一种具有机械臂且可灵活安装机械臂的汽车的制作方法

本发明属于多功能汽车领域，具体涉及一种具有机械臂且可灵活安装机械臂的汽车。

背景技术：

汽车是现目前最重要的交通工具之一，与人类的工作生活紧密联系在一起，现如今已经成为了人们生活中不可缺少的一部分。随着汽车的不断推广和创新，仅仅只起到载运人或货物的汽车已经无法满足人们的需要。并且现目前大多数汽车只适合在路况好的路面上行驶，在山路、冰雪天、陡峭的上坡路段等行驶非常困难，在冰雪天，汽车轮胎容易打滑或是陷入水中，在崎岖的上路上，汽车轮胎收到的磨损较大，容易胞胎；汽车在上路上坡时，需要更大的动力，在轨道上行驶十分困难，在许多难以驾驶的地方甚至会成为人的累赘。

现今的汽车功能相差不大，大多仅仅起到载运人或货物的功能。随着机械臂的发展与普及，人们越来越认识到了机械臂的重要性，在许多加工制造行业中，人们已经开始在许多机械、设备上安装机械臂来代替人工的简单操作，提高了加工制造的效率，也大大降低人工的消耗，节约了人力资源，同样也专门有一些带有机械臂的机器人，为人们的生活带来诸多便利。机器狗和外骨骼机器人是近来比较热门的机器人，然而这些机器人体型小，力量小运量少，不适合作为大量物资运输工具，在大力工作使用中也不很够。除特别艰苦和简单的工作外，并不能太多扩大人的能力，因而作用有限，缺乏民用市场。而这种设备还需要开发独立的动力系统及其生产线，造成投入更大，性价比相对更低。但由于小巧灵活，机器狗和外骨骼机器人在军事行动中也许会有互补之处。本产品可作为机器狗和外骨骼机器人中远距离调度的运载工具，或者在近距离行动中，帮助这些设备运输能源作为后备。而机器狗或者外骨骼机器人则可处理更为精细灵活的工作。

现今的汽车并没有专门用于解决汽车的行驶难度、可满足各种路况行驶且可满足人们进行各种较难的操作的机械臂。

技术实现要素：

针对现有的汽车技术的不足，本发明的目的在于提出一种具有机械臂且可灵活安装机械臂的汽车，该汽车通过安装的各个机械臂不仅可解决汽车遇见的许多行驶难题，可满足各种路况的驾驶，也可实现难度较大的操作问题，为人们使用汽车或其他需要带来便利。

为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种具有机械臂且可灵活安装机械臂的汽车，包括车体和多个机械臂，多个机械臂活动固定在车体底部的两侧，所述车体底部设有多个机械臂固定点，机械臂活动固定在机械臂固定点上，所述机械臂固定点的个数大于机械臂的个数；所述车体的两侧设有多个用于放置机械臂的机械臂放置槽，所述机械臂放置槽与机械臂固定点的个数相同且均分别位于机械臂固定点的外侧上方；所述车体侧壁设有多个机械臂着力点，所述机械臂着力点与机械臂的个数相同且与机械臂通过活动连接杆相连；

所述机械臂包括第一机械臂钢架、第二机械臂钢架和受力操控体，第一机械臂钢架、第二机械臂钢架和受力操控体依次通过第二舵机、第三舵机连接，第一机械臂钢架上设有第一舵机，所述第一舵机上设有与机械臂固定点相连的机械臂连接体；所述第一舵机与第一机械臂钢架之间设有第一压缩气缸，所述第二舵机与第二机械臂钢架之间设有第二压缩气缸，所述第三舵机与受力操控体之间设有第三压缩气缸；所述第一机械臂钢架和第二机械臂钢架的结构相同；第一机械臂钢架和第二机械臂钢架均包括固定钢架、第一折叠钢架和第二折叠钢架，所述第一折叠钢架和第二折叠钢架均活动固定在固定钢架上；

所述车体内部设有用于控制各个第一机械臂钢架、第二机械臂钢架、受力操控体、第一舵机、第二舵机、第三舵机、第一压缩气缸、第二压缩气缸、第三压缩气缸和活动连接杆工作的主控制器。

进一步的是，所述机械臂连接体包括多个嵌入连接块，所述嵌入连接块上均设有插销连接孔。

进一步的是，所述机械臂固定点包括多个供嵌入连接块插入的固定槽，所固定槽中均设有用于插入插销连接孔中的伸缩插销，所述伸缩插销与主控制器相连。

进一步的是，所述活动连接杆一端与机械臂着力点活动连接，另一端与机械臂连接体活动连接。

进一步的是，所述固定钢架包括第两个立杆、斜支架和中间横杆，所述中间横杆固定两个立杆之间且中间横杆两端均与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接；所述斜支架有两个且分别位于中间横杆的两侧；所述立杆的两端均分别与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接。

进一步的是，所述第一折叠钢架包括两个第一顶部活动杆、第一中间活动杆和两个第一底部活动杆，两个第一顶部活动杆的一端分别与两个立杆的一端活动连接，两个第一顶部活动杆的另一端与第一中间活动杆的一端活动连接，两个第一底部活动杆的一端分别与中间横杆两端活动连接，两个第一底部活动杆的另一端与第一中间活动杆的另一端活动连接。

进一步的是，所述第二折叠钢架包括两个第二顶部活动杆、第二中间活动杆和两个第二底部活动杆，两个第二顶部活动杆的一端分别与中间横杆两端活动连接，两个第二顶部活动杆的另一端与第二中间活动杆的一端活动连接；两个第二底部活动杆的一端分别与两个立杆的另一端活动连接，两个第二底部活动杆的另一端与第二中间活动杆的另一端活动接头；所述第二中间活动杆侧壁设有供第一中间活动杆嵌入的嵌入槽。

进一步的是，所述第一压缩气缸一端与第一舵机相连，另一端与第一机械臂钢架的第二中间活动杆活动连接；所述第二压缩气缸一端与第二舵机相连，另一端与第二机械臂钢架的第二中间活动杆活动连接；所述第三压缩气缸一端与第三舵机相连，另一端与受力操控体活动连接。

进一步的是，所述车体的前轮上方均设有一个机械臂着力点，前轮的两侧均分别设有一个机械臂固定点；所述车体的后轮上方均设有一个机械臂着力点，后轮的两侧均分别设有一个机械臂固定点。

进一步的是，所述第一机械臂钢架和第二机械臂钢架上各个活动连接处以及活动连接杆与机械臂着力点和机械连接体的连接处均设有万向节。

本发明的有益效果是：

本发明提出的汽车安装的多个机械臂的汽车结合了现有的机器人的原理，在汽车的车身及车头上均安装机械臂，该机械臂结构简单，整体结构均采用钢架结构，节约了材料，减轻了重量，在不使用时可进行折叠收缩，大大减小了空间的占据，在使用时可进行展开，加大受力面积，增大受力载荷，避免机械臂局部受力过大遭到损坏；第一机械臂钢架和第二机械臂钢架的活动连接处均为万向节，将弯力和剪切力转换为拉力和压力，消除长柱挠度，减少了长细比；固定钢架中的斜支架增强了抗扭转能力，局部刚度较强，进而保证了机械臂的整体强度；

本发明中的机械臂安装灵活，各个机械臂分别通过顶部的机械臂连接体固定在机械臂固定点处，可根据具体的使用以及环境的需要，切换机械臂固定在汽车底部的位置，保证机械臂在实现某一个功能时，机械臂都能固定在最合适的位置，保证机械臂完成的质量，达到最好的操作效果；在对机械臂的固定位置进行切换时，机械臂顶部的机械臂连接体与机械臂固定点之间的连接取消，只需要通过活动连接杆带动机械臂移动至另一个机械臂固定点进行固定即可；

本发明的各个机械臂上的第一机械臂钢架、第二机械臂钢架和受力操控体的转动折叠角度均为0～180°，机械臂固定在不同的位置时，通过机械臂的转动、收缩可完成对不同用途工具的操控，具有较强的适用性，解决了仅靠人工无法解决的问题，为人们带来了诸多便利；

各个机械臂可实现人体上肢或下肢的模拟，从而进一步实现对不同用途工具的使用，保证使用各种用途工具的效率，让每一个用途工具均能达到较好的使用效果，通过第一舵机、第二舵机、第三舵机、第一压缩气缸、第二压缩气缸和第三压缩气缸的配合可实现机械臂的伸缩、旋转和升降等高难度工序，可模拟手或脚完成一些基础的工作，其中第一舵机为肩关节或髋关节，第二舵机为肘关节或膝关节，第三舵机为手腕或脚踝，第一机械臂钢架为上臂或大腿，第二机械臂钢架为前臂或小腿，受力操控体为手掌或脚掌；从而使得汽车既具有传统汽车的行驶载物的功能，又能够通过机械臂模拟动物上、下肢实现各种精确操作。

附图说明

图1是本发明的机械臂在模拟上肢时的示意图；

图2是本发明的机械臂在模拟下肢时的示意图；

图3是本发明的机械臂进行收纳的示意图；

图4是车体的底部示意图；

图5是机械臂的结构示意图；

图6是机械臂的侧视图；

图7是机械臂连接体的局部结构示意图；

图8是第一机械臂钢架的结构示意图；

图9是第一折叠钢架的示意图；

图10是第二折叠钢架的示意图；

图11是第二中间活动架的示意图。

图中：1、车头；2、车身；3、机械臂；4、活动连接杆；5、机械着力点；6、机械臂放置槽；7、第一机械臂钢架；8、第二机械臂钢架；9、受力操控体；10、第一舵机；11、第二舵机；12、第三舵机；13、第一压缩气缸；14、第二压缩气缸；15、第三压缩气缸；16、立杆；17、中间横杆；18、斜支架；19、第一顶部活动杆；20、第一中间活动杆；21、第一底部活动杆；22、第二顶部活动杆；23、第二中间活动杆；23-1、嵌入槽；24、第二底部活动杆；25、嵌入连接块；25-1、插销连接孔；26、固定槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

在本实施例中，如图1-11所示，一种具有机械臂且可灵活安装机械臂的汽车，包括车体和多个机械臂3，多个机械臂3活动固定在车体底部的两侧，所述车体底部设有多个机械臂固定点，机械臂3活动固定在机械臂固定点上，所述机械臂固定点的个数大于机械臂3的个数；所述车体的两侧设有多个用于放置机械臂3的机械臂放置槽6，所述机械臂放置槽6与机械臂固定点的个数相同且均分别位于机械臂固定点的外侧上方；所述车体侧壁设有多个机械臂着力点5，所述机械臂着力点5与机械臂3的个数相同且与机械臂3通过活动连接杆4相连；

所述机械臂3包括第一机械臂钢架7、第二机械臂钢架8和受力操控体9，第一机械臂钢架7、第二机械臂钢架8和受力操控体9依次通过第二舵机11、第三舵机12连接，第一机械臂钢架7上设有第一舵机10，所述第一舵机10上设有与机械臂固定点相连的机械臂连接体；所述第一舵机10与第一机械臂钢架7之间设有第一压缩气缸13，所述第二舵机11与第二机械臂钢架8之间设有第二压缩气缸14，所述第三舵机12与受力操控体9之间设有第三压缩气缸15；所述第一机械臂钢架7和第二机械臂钢架8的结构相同；第一机械臂钢架7和第二机械臂钢架8均包括固定钢架、第一折叠钢架和第二折叠钢架，所述第一折叠钢架和第二折叠钢架均活动固定在固定钢架上；

所述车体内部设有用于控制各个第一机械臂钢架7、第二机械臂钢架8、受力操控体9、第一舵机10、第二舵机11、第三舵机12、第一压缩气缸13、第二压缩气缸14、第三压缩气缸15和活动连接杆4工作的主控制器。

作为本发明的一种优化方案，所述机械臂连接体包括多个嵌入连接块25，所述嵌入连接块25上均设有插销连接孔25-1。

作为本发明的一种优化方案，所述机械臂固定点包括多个供嵌入连接块25插入的固定槽26，所述固定槽26中均设有用于插入插销连接孔25-1中的伸缩插销，所述伸缩插销与主控制器相连。

作为本发明的一种优化方案，所述活动连接杆4一端与机械臂着力点5活动连接，另一端与机械臂连接体活动连接。

作为本发明的一种优化方案，所述固定钢架包括两个立杆16、斜支架18和中间横杆17，所述中间横杆17固定在两个立杆16之间且中间横杆17两端均与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接；所述斜支架18有两个且分别位于中间横杆17的两侧；所述立杆16的两端均分别与第一折叠钢架和第二折叠钢架活动连接。

作为本发明的一种优化方案，所述第一折叠钢架包括两个第一顶部活动杆19、第一中间活动杆20和两个第一底部活动杆21，两个第一顶部活动杆19的一端分别与两个立杆16的一端活动连接，两个第一顶部活动杆19的另一端与第一中间活动杆20的一端活动连接，两个第一底部活动杆21的一端分别与中间横杆17两端活动连接，两个第一底部活动杆21的另一端与第一中间活动杆20的另一端活动连接。

作为本发明的一种优化方案，所述第二折叠钢架包括两个第二顶部活动杆22、第二中间活动杆23和两个第二底部活动杆24，两个第二顶部活动杆22的一端分别与中间横杆17两端活动连接，两个第二顶部活动杆22的另一端与第二中间活动杆23的一端活动连接；两个第二底部活动杆24的一端分别与两个立杆16的另一端活动连接，两个第二底部活动杆24的另一端与第二中间活动杆23的另一端活动连接；所述第二中间活动杆23侧壁设有供第一中间活动杆20嵌入的嵌入槽23-1。

作为本发明的一种优化方案，所述第一压缩气缸13一端与第一舵机10相连，另一端与第一机械臂钢架7的第二中间活动杆23活动连接；所述第二压缩气缸14一端与第二舵机11相连，另一端与第二机械臂钢架8的第二中间活动杆23活动连接；所述第三压缩气缸15一端与第三舵机12相连，另一端与受力操控体9活动连接。

作为本发明的一种优化方案，所述车体的前轮上方均设有一个机械臂着力点5，前轮的两侧均分别设有一个机械臂固定点；所述车体的后轮上方均设有一个机械臂着力点5，后轮的两侧均分别设有一个机械臂固定点。

作为本发明的一种优化方案，所述第一机械臂钢架7和第二机械臂钢架8上各个活动连接处以及活动连接杆4与机械臂着力点5和机械连接体的连接处均设有万向节。

本发明在具体使用时，各个机械臂3分别通过顶部的机械臂连接体固定在机械臂固定点处，但是机械臂3在车体底部固定位置并不唯一，较为灵活，可根据具体的使用需要以及环境的需要，对机械臂3在车体底部的固定位置进行调整，切换机械臂3固定在汽车底部的位置，保证机械臂3在实现某一个功能时，机械臂3都能固定在最合适的位置，保证机械臂3完成最好的质量，达到最好的操作效果；在对机械臂3的固定位置进行切换时，机械臂3顶部的机械臂连接体与机械臂3固定点之间的连接取消，只需要通过活动连接杆4带动机械臂3移动至另一个机械臂固定点进行固定即可；在本实施例中，车头1底部的机械臂3通过活动连接杆4固定在前轮的上方，通过主控制器对活动连接杆4的控制，可将机械臂3在前轮的前后两个机械臂固定点进行任意切换；车身2底部的机械臂3通过活动连接杆4固定在后轮的上方，通过主控制器对活动连接杆4的控制，可将机械臂3在后轮的前后两个机械臂固定点进行切换；在实际设计中，为了进一步方便机械臂的使用时，提高机械臂的利用率及延长其使用寿命，可在车体的底部设置多个机械臂固定点。

本发明提出的安装的多个机械臂3的汽车结合了现有的机器人的原理，在汽车的车身2及车头1上均安装了机械臂3，该机械臂3结构简单，整体结构均采用钢架结构，节约了材料，减轻了重量，在不使用时可进行折叠收缩，大大减小了空间的占据，在使用时可进行展开，加大受力面积，增大受力载荷，避免机械臂3局部受力过大遭到损坏；第一机械臂钢架7和第二机械臂钢架8的活动连接处均为万向节，将弯力和剪切力转换为拉力和压力，消除长柱挠度，减少了长细比；固定钢架中的斜支架增强了抗扭转能力，局部刚度较强，进而保证了机械臂的整体强度；

本发明中的机械臂3，机械臂3固定在不同的位置时，通过机械臂3的转动、收缩可实现不同的变形从而满足不同的工作需要，具有较强的适用性，解决了仅靠人工无法解决的问题，为人们带来了诸多便利；并且该机械臂3在未使用时可进行折叠收纳放置机械臂放置槽6中，如图3所示，大大减小了机械臂不使用时所占的体积，节约了空间，加强了对机械臂3的保护，延长了机械臂3的使用寿命；

本发明中的各个机械臂3可实现人体上肢或下肢的模拟，从而进一步实现对不同用途工具的使用，保证使用各种用途工具的效率，让每一个用途工具均能达到较好的使用效果，通过第一舵机10、第二舵机11、第三舵机12、第一压缩气缸13、第二压缩气缸14和第三压缩气缸15的配合可实现机械臂3的伸缩、旋转和升降等高难度工序，可模拟手或脚完成一些基础的工作；

在模拟动物上肢时，如图1所示，其中第一舵机10为肩关节，第二舵机11为肘关节，第三舵机12为手腕，第一机械臂钢架7为上臂，第二机械臂钢架8为前臂，受力操控体9为手掌，此时该汽车可通过模拟的上肢实现精确的操作如搬运、推物和常规操作等；

在模拟动物下肢时，如图2所示，其中第一舵机10为髋关节，第二舵机11为膝关节，第三舵机12为脚踝，第一机械臂钢架7为大腿，第二机械臂钢架8为小腿，受力操控体9为脚掌，此时汽车可通过模拟的下肢实现在路况较差情况下的行走、爬坡等的功能，使得该汽车可适应更多的路况，在山区发生泥石流时可直接走过，路上障碍物较多时也可直接走过，当积水较多时也可走过，为人们带来了诸多便利。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。