第二连接法兰设置在安装板的后端，第一旋转部和第二旋转部设置在安装板中部边缘。

作为改进，所述第二电机的前端设有锥形套，锥形套的一端固定在第二电机上，第二连接法兰设置在锥形套的另一端，锥形套内设有轴孔，第二电机的输出轴穿过轴孔与第二连接法兰连接。

作为改进，第三侧板的一端与第三安装板连接，另一端呈半圆形；两第三侧板之间设有封板，所述封板、第三侧板和第三安装板围成封闭空间，所述第一扇形齿轮和第二扇形齿轮设于封闭空间内。

作为改进，所述第三电机的输出轴通过联轴器与轴杆的一端连接，轴杆的另一端穿过第三安装板伸入封闭空间与第二扇形齿轮连接。

作为改进，所述连接机构为连接盘，所述连接盘呈圆形，其边缘设有若干呈圆周均匀分布的固定凸起，所述长筒的一端端面对应所述固定凸起处设有定位凹槽，所述固定凸起与定位凹槽配合。

本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：

第四电机与长筒的一端连接，长筒的另一端与第一驱动机构连接，第一驱动机构与抓手连接，所以可以通过第四电机驱动长筒旋转即可驱动抓手整体旋转，第一驱动机构中，第三电机通过扇形的齿轮传动组可以驱动第二安装座绕第一转轴旋转，从而驱动抓手整体绕第一转轴进行翻转，该驱动结构紧凑，有助于减小机械臂的体积；具有复杂传动关系的前臂由亚克力透明板组装而成，学生能够直观看到抓手的传动关系，能够更好的学习机械传动原理。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为第一驱动机构示意图。

图3为抓手结构示意图。

图4为抓手分解视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种机械臂前臂，包括抓手1、驱动抓手1翻转的第一驱动机构2和驱动抓手1旋转的第二驱动机构3。

如图3、4所示，所述1抓手包括抓手本体13、驱动抓手本体13开合的第一电机12和驱动抓手本体13旋转的第二电机11，所述抓手本体13由亚克力透明板组装而成，学生能够直观看到抓手的传动关系，能够更好的学习机械传动原理。抓手本体13包括安装板131、左夹臂和右夹臂。所述安装板131呈八边形，所述安装板131后端设有第一连接法兰138，所述第二电机11的输出轴设有第二连接法兰112，第一连接法兰138与第二连接法兰112通过螺栓连接，第二电机11驱动安装板131旋转。所述安装板131的中部一侧向外延伸设有第一安装座139，所述第一电机12固定在第一安装座139上。所述左夹臂包括第一左连杆132、第二左连杆134和第三左连杆133；第一左连杆132包括圆形的第一旋转部1321和连接在第一旋转部1321一侧的第一杆部1322，所述第一旋转部1321枢接在安装板131上，第一旋转部1321的边缘设有第一齿部1323，第一齿部1323分布在第一旋转部1321四分之一的圆周范围，所述第一杆部1322的端部与第二左连杆134的一端铰接；第二左连杆134的另一端设有第一夹持座1341，第一夹持座1341上设有防滑齿；所述第三左连杆133的一端铰接在安装板131上，第三左连杆133的另一端铰接在第二左连杆134的中间位置，所述第二左连杆134在中间位置向外呈160°弯折形成V形结构。所述右夹臂包括第一右连杆135、第二右连杆136和第三右连杆137；第一右连杆135包括圆形的第二旋转部1351和连接在第二旋转部1351一侧的第二杆部1352，第一电机12的输出与第二旋转部1351连接，第二旋转部1351的边缘设有与第一齿部1323啮合的第二齿部1353，第二齿部1353分布在第二旋转部1351四分之一的圆周范围，所述第二杆部1352的端部与第二右连杆136的一端铰接；第二右连杆136的另一端设有第二夹持座1361，第一夹持座1341与第二夹持座1361组成夹持机构，第二夹持座1361上设有防滑齿；所述第三右连杆137的一端铰接在安装板131上，第三右连杆137的另一端铰接在第二右连杆136的中间位置，所述第二右连杆136在中间位置向外呈160°弯折形成V形结构。安装板131的前端呈梯形，所述第三左连杆133和第三右连杆137的一端铰接在安装板131的前端，第二连接法兰112设置在安装板131的后端，第一旋转部1321和第二旋转部1351设置在安装板131中部边缘；该种结构紧凑，而且部件之间相互不产生干涉。所述第一左连杆132、第二左连杆134、第三左连杆133、第一右连杆135、第二右连杆136、第三右连杆137的枢接端或铰接端均为圆形，并在圆形的圆心处设有圆孔，圆孔内设有旋转轴。圆形结构围绕圆心旋转运动是一个普通的原理，学生们更容易接受，本实用新型采用常规的运动结构使学生更清楚连接杆的端部旋转运动带来的其他传动关系，由浅至深的学习。所述第二电机11的前端设有锥形套，锥形套的一端固定在第二电机11上，第二连接法兰112设置在锥形套的另一端，锥形套内设有轴孔，第二电机11的输出轴穿过轴孔与第二连接法兰112连接。

如图2所示，所述第一驱动机构包括第二安装座21、第三安装座22、第三电机23和齿轮传动组。所述第二安装座21由亚克力透明板组装而成，其包括第二安装板211和设置在第二安装板211两侧的第二侧板212，第二侧板212与第二安装板211围成容置空间，第二电机固定在第二安装板211的外侧上。所述第三安装座22设于容置空间内，第三安装座22由亚克力透明板组装而成，其包括第三安装板221和设置在第三安装板221两侧的第三侧板222，所述二安装板位于第三安装板221的外侧，第三安装座22与第二安装座21之间发生相对旋转时不会发生干涉。两第三安装板221之间设有第一转轴27，第一转轴27的两端分别穿出两侧的第三侧板222后与第二侧板212固定连接，所述第三侧板222上设有轴承供第一转轴27穿过。所述齿轮传动组包括套在第一转轴27上的第一扇形齿轮25和套在第三电机23输出轴上的第二扇形齿轮26，第一扇形齿轮25与第二扇形齿轮26啮合，第三电机23可以通过旋转运动转换为第一转轴27的旋转运动。第三侧板222的一端与第三安装板221连接，另一端呈半圆形；两第三侧板222之间设有封板，所述封板、第三侧板222和第三安装板221围成封闭空间，所述第一扇形齿轮25和第二扇形齿轮26设于封闭空间内。所述第三电机23的输出轴通过联轴器与轴杆24的一端连接，轴杆的另一端穿过第三安装板221伸入封闭空间与第二扇形齿轮26连接；轴杆加长了第三电机23输出的距离，增加机械抓手位置的灵活性。

如图1所示，所述第二驱动机构3包括第四安装座33、第四电机32和透明的长筒31。所述第四安装座33由亚克力透明板组装而成，其包括两块对称设置的第三侧板331和第四侧板332，所述第三侧板331和第四侧板332之间设有前后设置的第一固定板333、第二固定板334和第三固定板335；第三侧板331、第四侧板332、第一固定板333、第三固定板335围成方形的框架，框架的顶部设有顶板，底部设有底板，从而形成箱形结构。所述第三电机设置在长筒31内，所述长筒31套在轴杆外，且长筒31的一端与第三安装板连接，通过第三安装板驱动整个第三安装座和第二安装座；长筒31的另一端依次穿过第一固定板333和第二固定板334伸入到第二固定板334与第三固定板335之间，长筒31通过轴承分别与第一固定板333和第二固定板334枢接；所述第四电机32固定在第三固定板335上，第四电机32的输出轴通过连接机构与长筒31的一端连接。所述连接机构为连接盘，所述连接盘呈圆形，其边缘设有若干呈圆周均匀分布的固定凸起，所述长筒31的一端端面对应所述固定凸起处设有定位凹槽，所述固定凸起与定位凹槽配合。