一种高效智能的工业用机械手臂的制作方法

本实用新型涉及一种机械手臂，特别涉及一种高效智能的工业用机械手臂。

背景技术：

机械手臂是一种辅助人们进行复杂操作的工具，顾名思义，就是由机械组成的可以活动的手臂状物体。它通常由若干可以互相活动的连杆和驱动连杆相互活动的部件构成。随着社会和经济的发展，有许多的单调繁重的工作已经交给机械臂进行，但是机械臂的普及之路仍然比较漫长，这是因为目前的机械手大多是在连接关节点垂直设置一个电动机和液压机构，由液压机构来提供机械臂弯折所需要的动力，由电动机来对关节处弯折的角度和距离进行精确的定位。如此设计就会造成两个问题，第一外置的电动机和液压机构不仅外形不够美观，而且体积庞大突兀，只适合在大型的工厂、码头进行货物搬运，而不适合在空间有限的区域工作，因此一些机械手臂的设计和生产人员希望有一种机械臂，自身体积小，操作灵活度高，并且可以根据各种指令进行智能工作，完成一些人工无法进行的工作，从而增强机械臂在工厂的普及范围，降低机械臂的造价和使用成本。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种高效智能的工业用机械手臂，解决了现有技术中普通的机械臂由外置的电动机联合液压系统提供动力造成的机械臂笨重且造价和使用成本高昂的问题，将电动机设置在每个机械臂关节的内部，提供一对锥度减速齿轮降低电动机的转速，增大力矩，并且设置了控制模块和若干驱动模块，控制模块通过驱动模块对各个电动机和气路进行控制，从而缩减机械臂的体积和动力机构，降低机械臂的造价和使用成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种高效智能的工业用机械手臂，包括箱体底座、立柱、大力臂、小力臂和电器控制柜，所述箱体底座的内部通过轴承座固定设有蜗轮，所述蜗轮的一侧啮合连接设有蜗杆，所述蜗杆的一端同轴连接旋转电动机，所述蜗轮的顶端同轴连接所述立柱的底端，所述立柱是一个中空的柱状体，所述立柱的中部固定设有大力臂电机，所述大力臂电机的转轴穿接固定第一锥齿轮，所述立柱的顶端扣合连接所述大力臂的底端，所述大力臂底端的一侧镶嵌设有第一齿环，所述第一锥齿轮啮合所述第一齿环，所述大力臂的中部固定设有小力臂电机，所述小力臂电机的转轴穿接固定设有第二锥齿轮，所述大力臂的顶端扣合连接所述小力臂的顶端，所述小力臂的顶端嵌合连接第二齿环，所述第二锥齿轮啮合连接所述第二齿环，所述小力臂的中部固定设有伸缩气缸，所述小力臂的底端通过转轴固定连接卡爪，所述伸缩气缸的伸缩轴通过销轴分别连接所述卡爪，所述箱体底座的一侧固定设有所述电器控制柜，所述电器控制柜内安装设有程序控制模块和若干电机驱动模块，所述程序控制模块通过导线电性连接所述电机驱动模块的信号输入端，所述电机驱动模块的电力输出端通过导线分别电性连接所述旋转电动机、所述大力臂电机和所述小力臂电机。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述箱体底座内部的底端固定设有冲气泵站，所述冲气泵站上固定设有电磁阀，所述电磁阀的两端分别通过导油管连接所述伸缩气缸和所述冲气泵站，所述电磁阀的电路接口通过导线电性连接所述程序控制模块的信号输出端。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述大力臂的底端的另一侧固定设有配重块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述程序控制模块是单片机模块或CPU模块或PLC模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电机驱动模块是伺服驱动器或步进驱动器或变频器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述旋转电动机、所述大力臂电机和所述小力臂电机是伺服电动机或步进电动机或变频电动机。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述箱体底座、所述立柱、所述大力臂和所述小力臂由不锈钢材料或铝合金材料制成。

本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型的结构精密，使用方便，且实用性强，解决了现有技术中普通的机械臂由外置的电动机联合液压系统提供动力造成的机械臂笨重且造价和使用成本高昂的问题，将用于驱动关节部件运转的电动机设置在每个机械臂关节的内部，从而减少了机械臂的体积，在每个关节内提供一对锥度减速齿轮降低电动机的转速，增大电动机的力矩，由此避免了液压机构，减少了建造成本和维护成本，并且设置了程序控制模块和若干电机驱动模块，程序控制模块通过电机驱动模块对各个电动机和气路进行控制，实现了本实用新型智能控制机械臂运转的目的。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的主观结构示意图；

图2是本实用新型的侧视结构示意图；

图3是本实用新型的电路连接示意图；

图中：1、箱体底座；2、蜗轮；3、蜗杆；4、旋转电动机；5、立柱；6、大力臂电机；7、第一锥齿轮；8、大力臂；9、第一齿环；10、小力臂电机；11、第二锥齿轮；12、小力臂；13、第二齿环；14、伸缩气缸；15、卡爪；16、电器控制柜；17、程序控制模块；18、电机驱动模块；19、冲气泵站；20、电磁阀；21、配重块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-3所示,本实用新型提供一种高效智能的工业用机械手臂，包括箱体底座1、立柱5、大力臂8、小力臂12和电器控制柜16，箱体底座1的内部通过轴承座固定设有蜗轮2，蜗轮2的一侧啮合连接设有蜗杆3，蜗杆3的一端同轴连接旋转电动机4，蜗轮2的顶端同轴连接立柱5的底端，立柱5是一个中空的柱状体，立柱5的中部固定设有大力臂电机6，大力臂电机6的转轴穿接固定第一锥齿轮7，立柱5的顶端扣合连接大力臂8的底端，大力臂8底端的一侧镶嵌设有第一齿环9，第一锥齿轮7啮合第一齿环9，大力臂8的中部固定设有小力臂电机10，小力臂电机10的转轴穿接固定设有第二锥齿轮11，大力臂8的顶端扣合连接小力臂12的顶端，小力臂12的顶端嵌合连接第二齿环13，第二锥齿轮11啮合连接第二齿环13，小力臂12的中部固定设有伸缩气缸14，小力臂12的底端通过转轴固定连接卡爪15，伸缩气缸14的伸缩轴通过销轴分别连接卡爪15，箱体底座1的一侧固定设有电器控制柜16，电器控制柜16内安装设有程序控制模块17和若干电机驱动模块18，程序控制模块17通过导线电性连接电机驱动模块18的信号输入端，电机驱动模块18的电力输出端通过导线分别电性连接旋转电动机4、大力臂电机6和小力臂电机10。

进一步，箱体底座1内部的底端固定设有冲气泵站19，冲气泵站19上固定设有电磁阀20，电磁阀20的两端分别通过导油管连接伸缩气缸14和冲气泵站19，电磁阀20的电路接口通过导线电性连接程序控制模块17的信号输出端。

大力臂8的底端的另一侧固定设有配重块21，可以对大力臂8和与之连接的小力臂12以及卡爪15进行配重，使得本实用新型的转向动作更加灵活。

程序控制模块17是单片机模块或CPU模块或PLC模块，单片机模块、CPU模块和PLC模块具有很强的逻辑控制能力，因此可以指令立柱5、大力臂8、小力臂12和卡爪15进行相应的动作，实现本实用新型的自动化和智能化。

电机驱动模块18是伺服驱动器或步进驱动器或变频器，可以很好的控制旋转电动机4、大力臂电机6和小力臂电机10的转动速度和转动角度，实现本实用新型的智能化控制。

旋转电动机4、大力臂电机6和小力臂电机10是伺服电动机或步进电动机或变频电动机，可以精确的执行程序控制模块17和电机驱动模块18的指令，实现本实用新型的各种工作。

箱体底座1、立柱5、大力臂8和小力臂12由不锈钢材料或铝合金材料制成，不锈钢材料和铝合金材料具有很好的结构强度和防腐蚀性能，可以令本实用新型结构坚固且使用寿命长久。

本实用新型的结构精密，使用方便，且实用性强，将用于驱动关节部件运转的电动机设置在每个机械臂关节的内部，从而减少了机械臂的体积，在每个关节内提供一对锥度减速齿轮降低电动机的转速，增大电动机的力矩，由此避免了液压机构，减少了建造成本和维护成本，并且设置了程序控制模块17和若干电机驱动模块18，程序控制模块17通过电机驱动模块18对各个电动机和气路进行控制，实现了本实用新型智能控制机械臂运转的目的，解决了现有技术中普通的机械臂由外置的电动机联合液压系统提供动力造成的机械臂笨重且造价和使用成本高昂的问题，由此具有很好的实用价值。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。