一种5G远程变结构控制的多自由度摆动机械臂

摘要

本发明公开了一种5G远程变结构控制的多自由度摆动机械臂，包括固定杆、支撑杆、转动杆、微型电机一、转动销、转动块、微型电机二、齿轮、齿环、圆杆、微型轴承、T型块、卡槽、T型杆、弹簧一、卡块、微型推杆、斜块一、斜块二、磁环一、磁环二以及弹簧二。启动微型电机二，微型电机二以变结构控制输入电流带动齿轮转动，进而带动齿环转动，带动转动杆转动，转动支撑杆，使得T型块进入圆槽内部，当T型块上的限位槽与卡块对齐时，在弹簧一的弹性形变作用下，T型杆产生位移带动卡块进入限位槽内部，微型推杆带动斜块一移动，斜块一对斜块二挤压，使得斜块二移动，并带动磁环二移动与磁环一吸附贴合，实现了便捷转动、安装和限位。

说明书

技术领域

本发明属于机械设计制造领域，尤其涉及一种5G远程变结构控制的多自由度摆动机械臂。

背景技术

多自由度机械臂经常用于各类工业自动化制造领域，其机构不需要远距离的快速移动，也不关注高灵敏度的视觉感知和高安全性的人机接触等问题。由于多自由度机械臂的工作空间受到较大限制，因而，多自由度机械臂只需在保证外围人员和机器安全的前提下，重点关注其作业环境内的自动化任务准确、及时、条理有序。

传统机械臂通常缺少转动杆等便捷转动机构，导致摆动机构无法及时方便地带动转动杆工作，极大地降低了传统机械臂的实用价值。传统机械臂大多缺少安装机构，致使支撑杆无法快速准确地安装在转动块上，降低了机械臂的使用寿命。传统机械臂由于缺少限位机构，而不能有效地控制转动杆的准确位置，降低了机械臂的鲁棒稳定性。因此，针对上述问题提出一种5G远程变结构控制的多自由度摆动机械臂。

发明内容

一种5G远程变结构控制的多自由度摆动机械臂，其特征在于：包括固定杆、支撑杆、转动杆、微型电机一、转动销、转动块、转动机构、安装机构以及限位机构，所述固定杆顶端转动安装支撑杆，所述支撑杆顶端安装转动杆，所述转动杆与支撑杆设有三组，三组所述转动杆与支撑杆交替连接，所述固定杆以及转动杆顶端开设矩形槽，所述矩形槽内部安装转动销，所述转动销环形侧面固定安装转动块，所述转动块一端固定安装支撑杆，所述固定杆以及转动杆环形侧面固定安装微型电机一，所述微型电机一的一端延伸至矩形槽内部与转动销相连接；

所述安装机构包括微型电机二、齿轮、齿环、圆杆以及微型轴承，所述支撑杆环形侧面固定安装微型电机二，所述微型电机二顶端固定安装齿轮，所述转动杆环形侧面安装齿环，所述齿轮与齿环进行齿轮啮合，所述转动杆底端中间位置固定安装圆杆，所述圆杆环形侧面固定安装微型轴承，且微型轴承外侧固定安装在支撑杆内部；

所述安装机构包括T型块、卡槽、T型杆、弹簧一以及卡块，所述转动块顶端固定安装T型块，所述支撑杆底端开设卡槽，所述T型块安装在卡槽内部，所述支撑杆环形侧面对称安装两个T型杆，所述T型杆一端延伸至卡槽内部，所述T型杆一端固定安装卡块，所述卡块一端延伸至T型块内部，所述T型杆环形侧面安装弹簧一，且弹簧一的两端分别固定安装在T型杆上以及支撑杆上；

所述限位机构包括微型推杆、斜块一、斜块二、磁环一以及磁环二，所述转动杆底端开设环槽一，所述环槽一内部固定安装在磁环一，所述支撑杆顶端开设环槽二，所述环槽二内部安装磁环二，所述支撑杆环形侧面对称安装两个微型推杆，所述微型推杆一端延伸至环槽二内部，所述微型推杆一端固定安装斜块一，所述磁环二底端对称固定安装两个斜块二，所述斜块一顶端与斜块二底端相贴合。

进一步地，所述磁环二底端固定安装弹簧二，且弹簧二底端固定安装在环槽二内部底端。

进一步地，所述卡槽由矩形槽以及圆槽组成，所述支撑杆底端开设矩形槽，所述支撑杆内部开设圆槽，所述圆槽底端与矩形槽相通，所述圆槽横截面的直径尺寸大于矩形槽横截面的长边尺寸。

进一步地，所述转动机构设有三组，三组所述转动机构的结构相通，三组所述转动机构分别安装在三个支撑杆环形侧面上。

进一步地，所述限位机构设有三组，三组所述限位机构的结构相同，三组所述限位机构分别安装在三个所述支撑杆环形侧面上。

进一步地，所述安装机构设有三组，三组所述安装机构的结构相同，三组所述安装机构分别安装在三个转动块上。

进一步地，所述支撑杆顶端开设圆柱槽，所述微型轴承外侧固定安装在圆柱槽内部。

进一步地，所述T型块两端对称开设有限位槽，所述卡块一端延伸至限位槽内部。

进一步地，所述T型块一端通过螺栓一固定安装在转动块上，所述微型电机一通过螺栓二固定在转动杆上，所述微型电机二通过螺栓三固定安装在支撑杆上。

进一步地，所述齿环通过螺钉一固定安装在转动杆环形侧面，所述齿轮通过螺钉二固定安装在微型电机二上。

本发明的有益效果是：该类机械机构提供了一种具有便捷运转转动杆、便捷安装支撑杆以及限定转动杆位置功能的5G远程控制的多自由度机械臂摆动装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一种实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一种实施例的整体结构剖视图；

图3为本发明一种实施例的安装机构仰视图；

图4为本发明一种实施例的限位机构侧视图；

图5为本发明一种实施例的A处局部放大图。

图中：1、固定杆，2、支撑杆，3、转动杆，4、微型电机一，5、转动销，6、转动块，7、微型电机二，8、齿轮，9、齿环，10、圆杆，11、微型轴承，12、T型块，13、卡槽，14、T型杆，15、弹簧一，16、卡块，17、微型推杆，18、斜块一，19、斜块二，20、磁环一，21、磁环二，22、弹簧二，23、5G通讯数据远程控制器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后的次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便在此更好地描述本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可用于表示方位或位置关系外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或者是电路连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，或者是两个装置、元件或组成部分之间内部连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参阅图1-4所示，一种5G远程变结构控制的多自由度摆动机械臂，包括固定杆1、支撑杆2、转动杆3、微型电机一4、转动销5、转动块6、转动机构、安装机构以及限位机构，所述固定杆1顶端转动安装支撑杆2，所述支撑杆2顶端安装转动杆3，所述转动杆3与支撑杆2设有三组，三组所述转动杆3与支撑杆2交替连接，所述固定杆1以及转动杆3顶端开设矩形槽，所述矩形槽内部安装转动销5，所述转动销5环形侧面固定安装转动块6，所述转动块6一端固定安装支撑杆2，所述固定杆1以及转动杆3环形侧面固定安装微型电机一4，所述微型电机一4一端延伸至矩形槽内部与转动销5相连接，在固定杆1上固定安装有5G通讯数据远程控制器23，5G通讯传输的高速性和可靠性，使得处理海量数据的时间几乎不再延迟，网络丢包现象几乎不再发生，能够实现对机械臂机构元件的远程快速调节和制动，大幅提升了多自由度摆动机械臂的控制效果；

所述安装机构包括微型电机二7、齿轮8、齿环9、圆杆10以及微型轴承11，所述支撑杆2环形侧面固定安装微型电机二7，所述微型电机二7顶端固定安装齿轮8，所述转动杆3环形侧面安装齿环9，所述齿轮8与齿环9进行齿轮8啮合，所述转动杆3底端中间位置固定安装圆杆10，所述圆杆10环形侧面固定安装微型轴承11，且微型轴承11外侧固定安装在支撑杆2内部，启动微型电机二7，微型电机二7工作带动齿轮8转动，进而带动齿环9转动，进一步带动转动杆3转动，圆杆10以及微型轴承11的设计方便转动杆3与支撑杆2之间进行相对转动；

所述安装机构包括T型块12、卡槽13、T型杆14、弹簧一15以及卡块16，所述转动块6顶端固定安装T型块12，所述支撑杆2底端开设卡槽13，所述T型块12安装在卡槽13内部，所述支撑杆2环形侧面对称安装两个T型杆14，所述T型杆14一端延伸至卡槽13内部，所述T型杆14一端固定安装卡块16，所述卡块16一端延伸至T型块12内部，所述T型杆14环形侧面安装弹簧一15，且弹簧一15两端分别固定安装在T型杆14上以及支撑杆2上，使用人员将支撑杆2安装在转动块6上，使得转动块6上的T型块12穿过卡槽13上的矩形槽进入圆槽内部，接着拉动T型杆14，T型杆14的位置变化使得卡块16的位置也相应变化，并对弹簧一15进行拉伸，使得弹簧一15产生弹性形变，转动支撑杆2，使得T型块12进入圆槽内部，当T型块12上的限位槽与卡块16对齐时，在弹簧一15的弹性形变作用下，T型杆14产生位移带动卡块16进入限位槽内部，进而将T型块12卡接在卡槽13内部；

所述限位机构包括微型推杆17、斜块一18、斜块二19、磁环一20以及磁环二21，所述转动杆3底端开设环槽一，所述环槽一内部固定安装在磁环一20，所述支撑杆2顶端开设环槽二，所述环槽二内部安装磁环二21，所述支撑杆2环形侧面对称安装两个微型推杆17，所述微型推杆17一端延伸至环槽二内部，所述微型推杆17一端固定安装斜块一18，所述磁环二21底端对称固定安装两个斜块二19，所述斜块一18顶端与斜块二19底端相贴合，使用人员启动微型推杆17，微型推杆17移动带动斜块一18移动，斜块一18移动对斜块二19进行挤压，使得斜块二19移动，并带动磁环二21移动与磁环一20吸附贴合，进而固定转动杆3的位置，磁环二21移动对弹簧二22进行拉伸，使得弹簧二22产生弹力，弹簧二22的弹力大于磁环一20与磁环二21之间的吸附力，便于磁环二21移动复位与磁环一20分离。

所述磁环二21底端固定安装弹簧二22，且弹簧二22底端固定安装在环槽二内部底端；所述卡槽13由矩形槽以及圆槽组成，所述支撑杆2底端开设矩形槽，所述支撑杆2内部开设圆槽，所述圆槽底端与矩形槽相通，所述圆槽横截面的直径尺寸大于矩形槽横截面的长边尺寸；所述转动机构设有三组，三组所述转动机构结构相通，三组所述转动机构分别安装在三个支撑杆2环形侧面上；所述限位机构设有三组，三组所述限位机构结构相同，三组所述限位机构分别安装在三个所述支撑杆2环形侧面上；所述安装机构设有三组，三组所述安装机构结构相同，三组所述安装机构分别安装在三个转动块6上；所述支撑杆2顶端开设圆柱槽，所述微型轴承11外侧固定安装在圆柱槽内部；所述T型块12两端对称开设有限位槽，所述卡块16一端延伸至限位槽内部；所述T型块12一端通过螺栓一固定安装在转动块6上，所述微型电机一4通过螺栓二固定在转动杆3上，所述微型电机二7通过螺栓三固定安装在支撑杆2上；所述齿环9通过螺钉一固定安装在转动杆3环形侧面上，所述齿轮8通过螺钉二固定安装在微型电机二7上。

本发明在使用过程中，启动微型电机二7，微型电机二7以变结构控制输入电流带动齿轮8转动，进而带动齿环9转动，进一步带动转动杆3运转，圆杆10以及微型轴承11的设计方便转动杆3与支撑杆2之间进行相对转动。

将支撑杆2安装在转动块6上，使得转动块6上的T型块12穿过卡槽13上的矩形槽进入圆槽内部，接着拉动T型杆14，T型杆14的位置变化使得卡块16的位置也相应变化，并对弹簧一15进行拉伸，使得弹簧一15产生弹性形变，转动支撑杆2，使得T型块12进入圆槽内部，当T型块12上的限位槽与卡块16对齐时，在弹簧一15的弹性形变作用下，T型杆14产生位移带动卡块16进入限位槽内部，进而将T型块12卡接在卡槽13内部。

微型推杆17的位置变化带动斜块一18的位置发生相应变化，斜块一18移动对斜块二19进行挤压，使得斜块二19移动，并带动磁环二21移动与磁环一20吸附贴合，进而固定转动杆3的位置。

本发明的有益之处在于：

1.启动微型电机二，微型电机二以变结构控制输入电流带动齿轮转动，进而带动齿环转动，进一步带动转动杆运转，圆杆以及微型轴承的设计方便转动杆与支撑杆之间进行相对转动，解决了缺少转动杆便捷转动机构，造成不方便转动杆运转的问题，极大地提高了新型机械臂的实用性。

2.将支撑杆安装在转动块上，使得转动块上的T型块穿过卡槽上的矩形槽进入圆槽内部，接着拉动T型杆，T型杆的位置变化使得卡块的位置也相应变化，并对弹簧一进行拉伸，使得弹簧一产生弹性形变，转动支撑杆，使得T型块进入圆槽内部，当T型块上的限位槽与卡块对齐时，在弹簧一的弹性形变作用下，T型杆产生位移带动卡块进入限位槽内部，进而将T型块卡接在卡槽内部，解决了传统机械臂缺少安装机构，无法自如地将支撑杆安装在转动块上的问题。

3.微型推杆移动带动斜块一移动，斜块一移动对斜块二进行挤压，使得斜块二移动，并带动磁环二移动与磁环一吸附贴合，进而固定转动杆的位置，解决了传统机械臂缺少限位机构，不能有效地控制转动杆的准确位置的问题，极大地增强了新型机械臂的鲁棒稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。