一种三自由度机械臂结构制造技术

本实用新型专利技术属于越障机构领域，并公开了一种三自由度机械臂结构，其包括两组机械臂和车体组件，机械臂组件包括第一、二和三关节支架，第一与第二和第三关节支架之间设置有第一和第二机械臂长板，第一和第二机械臂长板上设有第一、第二和第三电机，第一和第二关节支架上设有第一和第二关节轴，第一和第二关节轴上设有与第二和第一电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮；车体组件的第一车体支架与一组机械臂组件中的第二关节轴相连，第二车体支架上安装有第三关节轴，第三关节轴的两端设有与第三电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮，第三车体支架与另一组机械臂组件中第二关节轴相连。本实用新型专利技术可实现任意角度平面间自由翻越，具有结构简单、行走灵活自由等优点。

A structure of three degrees of freedom manipulator

The utility model belongs to the field of an obstacle crossing mechanism, three degrees of freedom manipulator structure and the public, which comprises two groups of mechanical arm and body components, mechanical arm assembly includes first, second and three joint support, first and second long arm plate is arranged between the first and the second and third joint support, first, second and third the motor is provided with first and second arm long board, the first and the second joint support is provided with a first and second joint shaft bevel gear and the meshing bevel gear second and the first on the motor is provided with a first and second joint shaft; second joint shaft is connected to a first body bracket body component and a mechanical arm assembly. Second body bracket is arranged on the third ends of the third shaft joint, joint shaft is provided with the bevel gear and the meshing bevel gear third on the motor third, and another group of machine body bracket The second joint axis of the arm assembly is connected. The utility model can be freely turned over in any angle plane, and has the advantages of simple structure and flexible and free walking.

【技术实现步骤摘要】
一种三自由度机械臂结构
本技术属于越障机构领域，更具体地，涉及一种三自由度机械臂结构。
技术介绍
生产生活中，为了实现机械平台的自由移动以及翻越障碍功能，通常通过设置机械机构来实现，而随着对机械平台移动及越障要求的不断提高，其不但需要在平面内实现自由移动，同时还需要能够在不同夹角两平面之间实现翻越障碍。现有的传统小车只能在普通平面上行走移动，而不能满足在存在包括阶梯、墙体平面、窗框等障碍的平面条件上移动，而市场上存在的越障小车只能实现类似于内九十度角、外九十度角等规则障碍，无法满足任意角度夹角之间的越障要求，其并不适合实际生产生活中许多高难度的越障情况。基于上述问题和缺陷，研究设计一款可以配合多车体平台来满足越障要求的三自由度机械臂是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种三自由度机械臂结构，通过对其关键组件如机械臂组件和车体组件的结构及其具体设置方式的研究和设计，相应的可有效解决现有机械臂结构无法在任意角度平面间翻越的问题，具有结构简单、行走灵活自由等优点，尤其适用于三车体等多腔车体的应用场合。为实现上述目的，本技术提出了一种三自由度机械臂结构，其包括机械臂组件和车体组件，其中：所述机械臂组件设置有两组，每组所述机械臂组件包括第一关节支架、第二关节支架和第三关节支架，所述第一关节支架和第二关节支架之间设置有第一机械臂长板，所述第一关节支架和第三关节支架之间设置有第二机械臂长板，所述第一机械臂长板上设置有第一电机，该第一电机上连接有伞齿轮，所述第二机械臂长板上设置有第二电机和第三电机，该第二电机和第三电机上均连接有伞齿轮，所述第一关节支架和第二关节支架上分别安装有第一关节轴和第二关节轴，所述第一关节轴上设有与所述第二电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮，所述第二关节轴上设有与所述第一电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮；所述车体组件包括第一车体支架、第二车体支架和第三车体支架，其中所述第二车体支架位于所述第一车体支架和第三车体支架之间，所述第一车体支架通过轴承与其中一组所述机械臂组件中的第二关节轴相连，所述第二车体支架通过轴承安装有第三关节轴，该第三关节轴的两端设有分别与两组所述机械臂组件中的第三电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮，所述第三车体支架通过轴承与另一组所述机械臂组件中的第二关节轴相连。作为进一步优选的，所述第一关节轴、第二关节轴和第三关节轴上的伞齿轮通过顶丝进行安装，所述第一电机、第二电机和第三电机上的伞齿轮与电机轴的末端相连。作为进一步优选的，所述第一关节轴、第二关节轴和第三关节轴上的伞齿轮为1模30齿的伞齿轮，所述第一电机、第二电机和第三电机上的伞齿轮为1模15齿的伞齿轮。作为进一步优选的，所述第一机械臂长板通过其两端的定位孔与所述第一关节支架和第二关节支架相连，所述第二机械臂长板通过其两端的定位孔与所述第一关节支架和第三关节支架相连。作为进一步优选的，所述第一电机通过所述第二关节支架中部的三个定位孔固定在该第二关节支架上，所述第二电机通过所述第一关节支架中部的三个定位孔固定在该第一关节支架上，所述第三电机通过所述第三关节支架中部的三个定位孔固定在该第三关节支架上。作为进一步优选的，所述第一机械臂长板和第二机械臂长板由碳钢板制成，该第一机械臂长板和第二机械臂长板上均设置有减重槽。作为进一步优选的，所述第一关节支架由两个L型连接板组成，所述两个L型连接板的一端与所述第一关节轴相连，另一端分别与所述第一机械臂长板和第二机械臂长板相连。作为进一步优选的，所述第二关节支架和第三关节支架均为L型连接板。作为进一步优选的，所述第二车体支架上设置有感应模块。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本技术研究设计的包括多组机械臂组件和车体组件的机械臂结构，通过机械臂组件和车体组件的相互配合，可实现在任意角度平面间移动，使机械移动平台完成高难度越障动作，实现在多夹角平面条件上自由行走，大大提高机械结构的行走工作效率，解决了普通单腔车体无法在任意角度平面间翻越的问题，同时解决了现有越障机构只能跨越规则障碍而无法实现在任意角度平面间移动的问题。2.本技术三自由度机械臂除了在任意角度夹角之间两平面翻越外，还可以在存在外窗框等障碍的玻璃幕墙上正常移动，可搭载不同模块实现在高层建筑外墙及玻璃幕墙上的一系列工作，达到了给整机提供良好的自由行走越障功能的目的。3.本技术通过设置1模15齿和1模30齿的相互啮合的伞齿组可有效增大传动扭矩，机械臂采用碳钢板制成可提供足够的强度，使得机械臂在越障过程中步态更加稳定，此外机械臂上设置减重槽，在保证机械臂强度的条件下，有效减少机械臂重量。附图说明图1是本技术的一种三自由度机械臂结构的整体结构示意图；图2是本技术的机械臂组件中的部分部件结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本技术实施例提供的一种三自由度机械臂结构，其包括机械臂组件和车体组件，其中机械臂组件设有两组，定义为第一机械臂组件和第二机械臂组件，而车体组件设有三组，定义为第一车体组件、第二车体组件、第三车体组件，其中一组机械臂组件与第一车体组件和第二车体组件相连，另一组机械臂组件与第二车体组件和第三车体组件相连，如此通过该结构实现三自由度运动，具有结构简单、操作方便、灵活自由等优点。结合图1和图2，每组机械臂组件包括第一关节支架1、第二关节支架2和第三关节支架3，第一关节支架1和第二关节支架2之间设置有第一机械臂长板4，第一关节支架1和第三关节支架3之间设置有第二机械臂长板5，第一机械臂长板4上设置有第一电机6，该第一电机6上连接有伞齿轮，第二机械臂长板5上设置有第二电机7和第三电机8，该第二电机7和第三电机8上均连接有伞齿轮15，第一关节支架1和第二关节支架2上分别安装有第一关节轴9和第二关节轴10，第一关节轴9上设有与第二电机7上的伞齿轮啮合的伞齿轮，第二关节轴10上设有与第一电机6上的伞齿轮啮合的伞齿轮；车体组件包括第一车体支架11、第二车体支架12和第三车体支架13，其中第二车体支架12位于第一车体支架11和第三车体支架13之间，第一车体支架11通过轴承与其中一组机械臂组件中的第二关节轴10相连，具体的，轴承安装在第一车体支架中，该轴承与第二关节轴10配合，而第二车体支架12同样通过轴承16安装有第三关节轴14，该第三关节轴14的两端分别设有伞齿轮，其中一个伞齿轮与其中一组机械臂组件中的第三电机上的伞齿轮15啮合，另一个伞齿轮与另一组机械臂组件中的第三电机上的伞齿轮15啮合。其中，第二车体支架12上设置有感应模块，通过感应模块可感应车体前方的障碍物。具体的，第一机械臂长板4和第二机械臂长板5均通过其两端的定位孔与相应的关节支架相连；所有电机均通过相应关节支架中部的三个定位孔实现与相应关节支架的固定。进一步的，各关节轴末端的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三自由度机械臂结构，其特征在于，包括机械臂组件和车体组件，其中：所述机械臂组件设置有两组，每组所述机械臂组件包括第一关节支架、第二关节支架和第三关节支架，所述第一关节支架和第二关节支架之间设置有第一机械臂长板，所述第一关节支架和第三关节支架之间设置有第二机械臂长板，所述第一机械臂长板上设置有第一电机，该第一电机上连接有伞齿轮，所述第二机械臂长板上设置有第二电机和第三电机，该第二电机和第三电机上均连接有伞齿轮，所述第一关节支架和第二关节支架上分别安装有第一关节轴和第二关节轴，所述第一关节轴上设有与所述第二电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮，所述第二关节轴上设有与所述第一电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮；所述车体组件包括第一车体支架、第二车体支架和第三车体支架，其中所述第二车体支架位于所述第一车体支架和第三车体支架之间，所述第一车体支架通过轴承与其中一组所述机械臂组件中的第二关节轴相连，所述第二车体支架通过轴承安装有第三关节轴，该第三关节轴的两端设有分别与两组所述机械臂组件中的第三电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮，所述第三车体支架通过轴承与另一组所述机械臂组件中的第二关节轴相连。

【技术特征摘要】
1.一种三自由度机械臂结构，其特征在于，包括机械臂组件和车体组件，其中：所述机械臂组件设置有两组，每组所述机械臂组件包括第一关节支架、第二关节支架和第三关节支架，所述第一关节支架和第二关节支架之间设置有第一机械臂长板，所述第一关节支架和第三关节支架之间设置有第二机械臂长板，所述第一机械臂长板上设置有第一电机，该第一电机上连接有伞齿轮，所述第二机械臂长板上设置有第二电机和第三电机，该第二电机和第三电机上均连接有伞齿轮，所述第一关节支架和第二关节支架上分别安装有第一关节轴和第二关节轴，所述第一关节轴上设有与所述第二电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮，所述第二关节轴上设有与所述第一电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮；所述车体组件包括第一车体支架、第二车体支架和第三车体支架，其中所述第二车体支架位于所述第一车体支架和第三车体支架之间，所述第一车体支架通过轴承与其中一组所述机械臂组件中的第二关节轴相连，所述第二车体支架通过轴承安装有第三关节轴，该第三关节轴的两端设有分别与两组所述机械臂组件中的第三电机上的伞齿轮啮合的伞齿轮，所述第三车体支架通过轴承与另一组所述机械臂组件中的第二关节轴相连。2.如权利要求1所述的三自由度机械臂结构，其特征在于，所述第一关节轴、第二关节轴和第三关节轴上的伞齿轮通过顶丝进行安装，所述第一电机、第二电机和第三电机上的伞齿轮与电机轴的末端相连。3.如权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑新桓，杨飞，宋一国，郑龙玉，徐泽沛，黄榕，卿志武，石颖，白秉灵，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42