具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂的制作方法
【專利摘要】一種具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，在基座上設(shè)置有依次連接的第一至第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其中，第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的輸出端連接末端單自由度手爪，第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的輸出端連接內(nèi)置有高清攝像頭的攝像頭云臺(tái)。第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)分別垂直于基座和第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相互平行，并與相互平行的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相垂直，第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)方向相反，第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線匯交于空間一點(diǎn)，第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線在同一平面上。本實(shí)用新型能夠?qū)δ┒藞?zhí)行器和被操作目標(biāo)進(jìn)行緊密跟隨監(jiān)視，并能夠?qū)D像拍攝的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【專利說明】具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械臂，特別是涉及一種具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂。
【背景技術(shù)】
[0002]在野外探險(xiǎn)、偵察、危險(xiǎn)品處置或醫(yī)療作業(yè)等特殊領(lǐng)域，由于作業(yè)環(huán)境存在可能發(fā)生危害作業(yè)人員生命健康的危險(xiǎn)，因而迫切需要使用機(jī)器人尤其是操作臂機(jī)器人代替人員完成某些作業(yè)任務(wù)。目前應(yīng)用比較廣泛的工業(yè)操作臂機(jī)器人的負(fù)載能力一般都比較大，存在體積大、質(zhì)量重、控制系統(tǒng)復(fù)雜、操作不方便等問題，主要應(yīng)用于室內(nèi)生產(chǎn)車間的包裝、碼垛、物料搬運(yùn)以及汽車噴涂等作業(yè)任務(wù)，很難安裝在移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)或車輛上供野外探險(xiǎn)等任務(wù)使用。對于野外探險(xiǎn)或危險(xiǎn)品處置等特殊作業(yè)環(huán)境需求，由于移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)承載空間有限，因而需要所安裝的操作臂具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，但過小的結(jié)構(gòu)尺寸限制了操作臂機(jī)器人的工作空間和作業(yè)范圍，因而該操作臂最好具有可折疊等技術(shù)特點(diǎn)。又由于野外環(huán)境具有不確定性，危險(xiǎn)品的處置工藝也千差萬別，因而要求操作臂具有較好的靈活性。特別是精細(xì)操作時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)對所操作目標(biāo)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，使被操作目標(biāo)的位置、形狀等信息進(jìn)入操作者的視線范圍，避免視覺盲區(qū)，對提高操作安全性、可靠性等尤為重要，因而特別需要一種能夠?qū)δ┒藞?zhí)行器和被操作目標(biāo)進(jìn)行緊密跟隨監(jiān)視功能的輕型靈活機(jī)械臂。但如何能保證操作臂在具有空間六自由度、且具有較好的末端運(yùn)動(dòng)靈活性的同時(shí)，還具有緊密的目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能、避免監(jiān)視盲區(qū)是本實(shí)用新型所要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠?qū)D像拍攝的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以避免監(jiān)視盲區(qū)的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，包括有基座，所述的基座上設(shè)置有依次連接的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、大臂連桿、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的輸出端連接末端單自由度手爪，其中，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)之間是通過焦點(diǎn)定位角件相互連接，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線與基座同軸心，且垂直于第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線，所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線平行于第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線，所述的第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線垂直于第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線垂直于第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線垂直于第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線匯交于空間一點(diǎn)，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)還連接第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述的第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線與第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線平行且方向相反，且第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線在同一平面上，所述第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的輸出端連接內(nèi)置有高清攝像頭的攝像頭云臺(tái)。
[0005]所述的第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線間的距離為1.2倍第六關(guān)節(jié)的外直徑。
[0006]所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相同，均設(shè)置有相互連接的關(guān)節(jié)固定基座和關(guān)節(jié)輸出軸套，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)設(shè)置有依次連接的第五關(guān)節(jié)固定基座、第五關(guān)節(jié)輸出軸套和第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套，其中，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)輸出軸套連接第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)固定基座，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)輸出軸套連接大臂連桿的一端，大臂連桿的另一端連接第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)固定基座，第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)輸出軸套連接第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)固定基座，第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)輸出軸套連接焦點(diǎn)定位角件的一端，焦點(diǎn)定位角件的另一端連接第五關(guān)節(jié)固定基座，所述的第五關(guān)節(jié)輸出軸套連接第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)固定基座，所述的第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套連接第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)固定基座，所述的第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)輸出軸套連接末端單自由度手爪，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)固定基座垂直固定在所述的基座上，所述第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)輸出軸套通過云臺(tái)角件連接攝像頭云臺(tái)。
[0007]所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的直徑大于第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的直徑，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的直徑大于第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的直徑，第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的直徑相等。
[0008]所述的攝像頭云臺(tái)在設(shè)置有高清攝像頭的一面上設(shè)置有LED照明燈。
[0009]所述云臺(tái)角件為折彎角90°的空心彎管結(jié)構(gòu)，從而使第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線與攝像頭云臺(tái)上設(shè)置有高清攝像頭的一面相垂直。
[0010]當(dāng)所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)為相互平行的展開狀態(tài)時(shí)，所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線到第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線之間的距離與第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線之間的距離之比為1.4。
[0011]所述攝像頭云臺(tái)的中心點(diǎn)在第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線所構(gòu)成的平面上的投影點(diǎn)到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線的距離與第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸線之間的距離之比為0.8。
[0012]本實(shí)用新型的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，是結(jié)合野外環(huán)境下發(fā)生生物污染、化學(xué)污染或核污染等特殊環(huán)境下的醫(yī)學(xué)救援與處置等作業(yè)任務(wù)需求，提供一種能夠?qū)δ┒藞?zhí)行器和被操作目標(biāo)進(jìn)行緊密跟隨監(jiān)視功能的輕型靈活機(jī)械臂，能夠?qū)D像拍攝的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)以避免監(jiān)視盲區(qū)，并能夠在機(jī)械臂折疊狀態(tài)時(shí)以占用空間最小的姿態(tài)進(jìn)行收攏，從而達(dá)到減少整機(jī)占用空間體積，實(shí)現(xiàn)操作空間/占用空間體積比大的目的，并具有體積較小、質(zhì)量較輕、可折疊、末端運(yùn)動(dòng)靈活、操作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視等技術(shù)特點(diǎn)，適合安裝在移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)或輪式機(jī)動(dòng)車輛上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型完全展開狀態(tài)前側(cè)視圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型完全展開狀態(tài)后側(cè)視圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型完全展開狀態(tài)俯視圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型折疊狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5是本實(shí)用新型攝像頭隨動(dòng)連桿結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0018]圖6是本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)零部件構(gòu)成爆炸視圖；[0019]圖7是本實(shí)用新型攝像頭云臺(tái)8部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8是本實(shí)用新型中同軸定位法蘭結(jié)構(gòu)的正視圖；
[0021]圖9是本實(shí)用新型中同軸定位法蘭結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0022]圖中
[0023]1:第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2:第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)
[0024]3:第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4:第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)
[0025]5:第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6:第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)
[0026]7:第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)8:攝像頭云臺(tái)
[0027]9:大臂連桿10:末端單自由度手爪[0028]11:云臺(tái)角件12 ;焦點(diǎn)定位角件
[0029]20:基座33:減速器同心軸
[0030]34:減速器連接法蘭35:軸套連接法蘭
[0031]36:軸套同心軸81:高清攝像頭
[0032]82:LED照明燈121:連接桿
[0033]122:下連接端頭123:上連接端頭
[0034]501:第五關(guān)節(jié)固定基座 502:第五關(guān)節(jié)輸出軸套
[0035]503:第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套
[0036]101、201、301、401、601、701:關(guān)節(jié)固定基座
[0037]102、202、302、402、602、702:關(guān)節(jié)輸出軸套
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂做出詳細(xì)說明。
[0039]本實(shí)用新型的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，是結(jié)合野外環(huán)境下發(fā)生生物污染、化學(xué)污染或核污染等特殊環(huán)境下的醫(yī)學(xué)救援與處置作業(yè)等任務(wù)需求，提供一種能夠?qū)δ┒藞?zhí)行器和被操作目標(biāo)進(jìn)行緊密跟隨監(jiān)視功能的輕型靈活機(jī)械臂，具有體積較小、質(zhì)量較輕、可折疊、末端運(yùn)動(dòng)靈活、操作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視等技術(shù)特點(diǎn)，適合安裝在移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)或輪式機(jī)動(dòng)車輛上。
[0040]如圖1~圖5所示，本實(shí)用新型的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，包括有基座20，所述的基座20上設(shè)置有依次連接的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2、大臂連桿9、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6，所述第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的輸出端連接末端單自由度手爪10，其中，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4與所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5之間是通過焦點(diǎn)定位角件12相互連接，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I的軸線與基座20同軸心，且垂直于第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2的軸線，所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2的軸線平行于第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3的軸線，所述的第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3的軸線垂直于第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4的軸線，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4的軸線垂直于第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的軸線，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的軸線垂直于第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的軸線，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4的軸線、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的軸線和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的軸線匯交于空間一點(diǎn)，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5還連接第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7，所述的第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的軸線始終與第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的軸線平行且方向相反，且第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的軸線、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的軸線在同一平面上，所述第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的輸出端連接內(nèi)置有高清攝像頭的攝像頭云臺(tái)8，如圖7所示，所述的攝像頭云臺(tái)8在設(shè)置有高清攝像頭81的一面上設(shè)置有LED照明燈82。所述的第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的軸線間的距離為1.2倍第六關(guān)節(jié)的外直徑。
[0041]如圖5所示，所述的焦點(diǎn)定位角件12包括有連接桿121，固定在所述連接桿121下端一側(cè)的用于連接所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4的下連接端頭122，以及固定在所述連接桿121上端一側(cè)的用于連接所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的上連接端頭123，其中，所述的下連接端頭122與所述的上連接端頭123均與所述的連接桿121相垂直設(shè)置，且方向相反。連接桿121的長度能夠使圖5中下連接端頭122的軸線與第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的軸線在同一條直線上。焦點(diǎn)定位角件12的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)使得第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4的軸線、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的軸線和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的軸線匯交于空間一點(diǎn)。
[0042]如圖2所示，本實(shí)用新型中所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)
3、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7結(jié)構(gòu)相同，均設(shè)置有相互連接的關(guān)節(jié)固定基座 101/201/301/401/601/701 和關(guān)節(jié)輸出軸套 102/202/302/402/602/702，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5設(shè)置有依次連接的第五關(guān)節(jié)固定基座501、第五關(guān)節(jié)輸出軸套502和第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套503，其中，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I的關(guān)節(jié)輸出軸套102連接第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2的關(guān)節(jié)固定基座201，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2的關(guān)節(jié)輸出軸套202連接大臂連桿9的一端，大臂連桿9的另一端連接第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3的關(guān)節(jié)固定基座301，第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3的關(guān)節(jié)輸出軸套302連接第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4的關(guān)節(jié)固定基座401，第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4的關(guān)節(jié)輸出軸套402連接焦點(diǎn)定位角件12的一端，焦點(diǎn)定位角件12的另一端連接第五關(guān)節(jié)固定基座501，所述的第五關(guān)節(jié)輸出軸套502的一端連接第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的關(guān)節(jié)固定基座601，另一端連接第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套503，所述的第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套503的另一端連接第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的關(guān)節(jié)固定基座701，所述的第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6的關(guān)節(jié)輸出軸套602連接末端單自由度手爪10，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I的關(guān)節(jié)固定基座101垂直固定在所述的基座20上，所述第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的關(guān)節(jié)輸出軸套702通過云臺(tái)角件11連接攝像頭云臺(tái)8。所述云臺(tái)角件11為折彎角90°的空心彎管結(jié)構(gòu)，使得第七關(guān)節(jié)軸線與攝像頭云臺(tái)8上設(shè)置有高清攝像頭81的一面垂直。
[0043]如圖6所示，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的關(guān)節(jié)固定基座101/201/301/401/501/601/701 和關(guān)節(jié)輸出軸套 102/202/302/402/502/602/702 的內(nèi)部設(shè)置結(jié)構(gòu)相同，均包括有:安裝在所述關(guān)節(jié)固定基座101/201/301/401/501/601/701內(nèi)的且依次相連的光電編碼器26、伺服電機(jī)25和諧波減速器24，所述諧波減速器24的外周面與所述的關(guān)節(jié)固定基座101/201/301/401/501/601/701固定連接，所述諧波減速器24的旋轉(zhuǎn)輸出端通過同軸定位法蘭23連接關(guān)節(jié)輸出軸套102/202/302/402/502/602/702，關(guān)節(jié)輸出軸套 102/202/302/402/502/602/702 套在所述關(guān)節(jié)固定基座 101/201/301/401/501/601/701上端口上，所述關(guān)節(jié)輸出軸套102/202/302/402/502/602的頂端設(shè)置有關(guān)節(jié)密封端蓋21。其中的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的關(guān)節(jié)輸出軸套502與第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套503直接連接，在第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套503的外側(cè)設(shè)置關(guān)節(jié)密封端蓋21。
[0044]如圖8、圖9所示，所述的同軸定位法蘭23包括有依次一體形成且同軸的:用于插入所述的關(guān)節(jié)輸出軸套102/202/302/402/502/602/702內(nèi)法蘭的定位孔中的軸套同心軸36，用于與所述的關(guān)節(jié)輸出軸套102/202/302/402/502/602/702內(nèi)的法蘭固定連接的軸套連接法蘭35，用于與所述的諧波減速器24旋轉(zhuǎn)輸出端的法蘭固定連接的減速器連接法蘭34，以及用于插入所述的諧波減速器24旋轉(zhuǎn)輸出端的法蘭定位孔內(nèi)的減速器同心軸33。所述的軸套連接法蘭35的直徑大于軸套同心軸36的直徑，所述軸套同心軸36的直徑大于減速器連接法蘭34的直徑，減速器連接法蘭34的直徑又大于減速器同心軸33的直徑。
[0045]所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I的直徑大于第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2的直徑，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2的直徑大于第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3的直徑，第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的直徑相等。
[0046]如圖1所示，當(dāng)所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3和第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5為相互平行的展開狀態(tài)時(shí)，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2的軸線到第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3的軸線之間的距離與第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3的軸線到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的軸線之間的距離之比為1.4。
[0047]攝像頭云臺(tái)8的中心點(diǎn)在第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的軸線所構(gòu)成的平面上的投影點(diǎn)到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的軸線的距離與第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3的軸線到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5的軸線之間的距離之比為0.8。
[0048]本實(shí)用新型的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，包括了第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7及內(nèi)置有一個(gè)高清攝像頭81、一組LED照明燈82的攝像頭云臺(tái)8，主要作用是當(dāng)機(jī)械臂的末端執(zhí)行器對目標(biāo)物體進(jìn)行操作時(shí)，高清攝像頭81能夠一直跟隨瞄準(zhǔn)被操作物體，對其進(jìn)行高清影像拍攝，同時(shí)在光線較弱或夜間操作時(shí)，LED照明燈82能夠照亮目標(biāo)視野，為清晰成像提供補(bǔ)充照明。第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的電機(jī)及減速器裝置能使攝像頭云臺(tái)8繞第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的軸線進(jìn)行一周范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠?qū)D像拍攝的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能夠在機(jī)械臂折疊狀態(tài)時(shí)以占用空間最小的姿態(tài)進(jìn)行收攏，從而減少整機(jī)占用空間體積，達(dá)到操作空間/占用空間體積比大的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，包括有基座(20)，所述的基座(20)上設(shè)置有依次連接的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(I)、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2)、大臂連桿(9)、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4)、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)，所述第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)的輸出端連接末端單自由度手爪(10)，其中，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4)與所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)之間是通過焦點(diǎn)定位角件(12)相互連接，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(I)的軸線與基座(20)同軸心，且垂直于第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2)的軸線，所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2)的軸線平行于第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的軸線，所述的第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的軸線垂直于第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4)的軸線，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4)的軸線垂直于第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)的軸線，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)的軸線垂直于第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)的軸線，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4)的軸線、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)的軸線和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)的軸線匯交于空間一點(diǎn)，其特征在于，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)還連接第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)，所述的第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)的軸線與第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)的軸線平行且方向相反，且第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)的軸線、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)的軸線在同一平面上，所述第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)的輸出端連接內(nèi)置有高清攝像頭的攝像頭云臺(tái)(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，其特征在于，所述的第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)的軸線間的距離為1.2倍第六關(guān)節(jié)的外直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，其特征在于，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(I)、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2)、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4)、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)和 第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)結(jié)構(gòu)相同，均設(shè)置有相互連接的關(guān)節(jié)固定基座(101/201/301/401/601/701)和關(guān)節(jié)輸出軸套(102/202/302/402/602/702)，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)設(shè)置有依次連接的第五關(guān)節(jié)固定基座(501)、第五關(guān)節(jié)輸出軸套(502)和第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套(503)，其中，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(I)的關(guān)節(jié)輸出軸套(102)連接第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2 )的關(guān)節(jié)固定基座(201)，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2 )的關(guān)節(jié)輸出軸套(202 )連接大臂連桿(9 )的一端，大臂連桿(9)的另一端連接第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的關(guān)節(jié)固定基座(301)，第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的關(guān)節(jié)輸出軸套(302)連接第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4)的關(guān)節(jié)固定基座(401)，第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4 )的關(guān)節(jié)輸出軸套(402 )連接焦點(diǎn)定位角件(12 )的一端，焦點(diǎn)定位角件(12 )的另一端連接第五關(guān)節(jié)固定基座(501)，所述的第五關(guān)節(jié)輸出軸套(502)連接第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)的關(guān)節(jié)固定基座(601)，所述的第五關(guān)節(jié)隨動(dòng)軸套(503)連接第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)的關(guān)節(jié)固定基座(701)，所述的第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)的關(guān)節(jié)輸出軸套(602)連接末端單自由度手爪(10)，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(I)的關(guān)節(jié)固定基座(101)垂直固定在所述的基座(20)上，所述第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)的關(guān)節(jié)輸出軸套(702)通過云臺(tái)角件(11)連接攝像頭云臺(tái)(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，其特征在于，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(I)的直徑大于第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2)的直徑，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2)的直徑大于第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的直徑，第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4)、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)、第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(6)和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)的直徑相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，其特征在于，所述的攝像頭云臺(tái)(8)在設(shè)置有高清攝像頭(81)的一面上設(shè)置有LED照明燈(82)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，其特征在于，所述云臺(tái)角件(11)為折彎角90°的空心彎管結(jié)構(gòu)，從而使第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)的軸線與攝像頭云臺(tái)(8)上設(shè)置有高清攝像頭(81)的一面相垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，其特征在于，當(dāng)所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2)、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)和第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)為相互平行的展開狀態(tài)時(shí)，所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2)的軸線到第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的軸線之間的距離與第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的軸線到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)的軸線之間的距離之比為1.4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有目標(biāo)跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機(jī)械臂，其特征在于，所述攝像頭云臺(tái)(8)的中心點(diǎn)在第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)的軸線和第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(7)的軸線所構(gòu)成的平面上的投 影點(diǎn)到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)的軸線的距離與第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的軸線到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(5)的軸線之間的距離之比為0.8。
【文檔編號(hào)】B25J17/02GK203726501SQ201420093784
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】劉亞軍, 徐新喜, 孫景工, 張西正, 趙秀國, 劉志國, 牛福, 蘇衛(wèi)華, 高振海, 韓俊淑, 吳文娟, 張文昌, 崔向東 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所