本發(fā)明涉及一種機(jī)械臂連接件，尤其是涉及一種多自由度舵機(jī)組合裝置及其裝配方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

桌面級機(jī)械臂已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注，對于多自由度的機(jī)械臂來說，一種方便制作的多自由度組合裝置顯得尤為重要，通常舵機(jī)都是由兩個經(jīng)過折彎后得到的U型板組合而成，這種裝置最多只能組合兩個舵機(jī)，經(jīng)過多次設(shè)計，得到了多自由度舵機(jī)組合裝置，使用更少的結(jié)構(gòu)空間完成更多自由度的組合設(shè)計。

已有的CN203956927U“一種適用于仿人機(jī)器人的舵機(jī)連接件”的實用新型專利就是由兩個U型連接件組合而成的，這種結(jié)構(gòu)需要經(jīng)加工后才能得到，如果使用3D打印，會非常容易變形。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種多自由度設(shè)計、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、連接牢固可靠的多自由度舵機(jī)組合裝置及其裝配方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種多自由度舵機(jī)組合裝置，包括連接件本體、第一舵機(jī)、第二舵機(jī)和第三舵機(jī)，所述的連接件本體由開口相對設(shè)置的第一U形連接件和第二U形連接件組成，各U形連接件均由底板和設(shè)置在底板兩側(cè)的兩個側(cè)板組成，第一舵機(jī)設(shè)置在第一U形連接件的底板上，第二舵機(jī)與第二U形連接件的底板傳動連接，用于帶動連接件本體轉(zhuǎn)動，第一U形連接件的一個側(cè)板和第二U型連接件的一個側(cè)板通過第三舵機(jī)以及連接在第三舵機(jī)轉(zhuǎn)動軸上的舵盤轉(zhuǎn)動連接，第一U形連接件的另一個側(cè)板和第二U型連接件的另一個側(cè)板轉(zhuǎn)動連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的第一舵機(jī)位于第一U形連接件的底板的內(nèi)端面一側(cè)，第一舵機(jī)的轉(zhuǎn)動軸穿設(shè)在第一U形連接件的底板上。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，第一U形連接件的底板與第二U形連接件的底板的內(nèi)端面之間的距離與第一舵機(jī)的尺寸相匹配。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的第二舵機(jī)位于第二U形連接件的底板的外端面一側(cè)，并通過連接在該舵機(jī)轉(zhuǎn)動軸上的舵盤與第二U形連接件傳動連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的第三舵機(jī)位于第二U形連接件一個側(cè)板的外端面一側(cè)，并與第二U形連接件固定連接，第三舵機(jī)的轉(zhuǎn)動軸穿設(shè)在第二U形連接件上，連接在第三舵機(jī)轉(zhuǎn)動軸上的舵盤與第一U形連接件的一個側(cè)板固定連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，第一舵機(jī)和第二舵機(jī)的轉(zhuǎn)動軸同軸設(shè)置。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，各U形連接件的底板及側(cè)板均為環(huán)保材質(zhì)的D打印件，外形為規(guī)則形狀或根據(jù)需要打印。

該多自由度舵機(jī)組合裝置的裝配方法，包括以下步驟：

(1)將第二舵機(jī)與第二U形連接件的底板傳動連接，然后通過螺絲將第二U形連接件的兩個側(cè)板與第二U形連接件的底板連接；

(2)將第三舵機(jī)安裝在第二U形連接件的一個側(cè)板上，將一個舵盤與第三舵機(jī)的轉(zhuǎn)動軸連接，然后將第一U形連接件的一個側(cè)板與該舵盤通過螺釘連接；

(3)將第一U形連接件的底板與第一舵機(jī)連接，并將第一U形連接件的底板與步驟(2)中所述的第一U形連接件的側(cè)板連接，然后將第一U形連接件的另一個側(cè)板與第二U形連接件的相應(yīng)的側(cè)板轉(zhuǎn)動連接，并將其與第一U形連接件的底板連接，完成該組合裝置的裝配。

通過上述裝配方法，可以順暢快捷的完成該組合裝置的裝配。

所述的多自由度舵機(jī)組合裝置的應(yīng)用，將其應(yīng)用于桌面級機(jī)械臂，該桌面級機(jī)械臂包括所述的多自由度舵機(jī)組合裝置及第一連接臂和第二連接臂，所述的第一連接臂通過設(shè)置在第一舵機(jī)轉(zhuǎn)動軸上的舵盤與所述的連接件本體轉(zhuǎn)動連接，所述的第二連接臂與第二舵機(jī)固定連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明通過兩個開口相對的U形連接件加上三個舵機(jī)，在小空間內(nèi)實現(xiàn)多個自由度要求。

(2)本發(fā)明無需復(fù)雜的工藝要求，精度要求低，部件適合采用環(huán)保材質(zhì)的3D打印，根據(jù)舵機(jī)尺寸，適當(dāng)?shù)脑龃蠡顪p小連接件的大小，通過組合的方式就能完成整體的拼裝，可以自由DIY，而且材料環(huán)保，健康。

(3)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、連接牢固可靠。連接件本體由開口相對設(shè)置的第一U形連接件和第二U形連接件組成，第一舵機(jī)位于第一U形連接件的底板的內(nèi)端面一側(cè)，第二舵機(jī)位于第二U形連接件的底板的外端面一側(cè)，第三舵機(jī)位于第二U形連接件一個側(cè)板的外端面一側(cè)，再加上第一U形連接件的底板與第二U形連接件的底板的內(nèi)端面之間的距離與第一舵機(jī)的尺寸相匹配(兩個底板的內(nèi)端面之間的距離在不影響兩個U形連接件轉(zhuǎn)動的前提下盡可能的小)，使得該部分結(jié)構(gòu)緊湊，能夠降低采用該組合裝置的桌面級機(jī)械臂轉(zhuǎn)動過程中第三舵機(jī)的負(fù)荷，使得結(jié)構(gòu)更加可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的多自由度舵機(jī)組合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的桌面級機(jī)械臂。

圖中，1為第一舵機(jī)，2為第二舵機(jī)，3為第三舵機(jī)，4為第一U形連接件，5為第二U形連接件，6為底板，7為側(cè)板，8為舵盤，9為第一連接臂，10為第二連接臂，I為第一自由度，II為第二自由度，III為第三自由度。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例1

一種多自由度舵機(jī)組合裝置，如圖1所示，包括連接件本體、第一舵機(jī)1、第二舵機(jī)2和第三舵機(jī)3，連接件本體由開口相對設(shè)置的第一U形連接件4和第二U形連接件5組成，各U形連接件均由底板6和設(shè)置在底板6兩側(cè)的兩個側(cè)板7組成，第一舵機(jī)1設(shè)置在第一U形連接件4的底板6上，第二舵機(jī)2與第二U形連接件5的底板6傳動連接，用于帶動連接件本體轉(zhuǎn)動，第一U形連接件4的一個側(cè)板7和第二U型連接件5的一個側(cè)板7通過第三舵機(jī)3以及連接在第三舵機(jī)3轉(zhuǎn)動軸上的舵盤8轉(zhuǎn)動連接，第一U形連接件4的另一個側(cè)板7和第二U型連接件5的另一個側(cè)板7轉(zhuǎn)動連接，各U形連接件的底板6及側(cè)板7均為環(huán)保材質(zhì)的3D打印件，外形為規(guī)則形狀或根據(jù)需要打印，本實施例中選擇外形為規(guī)則形狀。

具體地，第一舵機(jī)1位于第一U形連接件4的底板6的內(nèi)端面一側(cè)，第一舵機(jī)1的轉(zhuǎn)動軸穿設(shè)在第一U形連接件4的底板6上。提供第一自由度I。第一U形連接件4的底板6與第二U形連接件5的底板6的內(nèi)端面之間的距離與第一舵機(jī)1的尺寸相匹配，即兩個底板的內(nèi)端面之間的距離在不影響兩個U形連接件轉(zhuǎn)動的前提下盡可能的小。第二舵機(jī)2位于第二U形連接件5的底板6的外端面一側(cè)，并通過連接在該舵機(jī)轉(zhuǎn)動軸上的舵盤8與第二U形連接件5傳動連接，提供第二自由度II。第三舵機(jī)3位于第二U形連接件5一個側(cè)板7的外端面一側(cè)，并與第二U形連接件5固定連接，第三舵機(jī)3的轉(zhuǎn)動軸穿設(shè)在第二U形連接件5上，連接在第三舵機(jī)3轉(zhuǎn)動軸上的舵盤8與第一U形連接件4的一個側(cè)板7固定連接，提供第三自由度III。本實施例中，第一舵機(jī)1和第二舵機(jī)2的轉(zhuǎn)動軸同軸設(shè)置，這樣保證了轉(zhuǎn)動過程中的同軸性。

該多自由度舵機(jī)組合裝置的裝配方法，包括以下步驟：

(1)將第二舵機(jī)2與第二U形連接件5的底板6傳動連接，然后通過螺絲將第二U形連接件5的兩個側(cè)板7與第二U形連接件5的底板6連接；

(2)將第三舵機(jī)3安裝在第二U形連接件5的一個側(cè)板7上，將一個舵盤8與第三舵機(jī)3的轉(zhuǎn)動軸連接，然后將第一U形連接件4的一個側(cè)板7與該舵盤8通過螺釘連接；

(3)將第一U形連接件4的底板6與第一舵機(jī)1連接，并將第一U形連接件4的底板6與步驟2中第一U形連接件4的側(cè)板7連接，然后將第一U形連接件4的另一個側(cè)板7與第二U形連接件5的相應(yīng)的側(cè)板7轉(zhuǎn)動連接，并將其與第一U形連接件4的底板6連接，完成該組合裝置的裝配。

在按照上述方法進(jìn)行裝配的基礎(chǔ)上，才能夠順利安裝完成。

實施例2

本實施例提供一種桌面級機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，包括實施例1中的多自由度舵機(jī)組合裝置，還包括第一連接臂9和第二連接臂10，第一連接臂9通過設(shè)置在第一舵機(jī)1轉(zhuǎn)動軸上的舵盤8與連接件本體轉(zhuǎn)動連接，第二連接臂10與第二舵機(jī)2固定連接，如圖2所示。通過采用多自由度舵機(jī)組合裝置，機(jī)械臂具有多自由度設(shè)計，而且結(jié)構(gòu)緊湊，連接牢固可靠。