一种多自由度机械臂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械臂，具体地说是一种可组态的多自由度机械臂。
【背景技术】
[0002]随着科技迅猛发展，人民生活和工作的自动化、智能化程度越来越高，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、航空航天等各领域，越来越多的机械臂为人类服务。
[0003]现有机械臂自由度不尽相同，形态各异，但他们都有一个共同的特点:它们针对特定的应用场合而设计，臂的数量固定，机械臂的自由度数量也是固定；它们只能在特定的场合完成特定的任务，不能随着应用场合的变化而简便改装；难以满足多种场合、多种任务的应用要求。
【发明内容】
[0004]为解决已有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可组态的多自由度机械臂。该机械臂具有多种可以组态的臂，当需要多个臂时，臂的首尾依次铰接，臂与臂之间连接简单、方便；该机械臂自由度数量与其采用臂的种类及数量相关；可以根据不同的应用场合需求，采用不同臂或多个臂组合，组装简单方便。该机械臂的自由度可调，可满足多种场合、多种任务的需求，可使机械臂广泛应用于各行各业。
[0005]本发明采用如下技术方案:
[0006]本发明的一种多自由度机械臂，包括底座、转盘、至少一个臂及至少一个拉杆机构；所述转盘安装于底座上，所述臂的一端与转盘铰接，所述拉杆机构的两端分别与转盘及臂铰接。
[0007]所述底座指米用联轴器传动的第一种底座，其包括第一种底座体、第一电机、第一联轴器、第一轴承及若干第一紧定螺钉；所述第一种底座体上有带轴孔的凸台及电机支架，所述凸台的轴孔上开设有安装第一轴承的轴承孔，所述电机支架开设有轴孔及若干螺钉孔，所述凸台的轴孔与电机支架的轴孔同轴；所述第一种底座体底部还开设有安装固定用的螺钉孔；所述第一电机上开设有固定用的螺钉孔，所述第一电机轴穿过所述第一种底座体上电机支架的轴孔，所述第一紧定螺钉穿过电机支架的螺钉孔将第一电机固定在第一种底座体上；所述第一电机轴上套设有第一联轴器；所述转盘，包括转盘体及第二轴承；所述转盘底部设有转盘轴，盘面上设有带轴孔的转盘凸台及销轴基座，所述转盘凸台的轴孔上开设有安装第二轴承的轴承孔，所述销轴基座的两边都开设有销轴孔；所述转盘轴穿过第一轴承及第一种底座体凸台的轴孔，与第一联轴器固接。
[0008]优选的，所述底座指采用同步带传动的第二种底座或采用齿轮传动的第三种底座。
[0009]所述第二种底座，其包括第二种底座体、第五电机、第一皮带轮、第五轴承、同步带、第二皮带轮、第六轴承及若干第四紧定螺钉；所述第二种底座体上有带轴孔的凸台及电机支架，所述凸台的轴孔上开设有安装第五轴承的轴承孔，所述电机支架开设有轴孔、安装第六轴承的轴承孔及若干螺钉孔，所述凸台的轴孔与第六轴承的轴承孔同轴；所述第二种底座体底部还开设有安装固定用的螺钉孔；所述第五轴承安装于凸台的轴承孔内，所述第六轴承安装于电机支架的轴承孔内；所述第五电机上开设有固定用的螺钉孔，所述第五电机轴穿过所述第二种底座体上电机支架的轴孔，所述第四紧定螺钉穿过电机支架的螺钉孔将第五电机固定在第二种底座体上；所述第五电机的轴上套设有第二皮带轮；所述转盘轴穿过第五轴承、第二种底座体凸台的轴孔、第一皮带轮及第六轴承；所述同步带与第一皮带轮及第二皮带轮配合，实现同步带传动。
[0010]所述第三种底座，其包括第三种底座体、第六电机、第二齿轮、第七轴承、第三齿轮及若干第五紧定螺钉；所述第三种底座体上有带轴孔的凸台及电机支架，所述凸台的轴孔上开设有安装第七轴承的轴承孔，所述电机支架开设有轴孔、转轴孔及若干螺钉孔，所述凸台的轴孔与电机支架的转轴孔同轴；所述第三种底座体底部还开设有安装固定用的螺钉孔；所述第七轴承安装于凸台的轴承孔内；所述第六电机上开设有固定的螺钉孔，所述第六电机轴穿过所述第三种底座体上电机支架的轴孔，所述第五紧定螺钉穿过电机支架的螺钉孔将第六电机固定在第三种底座体上；所述第六电机轴上套设有第三齿轮；所述转盘轴穿过第七轴承、第三种底座体凸台的轴孔、第二齿轮及电机支架的转轴孔；所述第二齿轮与第三齿轮配合传动。
[0011]所述拉杆机构指第一拉杆机构，其包括齿条及拉杆头；所述齿条开设有横向通孔，通孔与齿面平行并处于齿条一端的靠近端面的位置；所述拉杆头为第一种拉杆头，其包括第一拉杆、第二电机、第一齿轮、第一固定片、第二固定片、第二紧定螺钉及第三紧定螺钉；所述第一拉杆上开设有三个平行分布的通孔，其中两个通孔位于第一拉杆的两侧；所述第一固定片上开设有轴孔、若干电机安装固定孔及若干螺钉孔；所述第二固定片上开设有轴孔及若干螺钉孔；所述第二电机的轴依次穿过第一固定片的轴孔、第一齿轮孔及第二固定片的轴孔，所述第二紧定螺钉穿过第一固定片，将第二电机固定于第一固定片的一侧；两个所述第三螺钉分别依次穿过第二固定片底部的两个螺钉孔、第一拉杆左侧及中间的通孔及第一固定片底部的两个螺钉孔，将第二固定片、第一拉杆及第一固定片固定在一起，另外两个第三紧定螺钉分别穿过第二固定片顶部的两个螺钉孔及第一固定片顶的两个螺钉孔将第二固定片与第一固定片固定；所述齿条的与齿面平行的底面与第一拉杆顶面贴合，齿条与第一齿轮相配合，其中齿条带通孔的一端远离第一拉杆。
[0012]优选的，所述拉杆头为具有不同数量电机的第二、三、四或五拉杆头，所述电机数量为η(η>0);所述电机安装方向与齿条的运行方向垂直或者平行。所述电机与齿条的运行方向垂直时，拉杆头指第二种拉杆头或者第三种拉杆头；所述电机与齿条的运行方向平行时，拉杆头指第四拉杆头或者第五拉杆头。
[0013]所述第二种拉杆头包括两个第九电机、两个第八齿轮、两片第五固定片、一个第二拉杆及若干第六紧定螺钉；所述第五固定片开设有两个轴孔及若干螺钉孔，所述第二拉杆上开设有三个平行分布的通孔，其中两个通孔位于第二拉杆的两侧；所述两个第九电机的轴分别穿过两个第五固定片的轴孔，两个第九电机分别固定于两个第五固定片的一侧；两个所述第六螺钉分别穿过两个第五固定片底部的两个螺钉孔及第二拉杆左侧和中间的通孔，将两个第五固定片及第二拉杆固定在一起，另外两个第六紧定螺钉分别穿过两个第五固定片顶部的两个螺钉孔将两个第五固定片固定；所述齿条与齿面平行的底面与第二拉杆顶面贴合，齿条与两个第八齿轮相配合，其中齿条带通孔的一端远离第二拉杆；所述两个第九电机分布于第二拉杆的两侧。
[0014]所述第三种拉杆头包括四个第十电机、四个第九齿轮、两片第六固定片、一个第三拉杆及若干第七紧定螺钉；所述第六固定片开设有四个轴孔及若干螺钉孔，所述第三拉杆上开设有四个平行分布的通孔，其中两个通孔位于第三拉杆的两侧；所述四个第十电机的轴分别穿过两个第六固定片的轴孔，四个第十电机中的两个固定于一个第六固定片的同一侦牝另外两个第十电机固定于另一个第六固定片的同一侧；三个所述第七螺钉分别穿过两个第六固定片底部的三个螺钉孔及第三拉杆左侧和中间的三个通孔，将两个第六固定片及第三拉杆固定在一起，另外三个第七紧定螺钉分别穿过两个第六固定片顶部的三个螺钉孔将两个第六固定片固定；所述齿条与齿面平行的底面与第三拉杆顶面贴合，齿条与四个第九齿轮相配合，其中齿条带通孔的一端远离第三拉杆；所述四个第十电机两两分布于第三拉杆的两侧。
[0015]所述第四种拉杆头，其包括一个第十一电机、一个第十齿轮、两个第七固定片、一个第一锥齿轮、一个第二锥齿轮、一个第一支架、一个第四拉杆、一个第一转轴及若干第八紧定螺钉；所述第四拉杆上开设有三个平行分布的通孔，其中两个通孔位于第四拉杆的两侧；所述第七固定片上开设有一轴孔、若干电机安装固定孔及若干螺钉孔；所述第二锥齿轮套设在第十一电机轴上，所述第十一电机通过第一支架固定于一片第七固定片的一侧；所述第一转轴穿过两个第七固定片的轴孔，其上套设有第十齿轮及第一锥齿轮，其中第十齿轮位于两个第七固定片的中间；所述第一锥齿轮与第二锥齿轮配合；两个所述第八螺钉分别穿过第七固定片底部的两个螺钉孔及第四拉杆左侧及中间的通孔，将两个第七固定片及第四拉杆固定在一起，另外两个第八紧定螺钉分别穿过第七固定片顶部的两个螺钉孔将两个第七固定片固定；所述齿条与齿面平行的底面与第四拉杆顶面贴合，齿条与第十齿轮相配合，其中齿条带通孔的一端远离第四拉杆。
[0016]所述第五种拉杆头，其包括两个第十二电机、一个第十一齿轮、两个第八固定片、两个第三锥齿轮、两个第四锥齿轮、两个第二支架、一个第五拉杆、一个第二转轴及若干第九紧定螺钉；所述第五拉杆上开设有三个平行分布的通孔，其中两个通孔位于第五拉杆的两侧；所述第八固定片上开设有一轴孔、若干电机安装固定孔及若干螺钉孔；所述两个第三锥齿轮分别套设在两个第十二电机轴上，所述两个第十二电机分别通过两个第二支架固定于两个第八固定片的一侧；所述第二转轴穿过两个第八固定片的轴孔，其上套设有第十一齿轮及两个第四锥齿轮，其中第十一齿轮位于两个第八固定片中间；所述两个第三锥齿轮与两个第四锥齿轮分别配合；两个所述第九螺钉分别穿过第八固定片底部的两个螺钉孔及第五拉杆左侧及中间的通孔，将两个第八固定片及第五拉杆固定在一起，另外两个第九紧定螺钉分别穿过第八固定片顶部的两个螺钉孔将两个第八固定片固定；所述齿条与齿面平行的底面与第五拉杆顶面贴合，齿条与第十一齿轮相配合，其中齿条带通孔的一端远离第五拉杆。
[0017]所述臂指带旋转关节的臂或不带旋转关节的臂。所述带旋转关节的臂包括第一种臂及第二种臂，所述不带旋转关节的臂包括第三种臂及第四种臂。
[0018]所述第一种臂包括相配合的第一臂及第二臂，所述第一臂与第二臂采用联轴器传动；第一臂包括第一臂体、第三电机、第二联轴器、第一轴销及第一推力轴承；所述第一臂体顶部开设有带通孔的转轴座，底部开设有安装第三电机、第二联轴器、第一轴销及第一推力轴承的槽，第一臂体表面设有带通孔的销轴座，底部端面还开设有轴孔；所述转轴座与销轴座通孔的方向平行；所述第三电机轴上套设第二联轴器，所述第一推力轴承与第二联轴器及第一臂体底部端面的轴孔同轴。
[0019]所述第二臂包括第二臂体及第三轴承，第二臂体底部设有带通孔的凸台，顶部端面设有带轴销孔的转轴，第二臂体表面设有带通孔的销轴座，所