一种多功能工业机械手臂及其使用方法

摘要

本发明公开一种多功能工业机械手臂及其使用方法，包括底座，所述底座的顶面和侧壁内分别开设有凹槽一和空腔一，所述空腔一的底面安装有电动机，所述电动机的输出端上固接有传动轴一，所述传动轴一的另一端延伸至凹槽一内，且传动轴一的输入端上固接有转盘，所述转盘与凹槽一转动套接，且转盘的顶面固接有衔接块，所述衔接块的侧壁内开设有空腔二，且衔接块的侧壁上固接有壳体；本发明能够增加工业机械手臂的操作范围，同时能够对三维空间上的任意点进行精准加工，提高了工作效率，利于生产调节，且能够更换机械手臂的使用功能，使得机械手臂的功能多样，便于适应现代化工业生产的多方面需求，提高了生产效率。

说明书

技术领域

本发明属于工业生产设备领域，具体的是一种多功能工业机械手臂及其使用方法。

背景技术

机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索领域都能见到它的身影，尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维空间上的某一点进行作业。

市场上的一般工业机械手臂只能单纯的进行抓取工作，功能单一，结构简单，无法适应现代工业生产的多方面需求，限制了工业机械手臂的应用范围，降低了生产效率，且一般的工业机械手臂的操作范围小，无法对三维空间上的任意点进行精准加工，使得工作效率低，增加了劳动成本，带来了不利于生产调节的问题，为此，我们提出一种多功能工业机械手臂及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能工业机械手臂及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的一般工业机械手臂只能单纯的进行抓取工作，功能单一，结构简单，无法适应现代工业生产的多方面需求，限制了工业机械手臂的应用范围，降低了生产效率，且一般的工业机械手臂的操作范围小，无法对三维空间上的任意点进行精准加工，使得工作效率低，增加了劳动成本，带来了不利于生产调节的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能工业机械手臂，包括底座，所述底座的顶面和侧壁内分别开设有凹槽一和空腔一，所述空腔一的底面安装有电动机，所述电动机的输出端上固接有传动轴一，所述传动轴一的另一端延伸至凹槽一内，且传动轴一的输入端上固接有转盘，所述转盘与凹槽一转动套接，且转盘的顶面固接有衔接块，所述衔接块的侧壁内开设有空腔二，且衔接块的侧壁上固接有壳体，所述空腔二的侧壁上安装有马达一，所述马达一的输出端上固接有传动轴二，所述传动轴二的另一端延伸至壳体内，且传动轴二的伸入端上固定套接有传动齿轮，所述传动齿轮的侧壁上啮合连接有齿环，所述齿环的另一侧固接有滑套，所述滑套与壳体的侧壁滑动套接，且滑套的顶面固接有臂杆一。

作为本发明进一步的方案：所述臂杆一的顶端开设有凹槽二，所述凹槽二的侧壁上固定套接有固定杆，所述固定杆的另一端转动套接有臂杆二，且固定杆伸入臂杆二内固接有固定齿轮，所述臂杆二内开设有空腔三，且臂杆二的顶面固接有衔接板，所述衔接板的侧壁上安装有电动推杆，所述电动推杆的另一端固接有马达二，所述马达二的侧壁上固接有导柱，所述导柱的另一端与臂杆二滑动套接，且马达二的输出端上固接有传动轴三，所述传动轴三的另一端延伸至空腔三内，且传动轴三的伸入端上分别固定套接有主动齿轮和卡块一，所述主动齿轮的侧壁与固定齿轮的端面啮合连接，所述卡块一的端面上嵌合连接有卡块二，所述卡块二的另一端固接有蜗杆，所述蜗杆上转动套接有限位块，所述限位块与空腔三的底面固接，且蜗杆的一端延伸至空腔三外，且蜗杆的伸出端上啮合连接有涡轮，所述涡轮内固定套接有转轴，所述转轴上固定套接有延伸部，所述延伸部的另一端延伸至臂杆二外，且延伸部的伸出端上固接有转换块。

作为本发明进一步的方案：所述转轴的两端分别与臂杆二的内壁转动连接，所述转换块的侧壁上铰接有夹具，所述夹具的相邻侧壁上安装有钻头，所述钻头与夹具相互垂直。

作为本发明进一步的方案：所述底座的底面安装有滚轮，所述滚轮设置有四个，且四个滚轮关于转盘均匀分布，所述衔接块呈T型设计，所述壳体与衔接块之间通过连接块连接。

作为本发明进一步的方案：所述壳体与马达一分别设置有两个，且两个壳体和马达一关于衔接块的中轴线对称设置，所述齿环与壳体的内壁滑动套接。

作为本发明进一步的方案：所述导柱设置有两个，且两个导柱关于传动轴三对称设置，且导柱伸入臂杆二的端面上固接有挡块，所述挡块的直径大于导柱的直径。

作为本发明进一步的方案：所述卡块一与卡块二位于同一水平直线上，所述臂杆二与凹槽二的侧壁转动连接，所述转轴与蜗杆相互垂直，所述涡轮与蜗杆平行设置。

一种多功能工业机械手臂的使用方法，所述工业机械手臂的使用方法具体步骤如下：

步骤一：当对三维空间上的某个点进行加工时，通过底座底端的滚轮将机械手臂运输到指定位置，再启动底座内的电动机，使得电动机通过传动轴一带动转盘转动，从而使得转盘上的衔接块转动至特定角度上，调整机械手臂的角度，同时启动衔接块内的马达一，使得马达一通过传动轴二带动壳体内的传动齿轮转动，使得传动齿轮带动与其啮合连接的齿环转动，而齿环与滑套固接，从而使得滑套在壳体上转动，使得滑套上的臂杆一发生倾斜，接近加工点，调整机械手臂的高度，再启动导柱上的马达二，使得马达二通过传动轴三带动主动齿轮转动，而与主动齿轮啮合连接的固定齿轮固定，使得主动齿轮围绕固定齿轮转动，间接使得臂杆二转动，调整臂杆二的倾角，使得臂杆二上的转换块能够到达加工点；

步骤二：当需要转换机械手臂的功能时，启动衔接板上的电动推杆，使得电动推杆收缩，进而使得电动推杆拉动马达二靠近臂杆二，使得马达二通过导柱的导向推动传动轴三移动，使得传动轴三上的主动齿轮与固定齿轮分离，避免主动齿轮继续围绕固定齿轮转动，同时传动轴三上的卡块一与卡块二嵌合连接，再启动马达二，使得马达二通过传动轴三带动卡块一转动，使得与卡块一嵌合连接的卡块二转动，使得卡块二带动蜗杆转动，使得蜗杆在限位块的限位下带动涡轮转动，使得涡轮上的转轴带动延伸部转动，从而使得延伸部上的转换块转动，使得转换块上夹具和钻头调换，更换机械手臂的使用功能，当需要回转臂杆二时，再次启动衔接板上的电动推杆，使得电动推杆推动马达二，使得马达二沿导柱的导向恢复原状态，从而使得马达二上的传动轴三带动主动齿轮回移，使得主动齿轮重新与固定齿轮啮合连接，同时卡块一与卡块二分离，再启动马达二，使得马达二通过传动轴三带动主动齿轮回转，使得主动齿轮再次围绕固定齿轮转动，从而间接带动臂杆二回转，恢复原状态，完成操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过底座底端的滚轮将机械手臂运输到指定位置，再启动底座内的电动机，使得电动机通过传动轴一带动转盘转动，从而使得转盘上的衔接块转动至特定角度上，达到对准加工点的目的，使得机械手臂可调整角度，避免人工转动机械手臂，省时省力，降低了人工劳动成本，同时启动衔接块内的马达一，使得马达一通过传动轴二带动壳体内的传动齿轮转动，使得传动齿轮带动与其啮合连接的齿环转动，而齿环与滑套固接，从而使得滑套在壳体上转动，使得滑套上的臂杆一发生倾斜，达到接近加工点的目的，使得机械手臂可调整高度，再启动导柱上的马达二，使得马达二通过传动轴三带动主动齿轮转动，而与主动齿轮啮合连接的固定齿轮固定，使得主动齿轮围绕固定齿轮转动，间接使得臂杆二转动，达到调整臂杆二倾角的目的，使得臂杆二上的转换块能够到达加工点，增加了工业机械手臂的操作范围，能够对三维空间上的任意点进行精准加工，提高了工作效率，利于生产调节。

2、启动衔接板上的电动推杆，使得电动推杆收缩，进而使得电动推杆拉动马达二靠近臂杆二，使得马达二通过导柱的导向推动传动轴三移动，使得传动轴三上的主动齿轮与固定齿轮分离，避免主动齿轮继续围绕固定齿轮转动，同时传动轴三上的卡块一与卡块二嵌合连接，再启动马达二，使得马达二通过传动轴三带动卡块一转动，使得与卡块一嵌合连接的卡块二转动，使得卡块二带动蜗杆转动，使得蜗杆在限位块的限位下带动涡轮转动，使得限位块能够确保蜗杆和涡轮啮合连接，使得涡轮上的转轴带动延伸部转动，从而使得延伸部上的转换块转动，使得转换块上夹具和钻头调换，从而达到更换机械手臂使用功能的目的，使得机械手臂功能多样，能够适应现代化工业生产的多方面需求，提高了工业机械手臂的应用范围，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中底座结构截面图。

图3是本发明中衔接块结构剖视图。

图4是本发明的壳体结构左视截面图。

图5是本发明的A部分结构放大图。

图6是本发明中臂杆二结构正视截面图。

图7是本发明中臂杆二结构右视截面图。

图中1、底座；2、电动机；3、传动轴一；4、转盘；5、衔接块；6、壳体；7、马达一；8、传动轴二；9、传动齿轮；10、齿环；11、滑套；12、臂杆一；13、固定杆；14、臂杆二；15、固定齿轮；16、衔接板；17、电动推杆；18、马达二；19、导柱；20、传动轴三；21、主动齿轮；22、卡块一；23、卡块二；24、蜗杆；25、限位块；26、涡轮；27、转轴；28、延伸部；29、转换块；30、夹具；31、钻头；32、滚轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，一种多功能工业机械手臂，包括底座1，底座1的顶面和侧壁内分别开设有凹槽一和空腔一，空腔一的底面安装有电动机2，电动机2的输出端上固接有传动轴一3，传动轴一3的另一端延伸至凹槽一内，且传动轴一3的输入端上固接有转盘4，转盘4与凹槽一转动套接，且转盘4的顶面固接有衔接块5，衔接块5的侧壁内开设有空腔二，且衔接块5的侧壁上固接有壳体6，空腔二的侧壁上安装有马达一7，马达一7的输出端上固接有传动轴二8，传动轴二8的另一端延伸至壳体6内，且传动轴二8的伸入端上固定套接有传动齿轮9，传动齿轮9的侧壁上啮合连接有齿环10，齿环10的另一侧固接有滑套11，滑套11与壳体6的侧壁滑动套接，且滑套11的顶面固接有臂杆一12；

通过上述技术方案：通过底座1底端的滚轮32将机械手臂运输到指定位置，再启动底座1内的电动机2，使得电动机2通过传动轴一3带动转盘4转动，从而使得转盘4上的衔接块5转动至特定角度上，达到对准加工点的目的，使得机械手臂可调整角度，避免人工转动机械手臂，省时省力，降低了人工劳动成本，同时启动衔接块5内的马达一7，使得马达一7通过传动轴二8带动壳体6内的传动齿轮9转动，使得传动齿轮9带动与其啮合连接的齿环10转动，而齿环10与滑套11固接，从而使得滑套11在壳体6上转动，使得滑套11上的臂杆一12发生倾斜，达到接近加工点的目的，使得机械手臂可调整高度，再启动导柱19上的马达二18，使得马达二18通过传动轴三20带动主动齿轮21转动，而与主动齿轮21啮合连接的固定齿轮15固定，使得主动齿轮21围绕固定齿轮15转动，间接使得臂杆二14转动，达到调整臂杆二14倾角的目的，使得臂杆二14上的转换块29能够到达加工点，增加了工业机械手臂的操作范围，能够对三维空间上的任意点进行精准加工，提高了工作效率，利于生产调节。

臂杆一12的顶端开设有凹槽二，凹槽二的侧壁上固定套接有固定杆13，固定杆13的另一端转动套接有臂杆二14，且固定杆13伸入臂杆二14内固接有固定齿轮15，臂杆二14内开设有空腔三，且臂杆二14的顶面固接有衔接板16，衔接板16的侧壁上安装有电动推杆17，电动推杆17的另一端固接有马达二18，马达二18的侧壁上固接有导柱19，导柱19的另一端与臂杆二14滑动套接，且马达二18的输出端上固接有传动轴三20，传动轴三20的另一端延伸至空腔三内，且传动轴三20的伸入端上分别固定套接有主动齿轮21和卡块一22，主动齿轮21的侧壁与固定齿轮15的端面啮合连接，卡块一22的端面上嵌合连接有卡块二23，卡块二23的另一端固接有蜗杆24，蜗杆24上转动套接有限位块25，限位块25与空腔三的底面固接，且蜗杆24的一端延伸至空腔三外，且蜗杆24的伸出端上啮合连接有涡轮26，涡轮26内固定套接有转轴27，转轴27上固定套接有延伸部28，延伸部28的另一端延伸至臂杆二14外，且延伸部28的伸出端上固接有转换块29；

通过上述技术方案：启动衔接板16上的电动推杆17，使得电动推杆17收缩，进而使得电动推杆17拉动马达二18靠近臂杆二14，使得马达二18通过导柱19的导向推动传动轴三20移动，使得传动轴三20上的主动齿轮21与固定齿轮15分离，避免主动齿轮21继续围绕固定齿轮15转动，同时传动轴三20上的卡块一22与卡块二23嵌合连接，再启动马达二18，使得马达二18通过传动轴三20带动卡块一22转动，使得与卡块一22嵌合连接的卡块二23转动，使得卡块二23带动蜗杆24转动，使得蜗杆24在限位块25的限位下带动涡轮26转动，使得限位块25能够确保蜗杆24和涡轮26啮合连接，使得涡轮26上的转轴27带动延伸部28转动，从而使得延伸部28上的转换块29转动，使得转换块29上夹具30和钻头31调换，从而达到更换机械手臂使用功能的目的，使得机械手臂功能多样，能够适应现代化工业生产的多方面需求，提高了工业机械手臂的应用范围，提高了生产效率。

转轴27的两端分别与臂杆二14的内壁转动连接，转换块29的侧壁上铰接有夹具30，夹具30的相邻侧壁上安装有钻头31，钻头31与夹具30相互垂直，使得工业机械手臂的功能多样，使得结构多样。

底座1的底面安装有滚轮32，滚轮32设置有四个，且四个滚轮32关于转盘4均匀分布，衔接块5呈T型设计，壳体6与衔接块5之间通过连接块连接，使得工业机械手臂便于运输，使得移动与运输简便，同时结构合理，便于达到预期效果。

壳体6与马达一7分别设置有两个，且两个壳体6和马达一7关于衔接块5的中轴线对称设置，齿环10与壳体6的内壁滑动套接，使得结构合理，便于达到预期效果，导柱19设置有两个，且两个导柱19关于传动轴三20对称设置，且导柱19伸入臂杆二14的端面上固接有挡块，挡块的直径大于导柱19的直径，使得马达二18的移动稳定，提高了工业机械手臂的稳定性。

卡块一22与卡块二23位于同一水平直线上，臂杆二14与凹槽二的侧壁转动连接，转轴27与蜗杆24相互垂直，涡轮26与蜗杆24平行设置，使得结构合理，便于达到预期效果。

工业机械手臂的工作原理：当对三维空间上的某个点进行加工时，通过底座1底端的滚轮32将机械手臂运输到指定位置，再启动底座1内的电动机2，使得电动机2通过传动轴一3带动转盘4转动，从而使得转盘4上的衔接块5转动至特定角度上，达到对准加工点的目的，使得机械手臂可调整角度，避免人工转动机械手臂，省时省力，降低了人工劳动成本，同时启动衔接块5内的马达一7，使得马达一7通过传动轴二8带动壳体6内的传动齿轮9转动，使得传动齿轮9带动与其啮合连接的齿环10转动，而齿环10与滑套11固接，从而使得滑套11在壳体6上转动，使得滑套11上的臂杆一12发生倾斜，达到接近加工点的目的，使得机械手臂可调整高度，再启动导柱19上的马达二18，使得马达二18通过传动轴三20带动主动齿轮21转动，而与主动齿轮21啮合连接的固定齿轮15固定，使得主动齿轮21围绕固定齿轮15转动，间接使得臂杆二14转动，达到调整臂杆二14倾角的目的，使得臂杆二14上的转换块29能够到达加工点，增加了工业机械手臂的操作范围，能够对三维空间上的任意点进行精准加工，提高了工作效率，利于生产调节，当需要转换机械手臂的功能时，启动衔接板16上的电动推杆17，使得电动推杆17收缩，进而使得电动推杆17拉动马达二18靠近臂杆二14，使得马达二18通过导柱19的导向推动传动轴三20移动，使得传动轴三20上的主动齿轮21与固定齿轮15分离，避免主动齿轮21继续围绕固定齿轮15转动，同时传动轴三20上的卡块一22与卡块二23嵌合连接，再启动马达二18，使得马达二18通过传动轴三20带动卡块一22转动，使得与卡块一22嵌合连接的卡块二23转动，使得卡块二23带动蜗杆24转动，使得蜗杆24在限位块25的限位下带动涡轮26转动，使得限位块25能够确保蜗杆24和涡轮26啮合连接，使得涡轮26上的转轴27带动延伸部28转动，从而使得延伸部28上的转换块29转动，使得转换块29上夹具30和钻头31调换，从而达到更换机械手臂使用功能的目的，使得机械手臂功能多样，能够适应现代化工业生产的多方面需求，提高了工业机械手臂的应用范围，提高了生产效率，完成操作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。