[发明专利]基于三角构型连杆传动的折叠式探测机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机器人，具体地说是机械臂。

背景技术

自然灾难或人因灾难发生后，当务之急是尽快搜寻被困于现场的幸存者。由于灾后复杂多变的现场环境对搜救人员会产生巨大的威胁，有必要研究一种搜救设备，使其在采取搜救行动时第一时间进入复杂多变的灾难现场，搜集相关信息，以便监控人员及时观察险情，同时还可以辅助搜救人员迅速安全的实施搜救行动。

现有的探测执行机构多数已经实现了某一空间范围内的探测，但在探测四周环境时通常需要主体机器人进行辅助移动，大大增加了系统工作所需空间，降低了机构的执行能力。然而机器人进入现场时，需要获得当前的现场信息。当由于现场环境的复杂性使得机器人无法继续前进时，或者探测高度较高时，现有的探测执行机构便不能实现现场信息的采集。因此，有必要研究一种探测机构，使其探测执行机构能不完全依赖机器人主体，而运动至指定位置，实现进一步搜救和侦测，保证搜救侦测机器人探测执行机构的执行能力。

发明内容

本发明的目的在于提供当由于空间限制器人无法移动时，其仍然可使末端执行机构稳定地到达可控范围内的空间坐标中任意一点的基于三角构型连杆传动的折叠式探测机械臂。

本发明的目的是这样实现的：

本发明基于三角构型连杆传动的折叠式探测机械臂，其特征是：包括伸缩机构、俯仰机构、旋转机构；伸缩机构包括伸缩电机、伸缩丝杠、伸缩丝杠滑块、伸缩杆、伸缩架，伸缩丝杠滑块与伸缩杆固连，伸缩杆穿过伸缩架，伸缩丝杠与伸缩丝杠滑块以螺纹传动形式配合，伸缩电机与伸缩丝杠相连，通过控制伸缩电机实现伸缩杆与伸缩架的相对滑动；俯仰机构包括俯仰电机、俯仰丝杠滑块、俯仰丝杠、俯仰架、俯仰杆、俯仰杆连架、三角构型连杆，俯仰丝杠滑块安装在俯仰丝杠上，俯仰电机连接俯仰丝杠，俯仰丝杠安装在俯仰架上，三角构型连杆的下端部与俯仰丝杠滑块铰接，三角构型连杆的两个上端部与俯仰杆铰接，俯仰杆连接安装在俯仰架上，俯仰杆一端通过轴安装俯仰架上，俯仰杆另一端与伸缩架相连；旋转机构包括旋转电机、齿轮箱、大齿轮、小齿轮，大齿轮和小齿轮分别通过输出轴和输入轴安装在齿轮箱里，大齿轮和小齿轮相啮合，旋转电机连接输入轴，输出轴连接俯仰架。

本发明还可以包括：

1、所述的三角构型连杆包括第一-第六杆，第一-第三杆首尾依次相连组成第一三角结构，第四-第六杆首尾依次相连组成第二三角结构，第一三角结构下端部顶点与俯仰丝杠滑块铰接，第一三角结构两个上端部顶点与俯仰杆铰接，第二三角结构与第一三角结构相同、对称设置在俯仰杆的两侧。

2、舵机通过舵机架安装在伸缩杆的端部，舵机连接摄像头。

本发明的优势在于：

1.采用三角构型连杆传动，加强了系统的稳定性，提高了系统的强度。

2.使用一层俯仰机构便可探测较大的范围，实现功能的同时使结构简化。

3.应用螺旋丝杠传动原理进行驱动，保证了结构整体的紧凑型。

4.机构具备4个自由度，可以保证较强的执行能力，使得执行末端可到达控制范围内的空间坐标中任意一点。

5.可以根据实际的地形空间调整连杆的长度，从而扩大可探测范围，装配拆卸方便。

6.机构末端可以搭载CCD摄像头，也可搭载夹持机构，功能性强。

7.底部采用单级圆柱齿轮减速，使旋转电机通过齿轮传动输出足够大的转矩以驱动整体机构实现旋转运动。

附图说明

图1为本发明的装配示意图；

图2为本发明的三维示意图；

图3为机械臂动作Ⅰ过程示意图；

图4为机械臂动作Ⅱ过程示意图；

图5为机械臂动作Ⅲ过程示意图；

图6为机械臂动作Ⅳ过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～6，本发明包含的部件：机械臂主要是由旋转机构8、9、10、14、15、俯仰机构2、3、4、6、27、伸缩机构25、24、23、22、摄像头18、舵机20、伸缩电机1、俯仰电机17、旋转电机13、俯仰架7、旋转架11、12构成。见图1，图2。