一种多自由度机械臂制造技术

本发明专利技术涉及机械臂技术领域，提出了一种多自由度机械臂，包括控制开关和多节机械臂；所述多节机械臂两两之间相互连接，且中间的机械臂具有直角拐角；所述控制开关包括连杆机构和多个旋转控制机构；所所述连杆机构包括多个连接杆和多个直角连接机构，各连接杆设置于配合的机械臂内，所述直角连接机构设置于所述机械臂的直角拐角处，用于连接所述直角连接机构两侧的连接杆；相邻两机械臂的配合处设有旋转控制机构，所述旋转控制机构包括第一控制单元和第二控制单元，所述连杆机构在各机械臂内能沿轴向动作使第一控制单元和第二控制单元能相对绕轴旋转。本发明专利技术机械臂无需电源，无需电机，纯机械动作，各关节机械臂定位、活动状态通过机械传动来实施。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度机械臂
本专利技术涉及机械臂
，尤其涉及一种多自由度机械臂。
技术介绍
现有的很多医疗检测均需要使用医疗器械在人体的体表移动来进行探测，如超声波检测。超声波检查是利用超声产生的波在人体内传播，通过示波器显示体内各种器官和组织对超声的反射和减弱规律来诊断疾病的方法。由于超声波探头移动方式的灵活性，因此广泛应用于人体身体的健康检查中。在医疗检测中，通常需要将医疗器械从一个地方移动至另一个地方，移动的位置是无法通过单一机械臂任意选定，单个机械臂的自由度低，导致需要更多的机械臂或者其他辅助装置。因为现在工业化传输是空间化的、一体化，需要六个维度，现有单个机械臂的自由度少，难以完成空间化的传输。因此，提高机械臂关节的自由度是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供了一种多自由度机械臂，能够实现多自由度的位置变化。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种多自由度机械臂，其特征在于：包括控制开关和多节机械臂；所述多节机械臂两两之间相互连接，且中间的机械臂具有直角拐角；所述控制开关包括连杆机构和多个旋转控制机构；所述连杆机构包括多个连接杆和多个直角连接机构，各连接杆设置于配合的机械臂内，所述直角连接机构设置于所述机械臂的直角拐角处，用于连接所述直角连接机构两侧的连接杆；相邻两机械臂的配合处设有旋转控制机构，所述旋转控制机构包括分别固定连接于相邻两机械臂的第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元和第二控制单元设有配合的周向限位结构，所述旋转控制机构套设于所述连接杆上；所述连杆机构在各机械臂内能沿轴向动作使各旋转控制机构的周向限位结构解除周向限位，使第一控制单元和第二控制单元能相对绕轴旋转，各节机械臂配合形成多自由度转臂。进一步的，多个定位销和多个定位孔配合形成周向限位结构，所述多个定位孔沿机械臂的轴向对称设置于第一控制单元上，所述第二控制单元包括均固定设置于所述机械臂内部的基座和限位部，所述基座上沿轴向对称设置多个通孔，所述多个定位销均设置于所述多个通孔内，所述限位部始终向所述多个定位销施加朝向所述定位孔方向的作用力，以使所述多个定位销与所述定位孔配合以进行周向限位，所述连接杆连接所述多个定位销，以控制所述多个定位销与定位孔相互脱离以解除周向限位。进一步的，在所述第一控制单元和第二控制单元相对绕轴旋转的过程中，至少一个定位销能与定位孔相配合。进一步的，所述定位销的一端穿过所述通孔与所述定位孔相配合，且其靠近所述连接杆的一侧设置让位区，所述第二控制单元还包括一连接圆盘，所述连接圆盘同轴固定套设于所述连接杆上，且其圆周端面设置于所述让位区内，所述连接圆盘能够在让位区内沿轴向运动。进一步的，所述定位销为中空结构，所述定位钉的一端设置于所述定位销的中空内，另一端设置于所述定位销的远离所述定位孔的一端，所述定位销与所述定位钉的另一端之间设置一弹簧，所述限位部作用于所述定位钉的另一端。进一步的，所述定位销的与所述定位孔配合的一端为圆锥形结构。进一步的，所述第一控制单元还包括与所述机械臂同轴设置的圆锥凸台，所述第二控制单元的基座上还包括与所述圆锥凸台面配合的圆锥凹陷，所述圆锥凸台设置于所述圆锥凹陷内。进一步的，所述控制开关还包括开关机构和弹性元件，所述开关机构作用于所述连杆机构的一端，使所述连杆机构从靠近所述开关机构的位置向远离所述开关机构的位置移动，所述弹性元件作用于所述连杆机构的另一端，使所述连杆机构从远离所述开关机构的位置向靠近所述开关机构的位置移动。进一步的，所述弹性元件为弹簧，所述弹簧套设于所述连接杆上，所述连接杆和所述机械臂分别作用于所述弹簧的两端，且所述弹簧被配置为：当所述周向限位结构进行周向限位时，所述弹簧为初始状态，当所述周向限位结构解除周向限位时，所述弹簧为压缩状态。进一步的，所述开关机构包括偏心轮和开关，所述偏心轮设置于所述机械臂的内部，且作用于所述连杆机构的一端，所述偏心轮包括一旋转轴，所述旋转轴安装于所述机械臂的垂直于轴向的方向上，且一端设置于所述机械臂的外部，所述开关固定连接于所述旋转轴，以控制所述旋转轴进行旋转。进一步的，所述开关为圆柱形，其一端固定垂直连接于所述旋转轴，所述开关机构还包括固定设置于所述机械臂外表面的开关固定槽，用于限定所述开关转动的位置，所述开关固定槽包括与所述开关的外形相配合的凹槽。进一步的，所述直角连接机构包括凸轮和固定轴，所述固定轴安装于所述直角拐角上，且其轴向与所述直角拐角两端的连接杆的轴向均相互垂直，所述凸轮的中部套设于所述固定轴，所述凸轮的两端分别作用于所述直角拐角两端的连接杆。本专利技术采用如上技术方案，并具有有益效果：1.具有多个自由度，可以模仿人的手臂进行运动，通过操控连杆机构即可完成机械臂多个自由度的移动。2.无需电源，无需电机，纯机械动作，各关节机械臂定位、活动状态通过机械传动来实施。附图说明图1所示为本专利技术实施例的整体结构的示意图。图2所示为该实施例中机械臂的结构示意图。图3所示为该实施例中机械臂的分解结构示意图。图4所示为该实施例中连杆机构与开关机构的结构示意图。图5所示为该实施例中机械臂的部分分解结构示意图。图6所示为该实施例中开关机构的剖面图。图7所示为该实施例中直角拐角的分解示意图。图8所示为该实施例中旋转控制机构的结构示意图。图9所示为该实施例中定位销的结构示意图。图10所示为该实施例中连接杆与机械臂通过弹簧连接的结构示意图。具体实施方式为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1-10所示，本实施例提出了一种多自由度机械臂，该多自由度机械臂可以应用于多种需要多方位移动的领域，不仅仅局限于医疗领域，该实施例中以应用超声探头支架上的多自由度机械臂进行说明。参阅图2和3，所述多自由度机械臂包括控制开关和7节机械臂，所述机械臂可以由硬质塑料、金属等硬质材料制成，所述7节机械臂之间两两相互连接，按照连接顺序依次设定为第一机械臂1a、第二机械臂1b、第三机械臂1c、第四机械臂1d、第五机械臂1e、第六机械臂1f、第七机械臂1g。其中，所述第二机械臂1b、第三机械臂1c、第四机械臂1d、第五机械臂1e和第六机械臂1f上均设置一直角拐角2，分别设定第二机械臂1b上的直角拐角为2b、第三机械臂1c上的直角拐角为2c、第四机械臂1d上的直角拐角为2d、第五机械臂1e上的直角拐角为2e、第六机械臂1f上的直角拐角为2f。需要说明的是，所述直角拐角2在机械臂上的位置可以为任意位置，如靠近两端的位置和中间的位置均可，在此不做限制。所述机械臂的长短为根据移动的距离来进行设置即可，在此不做限制。另外，于该实施例中，所述机械臂的数量为7节，自由度为六自由度，在其他实施例结构中，根据自由度的需求，可以对机械臂的数量进行适当的增减。设定两个之间的连接的平面为旋转面，由上述结构可得，所述相邻的两个旋转面之间相互垂直。参阅图1，所述第七机械臂1g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度机械臂，其特征在于：包括控制开关和多节机械臂；所述多节机械臂两两之间相互连接，且中间的机械臂具有直角拐角；所述控制开关包括连杆机构和多个旋转控制机构；所述连杆机构包括多个连接杆和多个直角连接机构，各连接杆设置于配合的机械臂内，所述直角连接机构设置于所述机械臂的直角拐角处，用于连接所述直角连接机构两侧的连接杆；相邻两机械臂的配合处设有旋转控制机构，所述旋转控制机构包括分别固定连接于相邻两机械臂的第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元和第二控制单元设有配合的周向限位结构，所述旋转控制机构套设于所述连接杆上；所述连杆机构在各机械臂内能沿轴向动作使各旋转控制机构的周向限位结构解除周向限位，使第一控制单元和第二控制单元能相对绕轴旋转，各节机械臂配合形成多自由度转臂。

【技术特征摘要】
1.一种多自由度机械臂，其特征在于：包括控制开关和多节机械臂；所述多节机械臂两两之间相互连接，且中间的机械臂具有直角拐角；所述控制开关包括连杆机构和多个旋转控制机构；所述连杆机构包括多个连接杆和多个直角连接机构，各连接杆设置于配合的机械臂内，所述直角连接机构设置于所述机械臂的直角拐角处，用于连接所述直角连接机构两侧的连接杆；相邻两机械臂的配合处设有旋转控制机构，所述旋转控制机构包括分别固定连接于相邻两机械臂的第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元和第二控制单元设有配合的周向限位结构，所述旋转控制机构套设于所述连接杆上；所述连杆机构在各机械臂内能沿轴向动作使各旋转控制机构的周向限位结构解除周向限位，使第一控制单元和第二控制单元能相对绕轴旋转，各节机械臂配合形成多自由度转臂。2.根据权利要求1所述的多自由度机械臂，其特征在于：多个定位销和多个定位孔配合形成周向限位结构，所述多个定位孔沿机械臂的轴向对称设置于第一控制单元上，所述第二控制单元包括均固定设置于所述机械臂内部的基座和限位部，所述基座上沿轴向对称设置多个通孔，所述多个定位销均设置于所述多个通孔内，所述限位部始终向所述多个定位销施加朝向所述定位孔方向的作用力，以使所述多个定位销与所述定位孔配合以进行周向限位，所述连接杆连接所述多个定位销，以控制所述多个定位销与定位孔相互脱离以解除周向限位。3.根据权利要求2所述的多自由度机械臂，其特征在于：在所述第一控制单元和第二控制单元相对绕轴旋转的过程中，至少一个定位销能与定位孔相配合。4.根据权利要求2所述的多自由度机械臂，其特征在于：所述定位销的一端穿过所述通孔与所述定位孔相配合，且其靠近所述连接杆的一侧设置让位区，所述第二控制单元还包括一连接圆盘，所述连接圆盘同轴固定套设于所述连接杆上，且其圆周端面设置于所述让位区内，所述连接圆盘能够在让位区内沿轴向运动。5.根据权利要求2所述的多自由度机械臂，其特征在于：所述定位销为中空结构，所述定位钉的一端设置于所述定位销的中空内，另一端设置于所述定位销的远离所述定位孔的一端，所述定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄枢，潘铁军，邢金春，钟鹭峰，朱鹭鹏，尧晶，
申请(专利权)人：厦门市领汇医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35