一种五自由度STEM教具机械臂的制作方法

一种五自由度stem教具机械臂
技术领域
1.本实用新型涉及stem教具技术领域，尤其涉及一种五自由度stem教具机械臂。


背景技术：

2.stem是科学(science)，技术(technology)，工程(engineering)，数学(mathematics)四门学科英文首字母的缩写，其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律。现有的stem教具机械臂多为三自由度的机械臂，装置结构简单只能进行x、y、z三个方向运动取料，机械手的灵活性较低，为此我们提出一种五自由度stem教具机械臂。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种五自由度stem教具机械臂，解决了装置结构简单只能进行x、y、z三个方向运动取料，机械手的灵活性较低的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种五自由度stem教具机械臂，包括机械臂腰部、机械臂肩部、机械臂肘部、机械臂腕部和机械臂掌部，所述机械臂肘部通过机械臂肩部安装在机械臂腰部上，所述机械臂掌部通过机械臂腕部安装在机械臂肘部上，所述机械臂掌部上安装有夹持部，所述夹持部包括第六安装座，所述第六安装座的底部安装有第三套筒和第六电机，所述第六电机的输出轴与第三套筒固定，所述第三套筒的底部安装有第七安装座，所述第七安装座的侧面安装有第七电机，第七电机的输出轴插入第七安装座的内部并连接有丝杆，所述丝杆的两端均通过螺纹连接有夹板，所述丝杆两端的螺纹的旋向相反，所述第七安装座内固定有导向轴，所述夹板与导向轴滑动连接，所述导向轴与丝杆平行。
5.优选的，所述机械臂腰部包括底板，所述底板上固定有第一安装座，所述第一安装座上转动连接有第一套筒，所述第一安装座上安装有第一电机，所述第一电机的输出轴与第一套筒固定，所述机械臂肩部固定在第一套筒上。
6.优选的，所述机械臂肩部包括固定在机械臂腰部上的第二安装座，所述第二安装座的侧面安装有第二电机，所述第二电机的输出轴插入第二安装座的内部并连接有第一连接座，所述机械臂肘部安装座第一连接座上。
7.优选的，所述机械臂肘部包括固定在机械臂肩部上的第三安装座，所述第三安装座的侧面安装有第三电机，所述第三电机的输出轴插入第三安装座的内部并连接有第二连接座，所述机械臂腕部安装座第二连接座上。
8.优选的，所述机械臂腕部包括固定在机械臂肘部上的第四安装座，所述第四安装座的侧面安装有第三连接座，所述第三连接座上转动连接有第二套筒，所述第三连接座上安装有第四电机，所述第四电机的输出轴与第二套筒固定，所述机械臂掌部安装在第二套筒上。
9.优选的，所述机械臂掌部包括第五安装座，所述第五安装座的侧面安装有第五电机，所述第五电机的输出轴插入第五安装座内并连接有第四连接座，所述夹持部安装在第
四连接座上。
10.与相关技术相比较，本实用新型提供的一种五自由度stem教具机械臂具有如下有益效果：
11.本实用新型提供一种五自由度stem教具机械臂，通过设置机械臂腰部、机械臂肩部、机械臂肘部、机械臂腕部和机械臂掌部带动夹持部进行作业，方便机械臂进行多自由度使用，大大提高了使用的灵活性。
12.本实用新型提供一种五自由度stem教具机械臂，采用方便调节的夹持部进行取料作业，方便对不同规格的小物件进行夹持，夹持的稳定性高，使用非常方便。
附图说明
13.图1为本实用新型提出的一种五自由度stem教具机械臂的正视图；
14.图2为图1中机械臂腰部的轴侧图；
15.图3为图2的正面剖视图；
16.图4为图1中机械臂腕部的剖视图；
17.图5为图1中夹持部的剖视图。
18.图中标号：1机械臂腰部、11底板、12第一安装座、13第一套筒、14第一电机、2机械臂肩部、21第二安装座、22第二电机、23第一连接座、3机械臂肘部、31第三安装座、32第三电机、33第二连接座、4机械臂腕部、41第四安装座、42第三连接座、43第二套筒、44第四电机、5机械臂掌部、51第五安装座、52第五电机、53第四连接座、6夹持部、61第六安装座、62第三套筒、63第六电机、64第七安装座、65第七电机、66丝杆、67夹板、68导向轴。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例，由图1
‑
5给出，本实用新型提出的一种五自由度stem教具机械臂，包括机械臂腰部1、机械臂肩部2、机械臂肘部3、机械臂腕部4和机械臂掌部5，机械臂肘部3通过机械臂肩部2安装在机械臂腰部1上，机械臂掌部5通过机械臂腕部4安装在机械臂肘部3上，机械臂掌部5上安装有夹持部6，机械臂腰部1包括底板11，底板11上固定有第一安装座12，第一安装座12上转动连接有第一套筒13，第一安装座12上安装有第一电机14，第一电机14的输出轴与第一套筒13固定，机械臂肩部2固定在第一套筒13上，机械臂肩部2包括固定在机械臂腰部1上的第二安装座21，第二安装座21的侧面安装有第二电机22，第二电机22的输出轴插入第二安装座21的内部并连接有第一连接座23，机械臂肘部3安装座第一连接座23上，机械臂肘部3包括固定在机械臂肩部2上的第三安装座31，第三安装座31的侧面安装有第三电机32，第三电机32的输出轴插入第三安装座31的内部并连接有第二连接座33，机械臂腕部4安装座第二连接座33上，机械臂腕部4包括固定在机械臂肘部3上的第四安装座41，第四安装座41的侧面安装有第三连接座42，第三连接座42上转动连接有第二套筒43，第三连接座42上安装有第四电机44，第四电机44的输出轴与第二套筒43固定，机械臂掌部5安装在第
二套筒43上，机械臂掌部5包括第五安装座51，第五安装座51的侧面安装有第五电机52，第五电机52的输出轴插入第五安装座51内并连接有第四连接座53，夹持部6安装在第四连接座53上，夹持部6包括第六安装座61，第六安装座61的底部安装有第三套筒62和第六电机63，第六电机63的输出轴与第三套筒62固定，第三套筒62的底部安装有第七安装座64，第七安装座64的侧面安装有第七电机65，第七电机65的输出轴插入第七安装座64的内部并连接有丝杆66，丝杆66的两端均通过螺纹连接有夹板67，丝杆66两端的螺纹的旋向相反，第七安装座64内固定有导向轴68，夹板67与导向轴68滑动连接，导向轴68与丝杆66平行，通过设置机械臂腰部、机械臂肩部、机械臂肘部、机械臂腕部和机械臂掌部带动夹持部进行作业，方便机械臂进行多自由度使用，大大提高了使用的灵活性，同时采用方便调节的夹持部进行取料作业，方便对不同规格的小物件进行夹持，夹持的稳定性高，使用非常方便。
21.工作原理：
22.创新点实施步骤：
23.第一步：使用时，装置连接电源，利用机械臂腰部1、机械臂肩部2、机械臂肘部3、机械臂腕部4和机械臂掌部5对夹持部6进行调节；
24.第二步：启动第一电机14，第一电机14的输出轴带动第一套筒13，第一套筒13在第一安装座12上旋转，第一套筒13通过机械臂肩部2、机械臂肘部3、机械臂腕部4和机械臂掌部5带动夹持部6；
25.第三步：启动第二电机22，第二电机22的输出轴带动第一连接座23，第一连接座23在第二安装座21内转动，第一连接座23通过机械臂肘部3、机械臂腕部4和机械臂掌部5带动夹持部6；
26.第四步：启动第三电机32，第三电机32的输出轴带动第二连接座33，第二连接座33在第三安装座31内转动，第二连接座33通过机械臂腕部4和机械臂掌部5带动夹持部6；
27.第五步，启动第四电机44，第四电机44的输出轴带动第二套筒43转动，第二套筒43在第三连接座42上转动，第二套筒43通过机械臂掌部5带动夹持部6；
28.第六步，启动第五电机52，第五电机52的输出轴带动第四连接座53在第五安装座51内转动，第四连接座53带动夹持部6；
29.第七步，启动第六电机63和第七电机65，第六电机63的输出轴带动第三套筒62在第六安装座61上转动，第三套筒62带动第七安装座64转动，第七电机65带动丝杆66转动，丝杆66通过螺纹传动带动夹板67沿着导向轴6的轴向运动，由于丝杆66两端螺纹的旋向相反，两个夹板67互相靠近，利用两个互相靠近的夹板67将抓取物件。
30.综上所述，相较于现有技术，本实用新型通过设置机械臂腰部、机械臂肩部、机械臂肘部、机械臂腕部和机械臂掌部带动夹持部进行作业，方便机械臂进行多自由度使用，大大提高了使用的灵活性，同时采用方便调节的夹持部进行取料作业，方便对不同规格的小物件进行夹持，夹持的稳定性高，使用非常方便。
31.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。