本发明涉及一种可精确调整的机器人及操作臂用多轴关节结构，属于机器人和多轴机械臂领域。
背景技术：
在机器人领域和摆动机械领域中，两个连接机构的直线的微小摆动往往是通过两组外露的直线气缸或者油缸，利用连杆结构连接到摆动臂上，通过两组直线气缸或者油缸的往复移动实现，或者是直连一组旋转油缸或者电机实现转动；以上几种结构油缸需要一定程度的外露，安全度低，同时油缸安装位置如果使用长跨度的油缸和连杆，那么会增加整体重量，降低稳定性，如果使用短跨度的油缸和连杆，那么就需要将连杆和油缸安装到靠近摆动轴心的位置，这样就会增加摆动位置的配重，增大附近结构的负担，降低设备的稳定性；同时同轴电机结构和旋转油缸结构需要同轴于旋转机构设置，不仅会增加旋转机构的重量，同时会增加旋转轴的负担；同时多轴连接的机械臂结构的多台串联驱动电机也会增加机械臂的重量，增大整体结构的负担。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中油缸、电机等机构直接驱动串联结构负重大、稳定性低的技术问题，提供一种可精确调整的机器人及操作臂用多轴关节结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可精确调整的机器人及操作臂用多轴关节结构，包括平面摆动组件和绕轴摆动组件；其中所述平面摆动组件包括转动座和摆动臂连接块，所述转动座包括一个杆结构的连接臂和一个中空壳状结构的旋转支撑壳，所述旋转支撑壳固定于连接臂的轴向一端；所述摆动臂连接块上固定有摆动臂连接轴；所述摆动臂连接块转动连接于旋转支撑壳的中部；所述摆动臂连接块上还设置有一个驱动臂，所述驱动臂上设置有补偿臂；所述连接臂内部设置有两组直线驱动杆；
所述补偿臂包括若干组阵列设置的弹性结构的支撑片，所述支撑片镶嵌固定于驱动臂上，所述支撑片为以摆动臂连接块的轴线为轴心设置的弧形结构，支撑片之间为同心平行设置，所述补偿臂还包括两组连接块，支撑片的轴向两端镶嵌到所述连接块内部，所述连接块上转动连接有一个线缆夹紧座；所述直线驱动杆的端部与线缆夹紧座之间通过线缆连接，所述旋转支撑壳的内壁对称设置有两组线缆滑套，所述线缆滑套通过一个万向连接轴B连接到旋转支撑壳的内壁上；
所述绕轴摆动组件包括一个摆动支撑套，所述摆动支撑套的轴向端部设置有一个连接套，所述连接臂转动连接于连接套的内壁上，所述连接套的内壁还转动连接有一个驱动套，所述驱动套的内部环形阵列设置有若干直线驱动机构，所述直线驱动机构的驱动端与直线驱动杆之间通过万向连接轴A连接，所述驱动套的外壁还同轴设置有一个驱动环；所述驱动套的端部与连接套的端部之间通过若干环形阵列设置的螺杆固定连接；
所述摆动支撑套的外壁还设置有一个支撑框，所述支撑框内设置有一个旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的旋转输出端上设置有旋转环，所述旋转环与驱动环之间传动连接。
作为本发明的进一步改进，所述旋转驱动机构为旋转气缸。
作为本发明的进一步改进，所述旋转环与驱动环之间皮带传动连接。
作为本发明的进一步改进，所述摆动支撑套的内壁和支撑框的连接位置设置有两组过线孔，所述过线孔内壁设置有尼龙的润滑套，所述皮带穿过润滑套的中部。
作为本发明的进一步改进，所述摆动支撑套与驱动环之间设置有旋转支撑机构，所述旋转支撑机构包括设置于摆动支撑套内壁的一个推动环，推动环与摆动支撑套内壁之间通过螺纹固定连接，所述旋转支撑机构还包括一个支撑环，所述支撑环内设置有一个渐缩结构的斗状凹槽，所述驱动环的一端设置有一个截面为半圆形的接触环，所述接触环与斗状凹槽的渐缩内侧壁接触；所述支撑环与推动环之间通过一个镶嵌在推动环一侧的支撑铜板接触。
作为本发明的进一步改进，所述摆动臂连接块的外壁转动连接有一个支撑座，所述摆动支撑套的外壁上滑动连接有一个支撑气缸，所述摆动支撑套的外壁还固定有一个推杆，所述推杆为螺杆结构，螺杆端部与支撑气缸尾部转动连接，所述支撑气缸的气缸杆端部与支撑座之间通过一个弧形的弹性钢片连接。
作为本发明的进一步改进，所述连接臂内部还设置有两组直线引导机构，连接臂内部设置有一个支撑孔，所述直线引导机构包括一个固定于支撑孔内壁的引导套，所述支撑孔的尾端滑动连接直线驱动杆，所述引导套的内部滑动连接有一个连接套，所述连接套的端部设置有一个夹块，所述夹块中部设置有一个过线孔，所述线缆的尾端设置有一个直径大于过线孔的限位铅块；所述连接套与引导套之间通过键槽配合结构滑动连接；所述夹块通过一个镶嵌到连接套内部的轴承转动连接于连接套内部，所述连接套的尾端与直线驱动杆之间固定连接。
作为本发明的进一步改进，所述摆动臂连接块上设置有一个滑动座，所述驱动臂的端部与滑动座的内孔之间通过键槽配合结构滑动连接，所述滑动座内孔的底部与驱动臂的端部之间设置有一个支撑弹簧；所述驱动臂的另一端部转动连接有一个阻尼块，所述阻尼块与旋转支撑壳内壁之间滑动连接。
作为本发明的进一步改进，所述旋转支撑壳的中部贯穿连接有一个穿过摆动臂连接块中部的支撑轴。
作为本发明的进一步改进，所述驱动臂与补偿臂之间90°垂直设置。
本发明的有益效果是：
1、首先本发明通过稳定的钢丝拉紧结构和弹性支撑补偿结构实现对摆动结构的摆动驱动，因为是钢丝传动结构，所以拉动钢丝的直线结构可以设置在设备的任何位置，之间也可以通过杆结构或者活塞结构进行传动作为中继进行连接，钢丝结构相比于杆结构活塞结构可以有效降低整体的重量，同时可以方便的调整整个结构的重量配比；同时本发明采用了内藏式的绕轴旋转结构，实现了前部结构的旋转驱动，采用平行设置的旋转气缸旋转驱动从而缩小了整个结构的长度，便于布置和驱动，同时皮带结构可以较好的补偿整个结构在运动时，所存在的摆动误差。
2、润滑套可以在结构整体摆动扭曲时，保证皮带不会接触外框结构而产生磨损，提高皮带的寿命。旋转支撑结构采用一个推动环推动一个由钢板弹性连接的支撑环，支撑环与驱动环上的接触环接触，进而实现驱动环的稳定转动和支撑，保证前部摆动机构的绕轴旋转的稳定性。
3、绕轴摆动结构的摆动臂连接块的外部转动连接了一个支撑座，同时支撑座通过一个弹性钢片连接到一个气缸上，通过气缸可以对摆动臂连接块进行提拉，针对不同的载重情况，对摆动臂连接块提供额外的支撑负载，同时通过螺杆调节气缸的预定位置可以方便的实现对弹性钢片的预紧以及摆动臂连接块的预定位。
4、为了保证良好的线缆拉紧结构的直线稳定性，降低线缆拉紧的不同方向的力对直线驱动机构的直线伸缩部的负担，本结构设置了一个滑动套结构为直线伸缩部提供支撑，提高稳定性，同时线缆端部设置的铅块通过一个独立设置的夹块进行固定，夹块可以用硬度相对较低的材质制成以降低对线缆的摩擦损耗；键槽配合可以实现防转支撑，保证直线驱动机构的直线伸缩部与滑动套结构之间的连接强度，壁面大规格旋转轴承带来的不稳定性，保证力矩的输出效果；端部设置的夹块采用滑套结构轴承转动连接，且小规格轴承的框量更小，稳定更高，并进一步降低线缆与夹块之间的摩擦，提高线缆寿命。
5、滑动座的弹性连接结构不仅可以为支撑片提供多一个应力释放的方向，同时也可以通过支撑片和支撑弹簧的配合，使得阻尼块可以紧紧的压在旋转支撑壳的内壁，保证良好的稳定性和摆动阻尼。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图中：1、旋转支撑壳；2、连接臂；3、摆动臂连接块；4、摆动臂连接轴；5、驱动臂；6、滑动座；7、支撑弹簧；8、支撑片；9、连接块；10、线缆夹紧座；11、线缆；12、线缆滑套；13、万向连接轴B；14、夹块；15、连接套；16、引导套；17、限位铅块；18、直线驱动杆；19、支撑轴；20、阻尼块；21、直线驱动机构；22、驱动环；23、支撑环；24、接触环；25、推动环；26、摆动支撑套；27、支撑框；28、旋转环；29、旋转驱动机构；30、润滑套；31、皮带；32、支撑气缸；33、推杆；34、螺纹座；35、弹性钢片；36、支撑座。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明为一种可精确调整的机器人及操作臂用多轴关节结构，包括平面摆动组件和绕轴摆动组件；其中所述平面摆动组件包括转动座和摆动臂连接块3，所述转动座包括一个杆结构的连接臂2和一个中空壳状结构的旋转支撑壳1，所述旋转支撑壳1固定于连接臂2的轴向一端；所述摆动臂连接块3上固定有摆动臂连接轴4；所述摆动臂连接块3转动连接于旋转支撑壳1的中部，所述旋转支撑壳1的中部贯穿连接有一个穿过摆动臂连接块3中部的支撑轴19；所述连接臂2内部设置有两组直线驱动杆18，所述连接臂2内部还设置有两组直线引导机构，连接臂2内部设置有一个支撑孔，所述直线引导机构包括一个固定于支撑孔内壁的引导套16，所述支撑孔的尾端滑动连接直线驱动杆18，所述引导套16的内部滑动连接有一个连接套15，所述连接套15的端部设置有一个夹块14，所述夹块14中部设置有一个过线孔，所述连接套15与引导套16之间通过键槽配合结构滑动连接；所述夹块14通过一个镶嵌到连接套15内部的轴承转动连接于连接套15内部，所述连接套15的尾端与直线驱动杆18之间固定连接；
所述摆动臂连接块3上还设置有一个驱动臂5，所述驱动臂5与补偿臂之间90°垂直设置，所述驱动臂5上设置有补偿臂，所述摆动臂连接块3上设置有一个滑动座6，所述驱动臂5的端部与滑动座6的内孔之间通过键槽配合结构滑动连接，所述滑动座6内孔的底部与驱动臂5的端部之间设置有一个支撑弹簧7；所述补偿臂包括若干组阵列设置的弹性结构的支撑片8，所述支撑片8镶嵌固定于驱动臂5上，所述支撑片8为以摆动臂连接块3的轴线为轴心设置的弧形结构，支撑片8之间为同心平行设置，所述补偿臂还包括两组连接块9，支撑片8的轴向两端镶嵌到所述连接块9内部，所述连接块9上转动连接有一个线缆夹紧座10；所述夹块14的端部与线缆夹紧座10之间通过线缆11连接，所述线缆11的尾端设置有一个直径大于过线孔的限位铅块17，所述线缆11穿过过线孔后通过限位铅块17限位连接到夹块14上，所述旋转支撑壳1的内壁对称设置有两组线缆滑套，所述线缆滑套通过一个万向连接轴B13连接到旋转支撑壳1的内壁上；所述驱动臂5的另一端部转动连接有一个阻尼块20，所述阻尼块20与旋转支撑壳1内壁之间滑动连接。
所述绕轴摆动组件包括一个摆动支撑套26，所述摆动支撑套26的轴向端部设置有一个连接套15，所述连接臂2转动连接于连接套15的内壁上，所述连接套15的内壁还转动连接有一个驱动套，所述驱动套的内部环形阵列设置有若干直线驱动机构21，所述直线驱动机构21的驱动端与直线驱动杆18之间通过万向连接轴A连接，所述驱动套的外壁还同轴设置有一个驱动环22；所述驱动套的端部与连接套15的端部之间通过若干环形阵列设置的螺杆固定连接；
所述摆动支撑套26的外壁还设置有一个支撑框27，所述支撑框27内设置有一个旋转驱动机构29，所述旋转驱动机构29为旋转气缸，旋转气缸的旋转输出端上设置有旋转环28，所述旋转环28与驱动环22之间通过皮带31传动连接，所述摆动支撑套26的内壁和支撑框27的连接位置设置有两组过线孔，所述过线孔内壁设置有尼龙的润滑套30，所述皮带31穿过润滑套30的中部。
所述摆动支撑套26与驱动环22之间设置有旋转支撑机构，所述旋转支撑机构包括设置于摆动支撑套26内壁的一个推动环25，推动环25与摆动支撑套26内壁之间通过螺纹固定连接，所述旋转支撑机构还包括一个支撑环23，所述支撑环23内设置有一个渐缩结构的斗状凹槽，所述驱动环22的一端设置有一个截面为半圆形的接触环24，所述接触环24与斗状凹槽的渐缩内侧壁接触；所述支撑环23与推动环25之间通过一个镶嵌在推动环25一侧的支撑铜板接触。
所述摆动臂连接块3的外壁转动连接有一个支撑座36，所述摆动支撑套26的外壁上滑动连接有一个支撑气缸32，所述摆动支撑套26的外壁还固定有一个推杆33，所述推杆33为螺杆结构，螺杆端部与支撑气缸32尾部转动连接，所述支撑气缸32的气缸杆端部与支撑座36之间通过一个弧形的弹性钢片35连接。
如图所示，首先将摆动支撑套26固定到相关的机座上；同时将摆动臂连接轴4与摆动臂固定连接，将相关的支撑气缸32、直线驱动气缸、旋转油缸等构件连接到液压、气压机上；默认状态下，两组直线驱动气缸结构的直线驱动机构21处于半回缩状态，使得两组线缆11均处于放松状态，同时连接块9带动支撑片8处于放松，平面摆动处于起始位置，随后驱动旋转气缸结构的旋转驱动机构29通过皮带31带动驱动环22旋转，驱动环22通过前述的直线驱动机构21带动整个连接臂2旋转，使得绕轴转动机构处于起始位置；同时通过推动环25，利用支撑铜板的自身柔性和润滑性挤压支撑环23，通过支撑环23对接触环24的挤压，实现对驱动环22旋转阻尼的控制；调整完毕后就可以开始驱动；驱动时，平面摆动状态，通过两组
直线驱动杆18差值移动，在直线驱动机构21的驱动下，通过万向连接轴A带动直线驱动杆18移动，直线驱动杆18带动连接套15在引导套16内移动，从而通过连接套15拉动夹块14移动，最后夹块14拉动线缆11使得线缆11被拉紧并输出张力，一侧线缆11被拉紧时，另一侧线缆11被放松时，补偿臂带动驱动臂5摆动，驱动臂5最后带动摆动臂连接块3旋转，摆动臂连接轴4伴随摆动，实现平面摆动，平面摆动的同时，补偿臂受到张力曲张，通过驱动臂5推挤阻尼块20，阻尼块20与旋转支撑壳1之间摩擦，产生摆动阻尼；绕轴摆动状态，通过摆动支撑套26与旋转支撑壳1的转动连接，同时通过驱动环22带动两组直线驱动机构21绕轴旋转从而带动连接臂2的旋转，旋转的阻尼力则由推动环25推动支撑环23，支撑环23摩擦挤压接触环24提供，旋转的输出则通过旋转环28带动皮带31传动提供；最后通过螺纹座34调整支撑气缸32的起始位置，支撑气缸32的气缸杆通过弹性钢片35连接一个设置于摆动臂连接块3一侧的支撑座36上，通过支撑气缸32对弹性钢片35的拉紧可以进一步保证摆动臂连接块3的受力能力，保证整体强度。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。