一种具有垂直升降功能的连杆传动机械臂的制作方法

[0001]
本实用新型涉及机械臂领域，尤其涉及一种具有垂直升降功能的连杆传动机械臂。


背景技术：

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随着自动化技术的发展，使用机器人代替人类工作已经成为一种趋势。但是有些产业使用普通机器人远远不够，需要像人类一样可以自由调整高度，这种情况则需要使用机械臂来满足这种需求。而市面上的机械臂大多是使用多电机实现，不仅不便于控制，成本还高。且有些机械臂不能伸缩收放，占用空间大。


技术实现要素：

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本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种具有垂直升降功能的连杆传动机械臂。
[0004]
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种具有垂直升降功能的连杆传动机械臂，包括肩座，所述肩座的一侧固定连接有电动机，所述电动机的转动轴的前端固定连接有转动盘，所述转动盘远离电动机的一侧固定连接有下臂主连杆，所述下臂主连杆的另一端转动连接有齿轮箱，所述下臂主连杆在靠近齿轮箱一端的固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮啮合有从动齿轮，所述从动齿轮的中心处固定连接有上臂主连杆，所述上臂主连杆的另一端转动连接有载物台，所述肩座的底端转动连接有下臂辅助连杆，所述下臂辅助连杆的另一端转动连接有齿轮箱，所述齿轮箱与下臂辅助连杆的相对的一端转动连接有上臂辅助连杆，所述上臂辅助连杆的另一端与载物台的中心处转动连接，所述上臂辅助连杆与齿轮箱的转动连接处设置有转动轴，所述转动轴的底端固定设置有滚动轴承。
[0005]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0006]
所述滚动轴承的外圈与齿轮箱固定连接，所述下臂辅助连杆与齿轮箱的转动连接处设置有转动轴，所述转动轴的底端固定设置有滚动轴承，所述滚动轴承的外圈与齿轮箱固定连接。
[0007]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0008]
所述下臂主连杆在与转动盘的连接处设置有多个六角螺钉，所述下臂主连杆与转动盘通过多个六角螺钉进行固定连接，多个六角螺钉一共四个呈正矩形设置。
[0009]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0010]
所述电动机通过六角螺纹固定在肩座的一侧，所述电动机为直流伺服电机。
[0011]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0012]
所述上臂主连杆的一端固定连接在载物台的底端，所述上臂主连杆的另一端与齿轮箱为转动连接，所述上臂辅助连杆固定连接在载物台的中心处。
[0013]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0014]
所述上臂主连杆和上臂辅助连杆的长度一致，所述下臂辅助连杆和下臂主连杆的
长度一致，所述下臂主连杆与上臂主连杆的长度一致。
[0015]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0016]
所述下臂辅助连杆与下臂主连杆平行设置，所述上臂辅助连杆和上臂主连杆平行设置，所述下臂辅助连杆和下臂主连杆平行间距与所述上臂辅助连杆和上臂主连杆的平行间距相等。
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本实用新型具有如下有益效果：
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1、本实用新型的机械臂采用连杆传动方式控制，实现了单一电机对多关节联动的控制，它虽然是多关节机械臂，但是只需要一台电机就可以控制整个机械臂的升降，控制起来方便且成本低。
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2、本实用新型的机械臂在不使用时可以收回到初始状态存放，占用空间小。
附图说明
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图1为本实用新型提出的一种具有垂直升降功能的连杆传动机械臂的结构示意图；
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图2为本实用新型提出的一种具有垂直升降功能的连杆传动机械臂的电动机位置示意图；
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图3为本实用新型提出的一种具有垂直升降功能的连杆传动机械臂的齿轮箱与辅助连杆的转动连接示意图。
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图例说明：
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1、肩座；2、下臂辅助连杆；3、电动机；4、下臂主连杆；5、转动盘；6、上臂主连杆；7、上臂辅助连杆；8、载物台；9、齿轮箱；10、从动齿轮；11、主动齿轮。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0026]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0027]
参照图1-3，本实用新型提供的一种实施例：一种具有垂直升降功能的连杆传动机械臂，包括肩座1，肩座1的一侧固定连接有电动机3，电动机3的转动轴的前端固定连接有转动盘5，用于传递动力给下臂主连杆4，转动盘5远离电动机3的一侧固定连接有下臂主连杆
4，下臂主连杆4的另一端转动连接有齿轮箱9，下臂主连杆4在靠近齿轮箱9一端的固定连接有主动齿轮11，主动齿轮11 啮合有从动齿轮10，从动齿轮10的中心处固定连接有上臂主连杆6，上臂主连杆6的另一端转动连接有载物台8，肩座1的底端转动连接有下臂辅助连杆2，下臂辅助连杆2的另一端转动连接有齿轮箱9，齿轮箱9与下臂辅助连杆2的相对的一端转动连接有上臂辅助连杆7，上臂辅助连杆7的另一端与载物台8的中心处转动连接，通过四个连杆以及齿轮的相互协作，实现载物台8相对应肩座1 进行升降，上臂辅助连杆7与齿轮箱9的转动连接处设置有转动轴，转动轴的底端固定设置有滚动轴承。
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滚动轴承的外圈与齿轮箱9固定连接，下臂辅助连杆2与齿轮箱9的转动连接处设置有转动轴，转动轴的底端固定设置有滚动轴承，滚动轴承的外圈与齿轮箱9固定连接。下臂主连杆4在与转动盘5的连接处设置有多个六角螺钉，下臂主连杆4与转动盘5通过多个六角螺钉进行固定连接，多个六角螺钉一共四个呈正矩形设置，保证连接的稳定性。电动机3通过六角螺纹固定在肩座1的一侧，电动机3为直流伺服电机，成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，易于维护。上臂主连杆6的一端固定连接在载物台8的底端，上臂主连杆 6的另一端与齿轮箱9为转动连接，上臂辅助连杆7固定连接在载物台8的中心处。上臂主连杆6和上臂辅助连杆7的长度一致，下臂辅助连杆2和下臂主连杆 4的长度一致，下臂主连杆4与上臂主连杆6的长度一致。下臂辅助连杆2与下臂主连杆4平行设置，上臂辅助连杆7和上臂主连杆6平行设置，下臂辅助连杆 2和下臂主连杆4平行间距与上臂辅助连杆7和上臂主连杆6的平行间距相等，由以上条件组合两个相等平行四边形，使得载物台8只通过一个电动机3就可以稳定的进行升降。
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工作原理：电动机3运行带动下臂主连杆4旋转，通过齿轮箱9内的主动齿轮11和从动齿轮10进行传动，带动上臂主连杆6旋转。由于下臂辅助连杆2与下臂主连杆4平行且相等，那么固定在两根连杆两端的肩座1与齿轮箱9构成一个平行四边形，即齿轮箱9与肩座1平行，肩座1是固定在一个水平面的，肩座 1不动，齿轮箱9不旋转。上臂辅助连杆7同理，它的主要作用是维持载物台8 不发生旋转。
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本机械臂的四根连杆等长，通过齿轮传动，下臂向上抬起的角度等于上臂抬起的角度，上臂连杆与下臂连杆以及肩座1与载物台8之间形成一个等腰三角形，从而实现载物台8相对于肩座1垂直升降。
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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。