具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂的制作方法
【專利摘要】一種具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，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。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，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。本發(fā)明能夠?qū)δ┒藞?zhí)行器和被操作目標進行緊密跟隨監(jiān)視，并能夠?qū)D像拍攝的角度進行調(diào)節(jié)。
【專利說明】具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機械臂，特別是涉及一種具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂。
【背景技術(shù)】
[0002]在野外探險、偵察、危險品處置或醫(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，因而迫切需要使用機器人尤其是操作臂機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)操作臂機器人的負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、物料搬運以及汽車噴涂等作業(yè)任務(wù)，很難安裝在移動機器人平臺或車輛上供野外探險等任務(wù)使用。對于野外探險或危險品處置等特殊作業(yè)環(huán)境需求，由于移動機器人平臺承載空間有限，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，但過小的結(jié)構(gòu)尺寸限制了操作臂機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。又由于野外環(huán)境具有不確定性，危險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。特別是精細操作時，能夠?qū)崟r對所操作目標進行狀態(tài)監(jiān)控，使被操作目標的位置、形狀等信息進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)行器和被操作目標進行緊密跟隨監(jiān)視功能的輕型靈活機械臂。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動靈活性的同時，還具有緊密的目標跟隨監(jiān)視功能、避免監(jiān)視盲區(qū)是本發(fā)明所要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠?qū)D像拍攝的角度進行調(diào)節(jié)以避免監(jiān)視盲區(qū)的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，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，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。
[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)輸出軸套連接焦點定位角件的一端，焦點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)輸出軸套通過云臺角件連接攝像頭云臺。
[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上設(shè)置有高清攝像頭的一面相垂直。
[0010]當所述的第二旋轉(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，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]所述攝像頭云臺的中心點在第五旋轉(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]本發(fā)明的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，是結(jié)合野外環(huán)境下發(fā)生生物污染、化學污染或核污染等特殊環(huán)境下的醫(yī)學救援與處置等作業(yè)任務(wù)需求，提供一種能夠?qū)δ┒藞?zhí)行器和被操作目標進行緊密跟隨監(jiān)視功能的輕型靈活機械臂，能夠?qū)D像拍攝的角度進行調(diào)節(jié)以避免監(jiān)視盲區(qū)，并能夠在機械臂折疊狀態(tài)時以占用空間最小的姿態(tài)進行收攏，從而達到減少整機占用空間體積，實現(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、末端運動靈活、操作狀態(tài)實時監(jiān)視等技術(shù)特點，適合安裝在移動機器人平臺或輪式機動車輛上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明完全展開狀態(tài)前側(cè)視圖；
[0014]圖2是本發(fā)明完全展開狀態(tài)后側(cè)視圖；
[0015]圖3是本發(fā)明完全展開狀態(tài)俯視圖；
[0016]圖4是本發(fā)明折疊狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5是本發(fā)明攝像頭隨動連桿結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0018]圖6是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)零部件構(gòu)成爆炸視圖；[0019]圖7是本發(fā)明攝像頭云臺8部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8是本發(fā)明中同軸定位法蘭結(jié)構(gòu)的正視圖；
[0021]圖9是本發(fā)明中同軸定位法蘭結(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
[0027]9:大臂連桿10:末端單自由度手爪
[0028]11:云臺角件12 ;焦點定位角件
[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
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂做出詳細說明。
[0039]本發(fā)明的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，是結(jié)合野外環(huán)境下發(fā)生生物污染、化學污染或核污染等特殊環(huán)境下的醫(yī)學救援與處置作業(yè)等任務(wù)需求，提供一種能夠?qū)δ┒藞?zhí)行器和被操作目標進行緊密跟隨監(jiān)視功能的輕型靈活機械臂，具有體積較小、質(zhì)量較輕、可折疊、末端運動靈活、操作狀態(tài)實時監(jiān)視等技術(shù)特點，適合安裝在移動機器人平臺或輪式機動車輛上。
[0040]如圖1~圖5所示，本發(fā)明的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，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，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8，如圖7所示，所述的攝像頭云臺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。焦點定位角件12的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計使得第四旋轉(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。
[0042]如圖2所示，本發(fā)明中所述的第一旋轉(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連接焦點定位角件12的一端，焦點定位角件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)隨動軸套503，所述的第五關(guān)節(jié)隨動軸套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通過云臺角件11連接攝像頭云臺8。所述云臺角件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)隨動軸套503直接連接，在第五關(guān)節(jié)隨動軸套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，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8的中心點在第五旋轉(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]本發(fā)明的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，包括了第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7及內(nèi)置有一個高清攝像頭81、一組LED照明燈82的攝像頭云臺8，主要作用是當機械臂的末端執(zhí)行器對目標物體進行操作時，高清攝像頭81能夠一直跟隨瞄準被操作物體，對其進行高清影像拍攝，同時在光線較弱或夜間操作時，LED照明燈82能夠照亮目標視野，為清晰成像提供補充照明。第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的電機及減速器裝置能使攝像頭云臺8繞第七旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)7的軸線進行一周范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動，從而能夠?qū)D像拍攝的角度進行調(diào)節(jié)，并能夠在機械臂折疊狀態(tài)時以占用空間最小的姿態(tài)進行收攏，從而減少整機占用空間體積，達到操作空間/占用空間體積比大的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，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，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(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，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所述的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，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 )連接焦點定位角件(12 )的一端，焦點定位角件(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)通過云臺角件(11)連接攝像頭云臺(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，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所述的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，其特征在于，所述的攝像頭云臺(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所述的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，其特征在于，所述云臺角件(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(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所述的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，其特征在于，當所述的第二旋轉(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，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所述的具有目標跟隨監(jiān)視功能的可折疊輕型機械臂，其特征在于，所述攝像頭云臺(8)的中心點在第五旋轉(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】B25J17/02GK103802132SQ201410076030
【公開日】2014年5月21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)學科學院衛(wèi)生裝備研究所