一种多角度自由旋转的机械手臂的制作方法

本实用新型涉及机械自动化装配领域，尤其涉及一种多角度自由旋转的机械手臂。

背景技术：

机械臂是目前在技术领域得到最广泛应用的自动化机械装置。在工业制造、医学治疗、军事以及太空探索等领域都能见到它的身影。机械臂在工业自动化中广泛使用，它通常有几个自由度，用以抓取或移动物体(工具或工件)，它可把任一物件或工具按空间位置和姿态的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。

现在在工业生产中普遍所使用的机械手臂不带有高度调节功能，机械手臂在夹抓的过程中，高度都是固定的，一种机械手臂只可固定在同一个工业生产流水台上操作，不同高度的工作台需要不同的机械手臂在工作，浪费资源。

技术实现要素：

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种结构简单的多角度自由旋转的机械手臂。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种多角度自由旋转的机械手臂，其特征在于：包括底座、下手臂、手臂连接座、上手臂、手腕，所述下手臂的一端转动设置在底座上，且所述下手臂以二者的连接点为中心在竖直方向能进行上下转动，所述手臂连接座的一端转动设置在下手臂的另一端，且所述手臂连接座以二者的连接点为中心在竖直方向能进行上下转动，所述上手臂的一端转动设置在所述手臂连接座的另一端上，且所述上手臂以二者的连接点为中心在二者的接触面内能进行圆周运动，所述手腕的一端转动设置在上手臂的另一端上，且所述手腕以二者的连接点为中心在竖直方向能进行上下转动。

优选地，所述下手臂与底座、手臂连接座的两个连接点均处于下手臂的同侧。保证转动均在下手臂的同侧进行，需要维修时，提高维修的效率。

优选地，所述手臂连接座的两端分别设置有连接头，所述手臂连接座的两个连接头分别转动连接上手臂和下手臂，所述手臂连接座的上手臂的连接头处于下手臂的连接头的逆时针旋转90度方向。如果下手臂具有一定弧度，可以保证上手臂处在弧度内侧。

优选地，所述上手臂为“U”字型，所述上手臂的底部具有第一平台，所述上手臂通过第一平台(与手臂连接座转动连接，所述手腕为“U”字型，所述手腕的“U”字型的两个延伸臂转动设置在所述上手臂的“U”字型的两个延伸臂内。保证上手臂和手腕的连接的紧密性。

优选地，所述上手臂的两个延伸臂中至少一个延伸臂的内侧设置有圆形凹槽，所述手腕的两个延伸臂中的至少一个延伸臂的外侧设置有圆形凸台，且所述圆形凸台与圆形凹槽相匹配，供所述手腕相对于上手臂转动连接。保证并实现手腕与上手臂的相对转动。

优选地，所述底座包括基座和转动盘，所述基座上转动设置转动盘，且所述转动盘能以二者的连接点为中心在所述基座的平面内做圆周运动，所述转动盘与所述下手臂转动连接，且所述下手臂能以二者的连接点为中心在竖直方向进行上下转动。实现底座的相对运动，从而带动下手臂在水平方向发生移动。

优选地，所述基座上设置有基座圆台，所述基座圆台的侧边设置有限位块A，所述限位块A的上表面与基座圆台平面处于同一平面；所述转动盘的底部设置有转动盘圆台，所述转动盘圆台大于所述基座圆台，所述转动盘圆台的表面上设置有与限位块A相匹配的限位块B，所述限位块B处于转动盘圆台的边缘位置，所述限位块B与所述限位块A配合，能恰好使所述转动盘进行360度内的圆周运动。实现转动盘与基座的相对的转动，但是也能保证转动盘不会超过360度的转动。

优选地，所述转动盘的上表面设置有下手臂连接位，所述转动盘通过所述下手臂连接位与下手臂转动连接，与所述下手臂连接位连接的所述下手臂的连接部分呈半圆形，所述下手臂连接位的表面设置有限位块C和限位块D，且所述限位块C和限位块D对称设置在所述下手臂的半圆形外围，当所述下手臂转动至水平位置时，所述限位块C和限位块D恰好与下手臂接触并阻止其继续向下转动。保证下手臂不会无限制的进行上下转动，保证下手臂的有效转动。

本实用新型一种多角度自由旋转的机械手臂的有益效果是，首先，通过底座的基座和转动盘的配合，可以使转动盘在基座上进行一定角度范围的水平旋转；其次，下手臂与转动盘的连接，在转动盘连接位上的限位块的作用之下，下手臂进行一定角度的上下旋转；再者，手臂连接座随下手臂的转动而以上下移动，手臂连接座上设置的上手臂，由于上手臂与手臂连接座连接，所以上手臂可以在连接表面上进行一定角度范围内的旋转；另外，手腕和上臂的U字型两个延伸臂的连接，手腕可相对于上臂进行上下翻转；通过多个角度的自由旋转，可以使机械手臂适配不同的角度和尺寸的抓取。

附图说明

图1为多角度自由旋转机械手臂的整体结构示意图。

图2为基座的结构示意图。

图3为转动盘的结构示意图。

图4为下手臂的结构示意图。

图5为手臂连接座的结构示意图。

图6为上手臂的结构示意图。

图7为手腕的结构示意图。

图中：

1-底座；2-下手臂；3-手臂连接座；4-上手臂；5-手腕；

11-基座；12-基座圆台；13-限制块A；14-转动盘；15-转动盘圆台；16-限制块B；17-下手臂连接位；18-限制块C；19-限制块D；

41-圆形凹槽；42-第一圆台；

51-圆形凸台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1：一种多角度自由旋转的机械手臂，其包括底座1、下手臂2、手臂连接座3、上手臂4、手腕5和抓取头6，所述下手臂2上下转动设置在底座1上，所述下手臂2通过手臂连接座3与上手臂4上下转动连接，所述手腕5上下转动设置在上手臂4上，

参见附图2-3：底座1的结构：底座1包括基座11和转动盘14，基座11上设置有基座圆台12，基座圆台12的侧边设置有限位块A13，限位块A13的上表面与基座圆台12平面处于同一平面；转动盘14上转动设置在基座圆台12上，转动盘14的底部设置有圆台，所述圆台的直径大于基座圆台12直径，圆台的表面上设置有与限位块A13相匹配的限位块B16，限位块B16处于圆台的边缘位置；转动盘14的的上表面设置有下手臂连接位17，下手臂连接位17与下手臂2的转动连接，与所述下手臂连接位17连接的所述下手臂2的连接部分呈半圆形，所述下手臂连接位17的表面设置有限位块C18和限位块D19，且所述限位块C18和限位块D19对称设置在所述下手臂2的半圆形外围，当所述下手臂2转动至水平位置时，所述限位块C18和限位块D19恰好与下手臂2接触并阻止其继续向下转动。

底座1的结构的作用：将底座1单独分开，保证底座1的转动；其次，通过基座11和转动盘14的配合，可以使转动盘14在一定角度内转动，增大机械手臂的整体的活动范围；最后，通过限位块C18和限位块D19的设置，可以在一定的角度范围内限制下手臂2的转动范围，保证机械手臂运转的有效性。

参见附图4-6：上、下手臂的连接结构：下手臂2分别与底座1、手臂连接座3转动连接，手臂连接座3的两端分别设置有连接头，手臂连接座3的上手臂连接头处于下手臂连接头的逆时针旋转90度方向，手臂连接座3的两个连接头分别转动连接上手臂4和下手臂2，上手臂4为“U”字型，上手臂4的底部设置有第一平台42，上手臂4通过第一平台42与手臂连接座3转动连接。

上、下手臂的连接结构的作用：上手臂4通过手臂连接座3与下手臂2连接，上手臂4的第一平台42与手臂连接座3相连，所以限制了上手臂4的360度的转动，但是上手臂4的转动范围也足以满足对于机械手臂的要求。

参见附图7：手腕5和抓取头6的结构及其连接：手腕5为“U”字型，手腕5的“U”字型两个延伸臂设置在上手臂4的“U”字型两个延伸臂内。

手腕5和抓取头6的作用：手腕5的U字型两个延伸臂与上手臂4的U字型两个延伸臂的卡接，可以使手腕5相对于上手臂4在一定范围内上下转动。

综上所述，在基座11、转动盘14、下手臂2、手臂连接座3、上手臂4、手腕5的共同作用下，共发生五个角度的相对转动及运动，可以保证机械手臂在不同场景中的使用性，提高了机械手臂的使用率，实现了机械手臂的多角度的自由旋转。

以上实施方式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了解本实用新型的内容并加以实施，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做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。