本实用新型涉及工业机器人行业中柔性臂技术领域，具体涉及一种万向柔性臂杆。
背景技术：
随着工业机器人行业的快速发展，具有仿人臂特性的柔性臂受到越来越多的关注。相比于传统纯刚性结构的机械臂来说，柔性臂具有更大的灵活性、安全性和适用性。当发生意外碰撞情况时或面临多臂协调作业过程中的摩擦时，作为柔性臂的基本组成单元之—的臂杆首当其冲，且碰撞损伤过程和方向不可预测。因此，为解决这种碰撞损伤的不确定性，有必要提供一种万向柔性臂杆。
技术实现要素：
本实用新型提供一种万向柔性臂杆，其具有多方向的柔性特点，可对来自臂杆轴向以及与轴向任意空间角度方向的冲击起到缓冲作用，并且单独模块化，不仅可以保护整个柔性臂，同时可以在发生意外碰撞时降低人员伤害。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：、一种万向柔性臂杆，至少包括第一基座、可相对所述第一基座沿Z轴直线运动的第一套筒、可相对所述第一套筒绕X轴转动的第二套筒以及可相对所述第二套筒绕Y轴转动的第二基座，所述第一基座、所述第一套筒、所述第二套筒以及所述第二基座依次串接且其轴心线位于同一直线，所述X轴、所述Y轴和所述Z轴两两相互垂直，所述Z轴与所述第一基座的轴心线平行或共线。
进一步的，所述第一基座与所述第一套筒之间、所述第一套筒与所述第二套筒之间，以及所述第二套筒与所述第二基座之间均设有用以提供弹性力的弹性件。
进一步的，所述第一基座与所述第一套筒之间设有第一弹簧，所述第一弹簧的轴心线方向为所述第一基座的轴心线方向，所述第一基座与所述第一套筒之间设有用以容纳所述第一弹簧的第一容纳腔。
进一步的，所述第一基座的周部设有滑槽，所述滑槽的长度延伸方向与所述第一基座的轴心线方向平行，所述第一套筒具有与所述第一基座相连的第一轴段，所述第一轴段的端部设有滑块，所述滑块滑动配合地插设在所述滑槽中。
进一步的，所述第一基座的内部为设有第一导向柱的第一空腔，所述第一轴段的内部设有与所述第一空腔相对的第二空腔，所述第一基座的所述第一空腔和所述第一轴段的所述第二空腔相连通并构成所述的第一容纳腔，所述第一弹簧套设于所述第一导向柱上且收容于所述第一空腔和所述第二空腔内。
进一步的，所述第一套筒与所述第二套筒之间设有第二弹簧，所述第二弹簧的轴心线方向与所述第一套筒的轴心线方向共线，所述第一套筒与所述第二套筒之间设有用以容纳所述第二弹簧的第二容纳腔。
进一步的，所述第一套筒包括与所述第二套筒相连的第二轴段，所述第二轴段的端部沿其周向设有相对的两个第一圆弧形孔位，所述第二套筒具有与所述第一套筒相连的第三轴段，所述第三轴段的端部设有可沿所述第一圆弧形孔位相转动的两第一圆柱形耳，两所述第一圆柱形耳的轴心线方向为所述的X轴方向，所述第三轴段的外径小于所述第二轴段的内径。
进一步的，所述第二轴段的内部为设有第二导向柱的第三空腔，所述第三轴段的内部设有与所述第三空腔相对的第四空腔，所述第三空腔和所述第四空腔相连通并构成所述的第二容纳腔，所述第二弹簧套设于所述第二导向柱上且收容于所述第三空腔和所述第四空腔内。
进一步的，所述第二套筒与所述第二基座之间设有第三弹簧，所述第三弹簧的轴心线方向与所述第二套筒的轴心线方向共线，所述第二套筒与所述第二基座之间设有用以容纳所述第三弹簧的第三容纳腔。
进一步的，所述第二套筒包括与所述第二基座相连的第四轴段，所述第四轴段的端部沿其周向设有相对的两个第二圆弧形孔位，所述第二基座与所述第四轴段相连的端部设有可沿所述第二圆弧形孔位相转动的两第二圆柱形耳，两所述第二圆柱形耳的轴心线方向为所述的Y轴方向，所述第二基座与所述第二套筒相连的端部其外径小于所述第四轴段的内径，所述第四轴段的内部为设有第三导向柱的第五空腔，所述第二基座的内部设有与所述第五空腔相对的第六空腔，所述第五空腔和所述第六空腔相连通并构成所述的第三容纳腔，所述第三弹簧套设于所述第三导向柱上且收容于所述第五空腔和所述第六空腔内。
采用以上技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
（1）本实用新型的万向柔性臂杆具有多方向的柔性特点，可对来自臂杆轴向以及与轴向任意空间角度方向的冲击起到缓冲的作用，从而保护整个柔性臂并降低人员伤害。
（2）本实用新型的万向柔性臂杆摆脱了传统意义上的零件角色，单独模块化，细化机器人产业机构，降低了生产成本。
（3）本实用新型的万向柔性臂杆的两端可以根据实际需要开设不同大小和形状的接口结构，使之实用范围更广。
附图说明
附图1为本实用新型的万向柔性臂杆的轴测图；
附图2为本实用新型的万向柔性臂杆的主视图；
附图3为本实用新型的万向柔性臂杆的左视图；
附图4为附图3中A-A方向的剖视图。
其中，
1、第一基座；101、滑槽；102、第一空腔；103、第一导向柱；
2、第一套筒；201、第一轴段；202、第二空腔；203、第二轴段；204、第三空腔；205、矩形耳；206、第一圆弧形孔位；207、第二导向柱；
3、第二套筒；301、第三轴段；302、第四空腔；303、第四轴段；304、第五空腔；305、第一圆柱形耳；306、第二圆弧形孔位；307、第三导向柱；
4、第二基座；401、第六空腔；402、第二圆柱形耳；
5、第一弹簧；6、第二弹簧；7、第三弹簧；8、第一限位件；9、第二限位件；10、第三限位件。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1至图4所示，一种万向柔性臂杆，至少包括第一基座1、可相对第一基座1沿Z轴直线运动的第一套筒2、可相对第一套筒2绕X轴转动的第二套筒3以及可相对第二套筒3绕Y轴转动的第二基座4，第一基座1、第一套筒2、第二套筒3以及第二基座4依次串接且其轴心线位于同一直线，X轴、Y轴和Z轴两两相互垂直，Z轴与第一基座1的轴心线平行或共线。
本实施例中，第一基座1优选为U型法兰，第二基座4优选为T型法兰。
第一基座1与第一套筒2之间、第一套筒2与第二套筒3之间、第二套筒3与第二基座4之间均设有用以提供弹性力的弹性件。
具体的，第一基座1与第一套筒2之间设有第一弹簧5，第一弹簧5的轴心线方向为第一基座1的轴心线方向，第一基座1与第一套筒2之间设有用以容纳第一弹簧5的第一容纳腔。
本实施例中，第一基座1的周部设有滑槽101，第一套筒2具有与第一基座1相连的第一轴段201以及与第二套筒3相连的第二轴段203，第一轴段201和第二轴段203之间设有台阶，第一轴段201的直径小于第二轴段203的直径。第一轴段201的端部设有可沿滑槽101滑动的滑块，滑块优选为矩形耳205，滑槽101的长度延伸方向与第一基座1的轴心线方向平行。
第一基座1的内部设有第一空腔102，优选在第一空腔102中设置第一导向柱103并且在第一轴段201的内部设置与第一空腔102相对的第二空腔202，第一空腔102和第二空腔202相连通并构成第一容纳腔，第一弹簧5套设于第一导向柱103上且收容于第一空腔102和第二空腔202内。
当然，只要能够实现将第一弹簧5稳定设置在第一基座1和第一套筒2之间，也可以不设置第一导向柱103，或者将第一导向柱103设置在第二空腔202内部。另外，第一空腔102和第二空腔202也可仅设置其中一者。
在本实用新型的万向柔性臂杆受到外力作用时，第一套筒2则可以沿着Z轴方向直线滑动，从而可以对臂杆轴向的碰撞有缓冲作用。
类似的，第一套筒2与第二套筒3之间设有第二弹簧6，第二弹簧6的轴心线方向与第一弹簧5的轴心线方向共线，第一套筒2与第二套筒3之间设有用以容纳第二弹簧6的第二容纳腔。
第一套筒2上第二轴段203的端部沿其周向设有相对的两个第一圆弧形孔位206，第二套筒3具有与第一套筒2相连的第三轴段301以及与第二基座4相连的第四轴段303，第三轴段301和第四轴段303之间设有台阶，且第三轴段301的直径小于第四轴段303的直径。第三轴段301的端部设有可沿第一圆弧形孔位206相转动的两第一圆柱形耳305，两第一圆柱形耳305的轴心线方向即为X轴方向，第三轴段301的外径小于第二轴段203的内径。
第二轴段203的内部为设有第二导向柱207的第三空腔204，第三空腔204与第一轴段201的第二空腔202相分隔开，第三轴段301的内部设有与第三空腔204相对的第四空腔302，第三空腔204和第四空腔302相连通并构成第二容纳腔，第二弹簧6套设于第二导向柱207上且收容于第三空腔204和第四空腔302内。
当然，只要能够实现将第二弹簧6稳定设置在第一基座1和第二套筒3之间，也可以不设置第二导向柱207，或者将第二导向柱207设置在第四空腔302内部。另外，第三空腔204和第四空腔302也可仅设置其中一者。
在本实用新型的万向柔性臂杆受到外力作用时，由于第三轴段301的外径小于第二轴段203的内径，因此臂杆又可以绕X轴转动，从而可以对臂杆的碰撞在该方向上有缓冲作用。
进一步类似的，第二套筒3与第二基座4之间设有第三弹簧7，第三弹簧7的轴心线方向与第一弹簧5的轴心线方向共线，第二套筒3与第二基座4之间设有用以容纳第三弹簧7的第三容纳腔。
第四轴段303的端部沿其周向设有相对的两个第二圆弧形孔位306，第二基座4与第四轴段303相连的端部设有可沿第二圆弧形孔位306相转动的两第二圆柱形耳402，两第一圆柱形耳305的轴心线方向即为Y轴方向，第二基座4与第二套筒3相连的端部其外径小于第四轴段303的内径。
第四轴段303的内部为设有第三导向柱307的第五空腔304，第五空腔304与第四空腔302相分隔开，第二基座4的内部设有与第五空腔304相对的第六空腔401，第五空腔304和第六空腔401相连通并构成的第三容纳腔，第三弹簧7套设于第三导向柱307上且收容于第五空腔304和第六空腔401内。
在本实用新型的万向柔性臂杆受到外力作用时，由于第二基座4的外径小于第四轴段303的内径，因此臂杆又可以绕X轴转动，从而可以对臂杆的碰撞在该方向上有缓冲作用。
本实用新型的臂杆可以对外界冲击在围绕两个互相垂直轴（X轴和Y轴）的旋转方向同时起到缓冲作用时候，其两个方向的叠加效果就可以对外界各个方向的冲击起到缓冲作用，解决了这种碰撞损伤的不确定性，达到保护柔性臂结构以及电器元件，降低人员伤亡的目的。
优选的，在第一基座1和第二基座4上可以设置用以与外部设备相连的安装孔。
优选的，滑槽101与第一基座1的一端端面相连通，两第一圆弧形孔位206与第二轴段203的端面相连通，两第二圆弧形孔位306与第四轴段303的端面相连通，从而便于安装，通过在第一基座1的端部设置第一限位件8用以防止矩形耳205从滑槽101中跑出、同时在第二轴段203的端部以及第四轴段303的端部分别设置第二限位件9和第三限位件10用以对第一圆柱形耳305和第二圆柱形耳402进行限位，本实施例中的第一限位件8、第二限位件9和第三限位件10均为挡圈。
本实用新型的万向柔性臂杆具有多方向的柔性特点，可对来自臂杆轴向以及与轴向任意空间角度方向的冲击起到缓冲的作用，从而保护整个柔性臂以及降低人员伤害。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。