本发明涉及人工智能,具体为一种机械仿生手臂的关节机构。
背景技术:
1、模仿人类手臂功能的机械臂目前在各个领域都获得了一定的应用,其不仅可以代替人类在危险的环境下进行作业,亦可以帮助残障人士完成日常的行为动作。
2、在化学实验调配中由于部分化学调配存在一定危险性,操作不当容易导致爆炸,进而会炸伤手以及手臂,因此部分实验室内同样配置有机械仿生手臂,通过机械仿生手臂代替人手拿取化学药品进行调配。
3、传统的机械臂,传动、关节机构复杂导致机械臂重量大,不利于机器人的量化生产,由于零件过多导致关节部位灵活度有限,且整个机械臂包括关节机构由精密零件组成,整体受冲击能力弱。若化学实验过程中发生小型爆炸,冲击力作用于整个机械臂,机械臂零部件容易发生损坏,使得整个机械仿生手臂一次性报废,无法通过更换配件重复利用。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种机械仿生手臂的关节机构,解决了上述背景技术中提出的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种机械仿生手臂的关节机构,包括躯干连接件、锥形块、关节连接件、连接块,所述关节连接件安置在躯干连接件后端,躯干连接件下端铰接有两个粗电推杆,粗电推杆下端与关节连接件连接,锥形块前端连接有多个细电推杆,细电推杆前端与连接块连接,连接块前端安装有机械手模块。
5、所述关节连接件由螺纹柱、l型基板、两个环圈组成,l型基板上端开设有环形孔,螺纹柱其中一端穿过l型基板环形孔,l型基板下端与锥形块后端连接,螺纹柱另一端穿过两个环圈,两个环圈与两个粗电推杆一一对应,粗电推杆下端与环圈连接,所述环圈朝向锥形块一侧设有驱动部,锥形块后端连接有与环圈相对应的卡扣片,卡扣片能够与驱动部连接在一起。
6、两个环圈无法同时和两个卡扣片扣合在一起,同一组粗电推杆、环圈、驱动部、卡扣片组成传动机构,当其中一个粗电推杆损坏时另一个粗电推杆代替进行工作,此时损坏的传动机构的驱动部与卡扣片断开连接,完整的传动机构的驱动部与卡扣片连接在一起。
7、所述连接块前端安置有感知模块,感知模块用于感知化学调配过程中的环境状况,并在化学调配发生爆炸前令机械手与连接块分离,避免爆炸产生的冲击力传递至整个手臂。
8、所述感知模块用于感知实验室内气压、热量、光线的变化。
9、优选的,所述驱动部为凸块,凸块与环圈焊接,凸块内开设有压力腔,压力腔内滑动配合有插柱,插柱与压力腔内壁之间连接有弹簧,插柱远离弹簧一端能够延伸至关节连接件外,所述压力腔对接连通有软管,软管延伸至关节连接件外,并对接连通有液压器。
10、优选的,所述关节连接件外侧设有铰接块,铰接块铰接有固定套,粗电推杆活动端插入固定套内。
11、优选的,所述连接块内开设有腔室,腔室内设有单片机、电池组、控制开关,腔室内壁底部安置有竖直的铁柱,感知模块、单片机、电池组以及控制开关电性连接在一起,电线缠绕在铁柱外。
12、优选的,所述连接块背面设有铁片,感知模块工作时铁柱与电线配合产生磁力,磁力吸附住铁片。
13、优选的,所述铁片背面设有多个球型铰接器,多个球型铰接器与多个细电推杆一一对应,细电推杆活动端连接有球体,球体与球型铰接器铰接。
14、优选的,所述锥形块、细电推杆与连接块组成前臂,前臂外包裹有皮套一,关节连接件外包裹有皮套二。
15、优选的,所述躯干连接件下端连接有基柱,基柱下端与螺纹柱杆身连接,螺纹柱两端均螺纹连接有螺母。
16、(三)有益效果
17、本发明提供了一种机械仿生手臂的关节机构。具备以下有益效果:
18、1、该机械仿生手臂的关节机构,由多个电推杆、躯干连接件、关节连接件和连接块组成整个机械臂,减轻了机械臂整体重量。关节连接件由螺纹柱、l型基板、环圈、铰接块和螺母组成,结构简洁明了,方便更换零部件,进一步降低机械臂关节处的复杂程度。
19、2、该机械仿生手臂的关节机构,连接块前端设有感知模块,连接块内设有铁柱,铁柱外缠绕有电线,电流经过铁柱产生磁场,以此令连接块背面吸附住铁片,铁片与细电推杆铰接。利用感知模块用于监测实验过程中的环境变化,并在环境状况异常时连接块内部断电,失去磁力吸附令机械手模块与机械臂分离,从而避免化学爆炸的冲击力对整个机械手臂造成影响。
1.一种机械仿生手臂的关节机构,其特征在于:包括躯干连接件(1)、锥形块(2)、关节连接件(3)、连接块(4),所述关节连接件(3)安置在躯干连接件(1)后端,躯干连接件(1)下端铰接有两个粗电推杆(12),粗电推杆(12)下端与关节连接件(3)连接,锥形块(2)前端连接有多个细电推杆(21),细电推杆(21)前端与连接块(4)连接,连接块(4)前端安装有机械手模块;
2.根据权利要求1所述的一种机械仿生手臂的关节机构,其特征在于:所述驱动部为凸块(36),凸块(36)与环圈(33)焊接,凸块(36)内开设有压力腔(361),压力腔(361)内滑动配合有插柱(5),插柱(5)与压力腔(361)内壁之间连接有弹簧(51),插柱(5)远离弹簧(51)一端能够延伸至关节连接件(3)外,所述压力腔(361)对接连通有软管(362),软管(362)延伸至关节连接件(3)外,并对接连通有液压器。
3.根据权利要求2所述的一种机械仿生手臂的关节机构,其特征在于:所述关节连接件(3)外侧设有铰接块(34),铰接块(34)铰接有固定套(35),粗电推杆(12)活动端插入固定套(35)内。
4.根据权利要求3所述的一种机械仿生手臂的关节机构,其特征在于:所述连接块(4)内开设有腔室,腔室内设有单片机(42)、电池组(43)、控制开关,腔室内壁底部安置有竖直的铁柱(44),感知模块(41)、单片机(42)、电池组(43)以及控制开关电性连接在一起,电线缠绕在铁柱(44)外。
5.根据权利要求4所述的一种机械仿生手臂的关节机构,其特征在于:所述连接块(4)背面设有铁片(6),感知模块(41)工作时铁柱(44)与电线配合产生磁力,磁力吸附住铁片(6)。
6.根据权利要求5所述的一种机械仿生手臂的关节机构,其特征在于:所述铁片(6)背面设有多个球型铰接器(61),多个球型铰接器(61)与多个细电推杆(21)一一对应,细电推杆(21)活动端连接有球体,球体与球型铰接器(61)铰接。
7.根据权利要求6所述的一种机械仿生手臂的关节机构,其特征在于:所述锥形块(2)、细电推杆(21)与连接块(4)组成前臂,前臂外包裹有皮套一(7),关节连接件(3)外包裹有皮套二(8)。
8.根据权利要求7所述的一种机械仿生手臂的关节机构,其特征在于:所述躯干连接件(1)下端连接有基柱(11),基柱(11)下端与螺纹柱(31)杆身连接,螺纹柱(31)两端均螺纹连接有螺母(37)。