[发明专利]一种用于野外机器人的机械臂

权利要求书

1.一种用于野外机器人的机械臂，其特征在于：所述机械臂包括一号舵机（1）、二号舵机（2）、三号舵机（3）、四号舵机（4）、五号电机（5）、六号电机（6）、一号手臂（10）、二号手臂（11）、转动台（12）、底座（13）、夹手转动框主动齿轮（18）、夹手转动框从动齿轮（19）、孔钻（20）、孔钻底座（21）、一号U形座（26）、一号L型连接件（27）、二号L型连接件（28）、孔钻安装板（29）、两个夹手组件和夹手转动框组件；

所述一号舵机（1）设置在底座（13）中，且一号舵机（1）的壳体与底座（13）固定连接，一号舵机（1）的舵机输出轴竖直向上设置，转动台（12）嵌装在底座（13）中，且转动台（12）的底部插装在一号舵机（1）的舵机输出轴上，二号舵机（2）设置在转动台（12）中，且二号舵机（2）的壳体与转动台（12）的底部固定连接，转动台（12）为分体结构，转动台（12）的上部与转动台（12）的底部铰接设置，二号舵机（2）的舵机输出轴插装在转动台（12）上部与转动台（12）底部的铰接孔中，转动台（12）的上部通过二号舵机（2）实现与转动台（12）的底部进行俯仰运动，一号手臂（10）垂直设置在转动台（12）上部的上表面上，且一号手臂（10）的底部与转动台（12）固定连接，一号手臂（10）的顶部设有一号U形座（26），一号U形座（26）通过螺栓与一号手臂（10）的顶部固定连接，三号舵机（3）设置在一号U形座（26）中，且三号舵机（3）的舵机输出轴插设在一号U形座（26）的侧壁上，三号舵机（3）的舵机输出轴与一号U形座（26）转动连接，三号舵机（3）的壳体设置在一号L型连接件（27）上，且三号舵机（3）的壳体与一号L型连接件（27）的横板部固定连接，二号手臂（11）设置在一号L型连接件（27）中竖板部的外侧，二号手臂（11）包括固定部和转动部，二号手臂（11）中的固定部与一号L型连接件（27）中的竖板部固定连接，四号舵机（4）设置在二号手臂（11）中的固定部中，且四号舵机（4）的壳体与二号手臂（11）中的固定部固定连接，四号舵机（4）的输出轴插装在二号手臂（11）固定部与二号手臂（11）转动部的铰接孔中，二号手臂（11）固定部通过四号舵机（4）实现与二号手臂（11）转动部进行俯仰运动，二号手臂（11）中的转动部上设有二号L型连接件（28），且二号手臂（11）中的转动部与二号L型连接件（28）的竖板部固定连接，二号L型连接件（28）中横板部的下方设有孔钻固定板，且孔钻固定板与二号L型连接件（28）中横板部的下表面固定连接，孔钻固定板的下方设有孔钻安装板（29），孔钻安装板（29）与孔钻固定板上下平行设置，孔钻安装板（29）与孔钻固定板之间设有孔钻安装架，孔钻安装架的顶部与孔钻固定板的下表面固定连接，孔钻安装架的底部与孔钻安装板（29）的上表面固定连接，孔钻安装架远离一号手臂（10）的一端上设有定位套筒，定位套筒的一端与孔钻安装架固定连接，定位套筒的外圆面上套设有夹手转动框从动齿轮（19），定位套筒与夹手转动框从动齿轮（19）之间设有转动轴承，转动轴承的轴承内圈与定位套筒的外圆壁固定连接，转动轴承的轴承外圈与夹手转动框从动齿轮（19）的内环面固定连接，孔钻安装板（29）的顶部固接滑道，孔钻底座（21）底部加工有滑槽，孔钻底座（21）通过滑槽与滑道滑动连接，孔钻底座（21）上设有孔钻（20），孔钻（20）与定位套筒对应设置，孔钻（20）的壳体与孔钻底座（21）固定连接，孔钻（20）的轴线与孔钻安装架的轴线共线设置，孔钻（20）的一侧设有传动齿条，传动齿条与孔钻（20）的外侧壁固定连接，传动齿条上设有传动齿轮，且传动齿轮与传动齿条齿啮合设置，孔钻安装架的一侧设有六号电机（6），六号电机（6）的壳体与孔钻安装板（29）的上表面固定连接，六号电机（6）的电机输出轴朝向孔钻安装架设置，六号电机（6）的电机输出轴穿过孔钻安装架并插装在传动齿轮中，五号电机（5）设置在孔钻安装架的另一侧，且五号电机（5）的壳体安装在孔钻安装板（29）的上表面上，五号电机（5）中电机输出轴的轴线与孔钻（20）的轴线平行设置，夹手转动框主动齿轮（18）套装在五号电机（5）的电机输出轴上，且夹手转动框从动齿轮（19）与夹手转动框主动齿轮（18）传动连接，夹手转动框从动齿轮（19）的另一端与夹手转动框组件固定连接，两个夹手组件设置在夹手转动框组件远离一号手臂（10）的一侧，且两个夹手组件固接在夹手转动框组件上；

所述夹手转动框组件包括支撑框、双旋向转动丝杠（16）、七号电机（7）和两个夹手座（17），夹手转动框从动齿轮（19）的另一端与支撑框的一侧固定连接，双旋向转动丝杠（16）设置在支撑框中，且双旋向转动丝杠（16）的两端分别通过一个轴承座与支撑框固定连接，七号电机（7）设置在支撑框的下方，且七号电机（7）的壳体与支撑框的底部固定连接，七号电机（7）的电机输出轴竖直向上设置，七号电机（7）通过传动部件驱动双旋向转动丝杠（16）转动，两个夹手座（17）沿双旋向转动丝杠（16）的长度方向的中心线对称设置在双旋向转动丝杠（16）的外圆面上，且每个夹手座（17）与双旋向转动丝杠（16）螺纹连接，每个夹手组件固接在一个夹手座（17）上；

所述传动部件包括一号锥齿轮和二号锥齿轮，一号锥齿轮套装在七号电机（7）的电机输出轴上，二号锥齿轮套装在双旋向转动丝杠（16）的中心处，且一号锥齿轮与二号锥齿轮齿啮合设置；

所述支撑框包括一号转接板（14）和二号转接板（15），一号转接板（14）和二号转接板（15）平行相对设置，一号转接板（14）和二号转接板（15）之间的边缘处沿周向等距设有多个连接柱，每个连接柱的一端与一号转接板（14）固定连接，每个连接柱的另一端与二号转接板（15）固定连接，夹手转动框从动齿轮（19）的另一端设置在二号转接板（15）的外侧，夹手转动框从动齿轮（19）的另一端为法兰盘结构，夹手转动框从动齿轮（19）的另一端通过多个紧固螺栓与二号转接板（15）固定连接，七号电机（7）设置在一号转接板（14）和二号转接板（15）的下方，七号电机（7）的壳体与一号转接板（14）的底部和二号转接板（15）底部均为固定连接，轴承座设置在一号转接板（14）和二号转接板（15）之间，轴承座的一端与一号转接板（14）固定连接，轴承座的另一端与二号转接板（15）固定连接，双旋向转动丝杠（16）的每端对应插设在一个轴承座中，且双旋向转动丝杠（16）与轴承座之间设有轴承，一号转接板（14）的中心处和二号转接板（15）的中心处分别加工有一个孔钻通孔，定位套筒的另一端插设在二号转接板（15）上的孔钻通孔中，且定位套筒与二号转接板（15）之间设有一个转动轴承，转动轴承的轴承内圈与定位套筒的外圆壁固定连接，转动轴承的轴承外圈与二号转接板（15）固定连接；

所述夹手座（17）包括螺纹套、矩形框、固定片、导向柱和转动电机，固定片和螺纹套分别嵌设在矩形框的一个长边框体上，且固定片的外圆面与矩形框固定连接，螺纹套的外圆面与矩形框固定连接，螺纹套套设在双旋向转动丝杠（16）上，且螺纹套与双旋向转动丝杠（16）螺纹连接，固定片设置在一号转接板（14）的外侧，导向柱的一端与固定片的一端固定连接，且导向柱的另一端穿过在位于一号转接板（14）侧壁的一条导向条形通孔并与矩形框固定连接，固定片的另一端沿固定片的厚度方向加工有电机容纳孔，转动电机设置在电机容纳孔中，且转动电机的壳体与电机容纳孔的孔底固定连接，转动电机的动力输出轴延伸至电机容纳孔的外部，且转动电机的动力输出轴上套装有连接套，转动电机的动力输出轴通过连接套与夹手组件固定连接，转动电机的转动范围为90°，通过转动电机的设置可以改变夹手组件的工作状态，使原本竖直布置的夹手组件变为水平设置，在进行样品采集时，对于自然界中尺寸较大的石块，通过改变夹手组件的工作状态起到对目标按压的动作，以此来辅助孔钻（20）工作。