机械臂及机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机械臂及机器人。


背景技术：

2.核燃料资源丰富，能量密度大，运输和贮存量小，且核电厂具有技术先进、无环境污染、运行安全、发电成本低等优点，核能发电越来越为人们所重视，压力管道被广泛用于核电行业，但其属于危险性较大的特种设备，一旦发生事故很可能会造成人员伤亡、经济损失、生态环境破坏等社会影响，需要定期对管道进行检查。
3.但是有些管道位于高处，检查人员需要登高对其进行检查，工作量较大，通常采用具有机械臂的检查机器人进行检查，通过伸展机械臂采集高处管道的各项参数，但是现有的机器人上的机械臂的长度固定，无法对不同高度的管道进行检查。


技术实现要素：

4.本发明提供一种机械臂及机器人，用以解决现有技术中机械臂的长度固定，无法对不同高度的待测器件进行检查的问题。
5.本发明提供一种机械臂，包括：底座、第一机械臂、第二机械臂、支撑台以及检测装置，所述第一机械臂垂直连接于所述底座的顶面，所述第一机械臂的顶面设有所述支撑台，所述支撑台朝向垂直于所述第一机械臂的方向延伸；所述第二机械臂连接于所述支撑台远离所述第一机械臂的一侧，且所述第二机械臂能够沿垂直于所述支撑台顶面的方向移动；所述检测装置设于所述第二机械臂的顶部，其中所述检测装置包括摄像组件、照明件以及清洁组件。
6.根据本发明提供的一种机械臂，所述支撑台设有滑槽，所述滑槽从所述支撑台的顶部向底部延伸，所述第二机械臂沿所述滑槽移动。
7.根据本发明提供的一种机械臂，所述机械臂还包括第一驱动组件，所述第一驱动组件与所述第二机械臂连接，用于驱动所述第二机械臂沿所述滑槽移动。
8.根据本发明提供的一种机械臂，所述机械臂还包括第一转动组件和连接臂，所述第一转动组件设于所述第一机械臂的顶面上，所述第一转动组件包括第一转轴，所述第一转轴垂直于所述第一机械臂，所述连接臂的顶部与所述支撑台连接，所述连接臂的底部连接于所述第一转轴。
9.根据本发明提供的一种机械臂，所述机械臂还包括第二驱动组件和传动组件，所述第一机械臂设有传动槽，所述传动槽沿所述第一机械臂的长度方向设置，所述传动组件设于所述传动槽内，所述传动组件与所述第二驱动组件连接，所述传动组件的顶部与所述第一转动组件抵接，所述第二驱动组件能够驱动所述传动组件带动所述第二机械臂移动。
10.根据本发明提供的一种机械臂，所述第一转动组件包括第一转动支架和转动罩，所述第一转动支架的顶部与所述连接臂连接，所述转动罩连接于所述第一转动支架的底部，且所述转动罩罩设于所述传动组件的顶部，且所述转动罩能够绕所述传动组件的中心
轴线转动。
11.根据本发明提供的一种机械臂，所述机械臂还包括第二转动组件，所述第二转动组件的底部与所述底座连接，且所述第二转动组件能够在底座上转动，所述第二转动组件包括第二转动轴，所述第一机械臂垂直连接于所述第二转轴。
12.根据本发明提供的一种机械臂，述底座设有伸缩架和第三驱动组件，所述底座的顶部设有升降台，所述伸缩架的顶部与所述升降台连接，所述伸缩架的底部与所述底座连接，所述第三驱动组件与所述伸缩架连接，用于驱动所述伸缩架上下运动。
13.根据本发明提供的一种机械臂，所述机械臂还包括主控模块和控制手柄，所述控制手柄与所述主控模块通讯连接，所述第一驱动组件、所述第二驱动组件、所述第三驱动组件以及所述检测装置分别与所述主控模块电连接。
14.本发明还提供一种机械手，包括上述任一项所述的机械臂。
15.本发明提供的机械臂及机械手，通过在第一机械臂的顶部设置支撑台，支撑台沿垂直于第一机械臂长度方向设置，并在远离第一机械臂的一侧设置第二机械臂，在第二机械臂的顶面上设置检测装置，能够待测器件进行检测；进一步地，第二机械臂能够沿垂直于支撑台顶面的方向移动，延长第一机械臂的长度，缩短检测装置与待测器件之间的距离，方便用户获取不同高度处待测器件的相关数据信息，提高检测精度。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明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要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明提供的机械臂的剖视图；
18.图2是本发明提供的机械臂的主视图；
19.图3是本发明提供的机械臂的左视图；
20.图4是本发明提供的底座的剖视图；
21.图5是本发明提供的第一机械臂的剖视图；
22.图6是本发明提供的第二机械臂的剖视图；
23.图7是本发明提供的a处的放大示意图；
24.图8是本发明提供的b处的放大示意图；
25.图9是本发明提供的c处的放大示意图；
26.附图标记：
27.1：第一机械臂；2：传动槽；3：传动组件；4：传动轴；5：升降块；6：延长柱；7：延伸块；8：支撑台；9：滑槽；10：第二机械臂；11：外齿；12：限位槽；13：限位块；14：外齿轮；15：第一转动支架；16：转动罩；17：连接臂；18：第二转动支架；19：转动台；20：底座；21：升降台；22：伸缩架；23：第三驱动电机；24：传动杆；25：检测装置；26：摄像组件；27：照明件；28：风机；29：喷气件；30：主控模块；31：控制手柄；32：通讯模块；33：挂钩。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.下面结合图1至图9描述本发明提供的机械臂及机械手。
30.本发明提供的一种机械臂，包括底座20、第一机械臂1、第二机械臂10、支撑台8以及检测装置25，第一机械臂1垂直连接于底座20的顶面，第一机械臂1的顶面设有支撑台8，支撑台8朝向垂直于第一机械臂1的方向延伸；第二机械臂10连接于支撑台8远离第一机械臂1的一侧，且第二机械臂10能够沿垂直于支撑台8顶面的方向移动；检测装置25设于第二机械臂10的顶部，其中检测装置25包括摄像组件26、照明件27以及清洁组件。
31.参考图1至图3，底座20的顶面设有第一机械臂1，第一机械臂1垂直于底座20的顶面，第一机械臂1的顶面设有支撑台8，支撑台8的顶面与底座20的顶面平行，支撑台8的长度方向与第一机械臂1的长度方向垂直，即支撑台8朝向垂直于第一机械臂1长度方向延伸。
32.进一步地，支撑台8远离第一机械臂1的一侧设有第二机械臂10，第二机械臂10的长度方向与支撑台8的顶面垂直，即第二机械臂10与第一机械臂1的长度方向一致，第二机械臂10能够沿垂直于支撑台8顶面的方向移动，进而延长第一机械臂1的长度。
33.机械臂还包括检测装置25，检测装置25设于第二机械臂10的顶面，用于检测高处待测器件的各项参数；具体地，第二机械臂10的顶面设有安装台，检测装置25设置在安装台上，在第一机械臂1的长度能够满足要求的情况下，检测装置25能够对待测器件进行检测；在第一机械臂1的长度较短，检测装置25距待测器件存在一定的距离的情况下，检测精度低，控制第二机械臂10带动检测装置25沿垂直于支撑台8顶面的方向移动，延长第一机械臂1的长度，缩短检测装置25与待测器件之间的距离，进而对待测器件进行检测，提高检测的准确性。
34.参考图9，检测装置25包括摄像组件26，摄像组件26用于获取待测器件的图像信息，检测人员能够根据获取的数据做出相应的措施。检测装置25还包括照明件27，照明件27用于照明，有助于摄像组件26获取待测器件的图像信息。
35.检测装置25还包括清洁组件，清洁组件用于清洁待测器件的灰尘，提高检测数据的清晰度。在一个实施例中，清洁组件包括喷气件29，喷气件29朝向待测器件的外部吹气，能够将待测器件上的灰尘吹散，有助于摄像组件26获取清晰的图像数据，检测人员能够根据图像信息做出相应措施。
36.进一步地，清洁组件还包括风机28，风机28设于安装台上，风机28的进风口与外部环境连通，风机28的出风口与喷气件29的进口连通，在待测器件上存在灰尘的情况下，启动风机28，向待测器件吹风，加快清洁速度，以便对待测器件进行检测。
37.喷气件29的进口与风机28的进口之间设有过滤件，避免外部环境的灰尘经喷气件29吹向待测器件。在一个优选实施例中，过滤件设于风机28的进口处，阻止灰尘进入风机28，进而阻止灰尘经风机28、喷气件29吹向待测器件。
38.本实施例通过在第一机械臂的顶部设置支撑台，支撑台沿垂直于第一机械臂长度方向设置，并在远离第一机械臂的一侧设置第二机械臂，在第二机械臂的顶面上设置检测
装置，能够待测器件进行检测；进一步地，第二机械臂能够沿垂直于支撑台顶面的方向移动，延长第一机械臂的长度，缩短检测装置与待测器件之间的距离，方便检测人员获取不同高度处待测器件的相关数据信息，提高检测精度。
39.在上述实施例的基础上，进一步地，支撑台8设有滑槽9，滑槽9从支撑台8的顶部向底部延伸，第二机械臂10沿滑槽9移动。
40.参考图1和图8，支撑台8设有贯穿的滑槽9，滑槽9从支撑台8的顶部向支撑台8的底部延伸，第二机械臂10设于滑槽9内，且能够沿滑槽9的延伸方向移动；具体地，设于第二机械臂10顶面上的检测装置25与待测器件的距离较远，或检测装置25无法精确获取待测器件的数据信息的情况下，控制第二机械臂10沿滑槽9向垂直于支撑台8顶面的方向移动，即检测装置25远离支撑台8的方向移动，延长第一机械臂1的长度，缩小检测装置25与待测器件之间的距离，提高检测精度。
41.在检测完成，或者需要对低于当前位置的待测器件进行检测的情况下，控制第二机械臂10沿滑槽9向垂直于支撑台8底面的方向移动，即检测装置25靠近支撑台8的方向移动，直至检测装置25的位置与待测器件之间的距离满足要求。
42.在上述实施例的基础上，进一步地，机械臂还包括第一驱动组件，第一驱动组件与第二机械臂10连接，用于驱动第二机械臂10沿滑槽9移动。
43.参考图1和图8，第一驱动件包括第一电机和外齿轮14，外齿轮14设于滑槽9内，第一电机能够驱动外齿轮14转动；第二机械臂10长度方向的一侧设有外齿11，如图6所示，外齿11与外齿轮14啮合，控制第一电机启动，外齿轮14带动第二机械臂10以及检测装置25向垂直于支撑台8顶面的方向移动，即检测装置25向靠近待测器件的方向移动，缩短检测装置25与待测器件之间的距离。
44.进一步地，在第二机械臂10上与设有外齿11相对的一侧设有限位槽12，限位槽12的延伸方向与第二机械臂10的长度方向一致，滑槽9内靠近限位槽12的一侧设有限位块13，限位块13朝向限位槽12的一侧延伸，且限位块13的一侧位于限位槽12内，外齿轮14和限位块13匹配，实现对第二机械臂10的限位，以使第二机械臂10沿滑槽9的延伸方向移动，避免第二机械臂10自身发生旋转。
45.本实施例中的第二机械臂10的顶部和底部的尺寸大于滑槽9的宽度，即第二机械臂10的顶部设于支撑台8顶面的上方，第二机械臂10的顶部无法经滑槽9向底部移动；第二机械臂10的底部设于支撑台8底面的下方，第二机械臂10的底部无法经滑槽9向顶部移动，避免第二机械臂10在移动的过程中脱离滑槽9。
46.在上述实施例的基础上，机械臂还包括第一转动组件和连接臂17，第一转动组件设于第一机械臂1的顶面上，第一转动组件包括第一转轴，第一转轴垂直于第一机械臂1，连接臂17的顶部与支撑台8连接，连接臂17的底部连接于第一转轴。
47.第一转动组件设于第一机械臂1的顶部，连接臂17的顶部与支撑台8连接，连接臂17的底部转动连接于第一转动组件，连接臂17能够带动支撑台8以及连接于支撑台8上的第二机械臂10转动，改变第二机械臂10的延伸方向，方便对不同位置的待测器件进行检测。
48.具体地，第一转动组件包括设有第一转轴，第一转轴的长度方向与第一机械臂1的长度方向垂直，连接臂17连接于第一转轴，连接臂17带动第二机械臂10转动，改变第一机械臂1的延伸方向，方便对不同位置的待测器件进行检测。
49.进一步地，第一转动组件还包括驱动电机，驱动电机的输出端与第一转轴连接，用于驱动第一转轴转动，进而带动第二机械臂10转动。
50.本实施例提供的机械臂还包括第二驱动组件和传动组件3，第一机械臂1设有传动槽2，传动槽2沿第一机械臂1的长度方向设置，传动组件3设于传动槽2内，传动组件3与第二驱动组件连接，传动组件3的顶部与第一转动组件抵接，第二驱动组件能够驱动传动组件3带动第二机械臂10移动。
51.第一机械臂1的内部设有传动槽2，传动槽2的长度方向与第一机械臂1的长度方向一致，传动组件3设于传动槽2内，传动组件3的底部与第二驱动组件连接，传动组件3的顶部与第一转动组件抵接，第二驱动组件启动，能够驱动第二传动组件3带动第二机械臂10向远离第一机械臂1的方向移动，延长第一机械臂1的长度，缩短第二机械臂10顶面上的检测装置25与待测器件之间的距离，提高检测精度；在第二机械臂10上的检测装置25与待测器件满足检测距离的情况下关闭第二驱动组件；在停止检测或待测器件低于当前高度的情况下，控制第二驱动组件驱动第二传动组件3带动第二机械臂10朝向第一机械臂1的方向移动。
52.参考图1和图5，传动组件3设于传动槽2内，传动组件3包括传动轴、升降块5、延长柱6以及延伸块7，第二驱动组件包括第二驱动电机，第二驱动电机与传动轴连接，升降块5套设连接于传动轴，延长柱6设于升降块5上，且延长柱6沿传动槽2的长度方向延伸，延长柱6的顶部设有延伸块7，延伸块7位于第一机械臂1与第一转动组件之间，启动第二电机，第二电机驱动传动轴转动，带动升降块5、延长柱6以及延伸块向远离第一机械臂1底部的方向移动，以使延伸块7与第一转动组件的底部抵接，进而带动第二机械臂10以及检测装置25移动，延长第一机械臂1，实现对不同高度处待测器件的检测，提高检测精度。
53.本实施例中传动轴为丝杆，升降块5设有螺纹孔，升降块5与丝杆螺纹连接。
54.在上述实施例的基础上，进一步地，第一转动组件包括第一转动支架15和转动罩16，第一转动支架15的顶部与连接臂17的底部连接，转动罩16连接于第一转动支架15的底部，且转动罩16罩设于传动组件3的顶部，且转动罩16能够绕传动组件3的中心轴线转动。
55.参考图1和图7，第一转动支架15设有第一转轴，连接臂17的底部与第一转轴连接，转动罩16连接于第一转动支架15的底部，转动罩16罩设于传动组件3的顶部，参考图1和图7，转动罩16罩设于延伸块7，且转动罩16能够绕传动组件3的中心轴线转动，即绕传动轴转动，带动连接于转动罩16顶部的部件一起转动，进而改变第二机械臂10的延伸方向，调整检测装置25的检测位置。
56.进一步地，转动罩16连接有驱动电机，启动驱动电机驱动转动罩16绕传动轴转动。在一个优选实施例中，转动罩16与延伸块7之间设有支撑滚珠，支撑滚珠降低转动罩16与延伸块7外壁面之间的摩擦力，辅助转动罩16转动。
57.本实施例中转动罩16的底部设有缺口，以使传动组件3的顶部置于转动罩16的内部，避免转动罩16与传动组件3的顶部接触，影响转动罩16转动。在一个实施例中，驱动电机设于延伸块7的内部，驱动电机的驱动轴与转动罩16的顶部内壁面连接。
58.在上述实施例的基础上，机械臂还包括第二转动组件，第二转动组件的底部与底座20连接，且第二转动组件能够在底座20上转动，第二转动组件包括第二转动轴，第一机械臂1垂直连接于第二转轴。
59.第二转动组件设于底座20与第一机械臂1之间，第二转动组件包括转动台19，转动台19的底部设有支撑滚珠，转动台19能够在底座20上转动；具体地，第二转动组件还包括驱动电机，驱动电机的输出端与转动台19的底部中心连接，启动驱动电机能够带动连接于转动台19的结构第一机械臂1的中心轴线转动。
60.第二转动组件还包括第二转动支架18，第二转动之间的底部与转动台19连接，第二转动支架18设有第二转轴，第二转轴与第一机械臂1的长度方向垂直，第一机械臂1的底部与第二转轴连接，转动第二转轴能够带动整个机械臂转动，改变第一机械臂1和第二机械臂10的延伸方向，对不同方向的待测器件进行检测。
61.进一步地，第二转动组件还包括驱动电机，驱动电机的输出端与第二转轴连接，启动驱动电机，带动整个机械臂转动，调整机械臂的方向。
62.在关闭机械臂时，通过转动第二转轴将第一机械臂1和第二机械臂10由竖直状态调整为水平状态，节省空间；在启动机械臂时，通过转动第二转轴将第一机械臂1和第二机械臂10由水平状态调整为竖直状态。
63.本实施例提供的底座20为可升降底座20，可通过调整底座20的高度改变这个机械臂的长度。
64.底座20上设有伸缩架22和第三驱动组件，底座20的顶部设有升降台21，伸缩架22的顶部与升降台21连接，伸缩架22的底部与底座20连接，第三驱动组件与伸缩架22连接，用于驱动伸缩架22上下运动。
65.参考图4，底座20的顶部设有升降台21，伸缩架22设于升降台21与底座20之间，伸缩架22的顶部与升降台21连接，伸缩架22的底部与底座20连接，第三驱动组件与伸缩架22连接，驱动伸缩架22向上或向下运动，具体地，伸缩架22做伸张运动，能够带动升降台21向上移动，延长机械臂的高度；伸缩架22做缩回运动，能够带动升降台21向底座20靠近，使机械臂回到最初位置。
66.参考图4，底座20具有容纳腔，伸缩架22设于容纳腔内，伸缩架22的顶部和底部分别具有固定端和移动端，且顶部的固定端和底部的固定端对应，顶部的移动端与底部的移动端对应；顶部固定端和移动端连接于升降台21的底部，底部的固定端和移动端连接于容纳腔的底部，顶部的移动端能够在升降台21的底部向靠近或远离顶部固定端的方向移动，底部的移动端能够在容纳腔的底面向靠近或远离底部固定端的方向移动。
67.进一步地，容纳腔的底部设于第三驱动组件，第三驱动组件包括第三驱动电机23、传动杆24和传动件，传动件套设于传动杆24，传动杆24的长度方向与移动端的移动方向一致，传动件与底部移动端连接，且传动杆24与第三驱动电机23的输出端连接，启动第三驱动电机23，传动杆24能够带动连接于传动件的底部移动端和顶部移动端向靠近或远离固定端移动，进而实现使升降台21带动第一机械臂1和第二机械臂10向上移动或向下移动。
68.本实施例的提供的底座20为可移动底座20，底座20的底部设有轮子，方便检测人员移动机械臂。
69.本实施例提供的机械臂还包括主控模块30和控制手柄31，控制手柄31与主控模块30通讯连接，第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件以及检测装置25分别与主控模块30电连接。
70.主控模块30设于底座20上，第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件以及检测
装置25分别与主控膜块电连接，控制手柄31与主控模块30通过通讯模块32通讯连接，控制手柄31输入指令，主控模块30控制第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件中的至少一个调整第一机械臂1和/或第二机械臂10的方向、位置，即调整检测装置25的位置；进一步地，控制手柄31输入控制指令控制主控模块30控制检测装置25对待测器件进行检测。
71.本实施提供的底座20上设有挂钩33，控制手柄31挂设在挂钩33上，使用时将控制手柄31从挂钩33上取下，不使用时将控制手柄31挂设在挂钩33上。
72.本实施例提供的机械臂通过第二组件带动传动组件3转动，进而带动连接于传动组件3顶部的第一转动组件和第二机械臂10顶部的组件向上移动；通过控制第一驱动组件带动第二机械臂10向上移动，进而带动检测装置25向上继续移动，实现了对机械臂延长，通过检测装置25对不同高度处的待测器件进行检测。
73.本实施例中的第二转动组件能够在底座20上转动，调整整个机械臂的角度；通过控制转动罩16绕传动组件3的中心轴线转动，调整第二机械臂10的位置；通过将连接臂17与第一转动组件的顶部连接，调整第二机械臂10的延伸方向；本实例通过多个驱动组件的配合调整设于第二机械臂10顶部检测装置25的位置，以便对不同环境、不同高度处待测器件进行检测，扩大了机械臂的使用场景。
74.本实施例还提供一种机械手，上述任一实施例中的机械臂。
75.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。