一种高精度轻量化野外使用机械臂及使用方法与流程

1.本发明涉及机械臂技术领域，尤其涉及一种高精度轻量化野外使用机械臂及使用方法。

背景技术：

2.近年来，随着现代智能化需求的升级，用于山地、森林、沼泽等不同野外使用环境的机械臂需求也逐渐增多，机械臂通常由多个关节组成，灰尘容易从每个关节之间的缝隙处进入关节内部，影响机械臂正常工作，而目前主要是通过对机械臂单独定制防护服，利用防护服隔离灰尘，但是采用机械臂防护服不仅维修成本高、维修性差，而且会使得机械臂产生额外负担，导致作业效率低。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种高精度轻量化野外使用机械臂及使用方法，能够防止灰尘经关节之间的缝隙处进入关节内部。
4.为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种高精度轻量化野外使用机械臂，包括底座和关节组件，所述关节组件包括第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节；
5.所述第一关节包括壳体、旋转装置、输出法兰、星形密封圈和第一导电密封圈；所述壳体和所述底座固定连接，并位于所述底座一侧；所述旋转装置设置在所述壳体内部，所述输出法兰设置在所述旋转装置一侧，所述星形密封圈位于所述壳体和所述输出法兰之间，所述第一导电密封圈位于所述输出法兰和所述第二关节之间；所述第二关节和所述输出法兰固定连接，并位于所述输出法兰一侧；所述第二关节、所述第三关节、所述第四关节、所述第五关节、所述第六关节依次连接。
6.其中，所述高精度轻量化野外使用机械臂还包括第二导电密封圈；所述第二导电密封圈位于所述底座和所述壳体之间。
7.其中，所述高精度轻量化野外使用机械臂还包括集中控制板；所述集中控制板和所述旋转装置电连接，并位于所述底座内部。
8.其中，所述旋转装置包括电机、谐波减速器和输出轴套；所述电机和所述壳体固定连接，并位于所述壳体内部；所述谐波减速器的钢轮和所述壳体固定连接，且所述谐波减速器输入端和所述电机输出端固定连接，并位于所述壳体内部；所述输出轴套一端和所述谐波减速器输出端连接，另一端和所述输出法兰固定连接，并位于所述谐波减速器和所述输出法兰之间。
9.其中，所述旋转装置还包括深沟球轴承、交叉滚子轴承和轴承压圈；所述深沟球轴承外圈和所述壳体固定连接，内圈和所述输出轴套固定连接，并位于所述壳体和所述输出轴套之间；所述交叉滚子轴承外圈和所述壳体固定连接，内圈和所述输出轴套固定连接，并位于所述壳体和所述输出轴套之间；所述轴承压圈和所述壳体固定连接，并位于所述壳体
内侧。
10.其中，所述旋转装置还包括轴承垫圈；所述轴承垫圈位于所述深沟球轴承和所述交叉滚子轴承之间。
11.第二方面，本发明还提供一种高精度轻量化野外使用机械臂使用方法，包括：
12.基于野外作业情况确定所需机械臂自由度数，根据自由度数选用第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节后进行连接；
13.通过每一关节上的旋转装置驱动与其连接的另一关节，实现机械臂的自由动作，以进行野外作业。
14.本发明的一种高精度轻量化野外使用机械臂及使用方法，所述第一关节、所述第二关节、所述第三关节、所述第四关节、所述第五关节、所述第六关节结构相同，每一关节之间通过所述输出法兰进行连接，关节之间可达到很好的互换性，使用本发明野外作业时，首先基于野外作业情况确定所需机械臂自由度数，根据自由度数选用所述第一关节、所述第二关节、所述第三关节、所述第四关节、所述第五关节和所述第六关节后进行连接，而后通过每一关节上的所述旋转装置驱动所述输出法兰旋转，经所述输出法兰带动与其连接的另一关节旋转，实现机械臂的自由动作，以进行野外作业；通过所述星形密封圈能够提高所述壳体和所述输出法兰之间的密封性，所述第一导电密封圈用于转动密封所述输出法兰和所述第二关节，能够提高所述输出法兰和所述第二关节之间的密封性，利用所述星形密封圈、所述第一导电密封圈能够起到防尘效果，避免灰尘进入到关节内部而影响正常工作。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例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。
16.图1是本发明的一种高精度轻量化野外使用机械臂的结构示意图。
17.图2是本发明的一种高精度轻量化野外使用机械臂的剖视图。
18.图3是图2细节a的局部放大图。
19.图4是本发明的一种高精度轻量化野外使用机械臂使用方法的流程图。
20.1-底座、2-关节组件、3-第一关节、4-第二关节、5-第三关节、6-第四关节、7-第五关节、8-第六关节、9-壳体、10-旋转装置、11-输出法兰、12-星形密封圈、13-第一导电密封圈、14-第二导电密封圈、15-集中控制板、16-电机、17-谐波减速器、18-输出轴套、19-深沟球轴承、20-交叉滚子轴承、21-轴承压圈、22-轴承垫圈。
具体实施方式
21.第一方面，本发明提供一种高精度轻量化野外使用机械臂，请参阅图1-图3，其中，图1是本发明的一种高精度轻量化野外使用机械臂的结构示意图，图2是本发明的一种高精度轻量化野外使用机械臂的剖视图，图3是图2细节a的局部放大图，所述高精度轻量化野外使用机械臂包括底座1和关节组件2，所述关节组件2包括第一关节3、第二关节4、第三关节5、第四关节6、第五关节7和第六关节8；所述第一关节3包括壳体9、旋转装置10、输出法兰11、星形密封圈12、第一导电密封圈13、第二导电密封圈14和集中控制板15；所述旋转装置10包括电机16、谐波减速器17、输出轴套18、深沟球轴承19、交叉滚子轴承20、轴承压圈21和
轴承垫圈22。
22.针对本具体实施方式，所述底座1用于支撑所述第一关节3。
23.其中，所述壳体9和所述底座1固定连接，并位于所述底座1一侧；所述旋转装置10设置在所述壳体9内部，所述输出法兰11设置在所述旋转装置10一侧，所述星形密封圈12位于所述壳体9和所述输出法兰11之间，所述第一导电密封圈13位于所述输出法兰11和所述第二关节4之间；所述第二关节4和所述输出法兰11固定连接，并位于所述输出法兰11一侧；所述第二关节4、所述第三关节5、所述第四关节6、所述第五关节7、所述第六关节8依次连接。所述第一关节3、所述第二关节4、所述第三关节5、所述第四关节6、所述第五关节7、所述第六关节8结构相同，每一关节之间通过所述输出法兰11进行连接，关节之间可达到很好的互换性，使用本发明野外作业时，首先基于野外作业情况确定所需机械臂自由度数，根据自由度数选用所述第一关节3、所述第二关节4、所述第三关节5、所述第四关节6、所述第五关节7和所述第六关节8后进行连接，而后通过每一关节上的所述旋转装置10驱动所述输出法兰11旋转，经所述输出法兰11带动与其连接的另一关节旋转，实现机械臂的自由动作，以进行野外作业；通过所述星形密封圈12能够提高所述壳体9和所述输出法兰11之间的密封性，所述第一导电密封圈13用于转动密封所述输出法兰11和所述第二关节4，能够提高所述输出法兰11和所述第二关节4之间的密封性，利用所述星形密封圈12、所述第一导电密封圈13能够起到防尘效果，避免灰尘进入到关节内部而影响正常工作。
24.其次，所述第二导电密封圈14位于所述底座1和所述壳体9之间。通过所述第二导电密封圈14能够提高所述底座1和所述壳体9之间的密封性，具有防尘效果。
25.同时，所述集中控制板15和所述旋转装置10电连接，并位于所述底座1内部。通过所述集中控制板15能够对所述旋转装置10进行控制。
26.另外，所述电机16和所述壳体9固定连接，并位于所述壳体9内部；所述谐波减速器17的钢轮和所述壳体9固定连接，且所述谐波减速器17输入端和所述电机16输出端固定连接，并位于所述壳体9内部；所述输出轴套18一端和所述谐波减速器17输出端连接，另一端和所述输出法兰11固定连接，并位于所述谐波减速器17和所述输出法兰11之间。所述电机16经所述谐波减速器17驱动所述输出轴套18旋转，所述输出轴套18带动所述输出法兰11旋转，从而实现机械臂的自由动作。
27.再者，所述深沟球轴承19外圈和所述壳体9固定连接，内圈和所述输出轴套18固定连接，并位于所述壳体9和所述输出轴套18之间；所述交叉滚子轴承20外圈和所述壳体9固定连接，内圈和所述输出轴套18固定连接，并位于所述壳体9和所述输出轴套18之间；所述轴承压圈21和所述壳体9固定连接，并位于所述壳体9内侧。通过所述深沟球轴承19和所述交叉滚子轴承20能够使得所述输出轴套18旋转时更加稳定，所述轴承压圈21用于压紧所述交叉滚子轴承20。
28.最后，所述轴承垫圈22位于所述深沟球轴承19和所述交叉滚子轴承20之间。所述轴承垫圈22能够对所述交叉滚子轴承20进行密封。
29.本发明的一种高精度轻量化野外使用机械臂，所述第一关节3、所述第二关节4、所述第三关节5、所述第四关节6、所述第五关节7、所述第六关节8结构相同，每一关节之间通过所述输出法兰11进行连接，所述输出法兰11用于将一个关节的所述输出轴套18与另一关节的所述壳体9连接，关节之间可达到很好的互换性，使用本发明野外作业时，首先基于野
外作业情况确定所需机械臂自由度数，根据自由度数选用所述第一关节3、所述第二关节4、所述第三关节5、所述第四关节6、所述第五关节7和所述第六关节8后进行连接，而后通过每一关节上的所述电机16经所述谐波减速器17和所述输出轴套18驱动所述输出法兰11旋转，经所述输出法兰11带动与其连接的另一关节旋转，实现机械臂的自由动作，以进行野外作业；通过所述星形密封圈12能够提高所述壳体9和所述输出法兰11之间的密封性，所述第一导电密封圈13用于转动密封所述输出法兰11和所述第二关节4，能够提高所述输出法兰11和所述第二关节4之间的密封性，通过所述第二导电密封圈14能够提高所述底座1和所述壳体9之间的密封性，利用所述星形密封圈12、所述第一导电密封圈13、所述第二导电密封圈14能够起到防尘效果，避免灰尘进入到关节内部而影响正常工作；本发明能够适应野外环境使用，除了能够实现工业机械臂的功能外，配以智能或遥控的轮式和履带式车辆，可组成自主或半自主行动的机器人工作系统，可独立完成各种指定任务，也可在人员干预下协同工作，本发明能轻松应对野外恶劣复杂环境，能起到防水防尘耐油污、耐高温耐磨损、阻燃防火、耐腐蚀等有益效果。
30.第二方面，本发明还提供一种高精度轻量化野外使用机械臂使用方法，请参阅图4，其中，图4是本发明的一种高精度轻量化野外使用机械臂使用方法的流程图，所述高精度轻量化野外使用机械臂使用方法包括：
31.s1基于野外作业情况确定所需机械臂自由度数，根据自由度数选用第一关节3、第二关节4、第三关节5、第四关节6、第五关节7和第六关节8后进行连接；
32.所述第一关节3、所述第二关节4、所述第三关节5、所述第四关节6、所述第五关节7、所述第六关节8结构相同，每一关节之间通过所述输出法兰11进行连接，关节之间可达到很好的互换性，使用本发明野外作业时，首先基于野外作业情况确定所需机械臂自由度数，根据自由度数选用所述第一关节3、所述第二关节4、所述第三关节5、所述第四关节6、所述第五关节7和所述第六关节8后进行连接。
33.s2通过每一关节上的旋转装置10驱动与其连接的另一关节，实现机械臂的自由动作，以进行野外作业；
34.通过每一关节上的所述旋转装置10驱动所述输出法兰11旋转，经所述输出法兰11带动与其连接的另一关节旋转，实现机械臂的自由动作，以进行野外作业。
35.以上所揭露的仅为本技术一种或多种较佳实施例而已，不能以此来限定本技术之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本技术权利要求所作的等同变化，仍属于本技术所涵盖的范围。

技术特征：

1.一种高精度轻量化野外使用机械臂，包括底座，其特征在于，还包括关节组件；所述关节组件包括第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节；所述第一关节包括壳体、旋转装置、输出法兰、星形密封圈和第一导电密封圈；所述壳体和所述底座固定连接，并位于所述底座一侧；所述旋转装置设置在所述壳体内部，所述输出法兰设置在所述旋转装置一侧，所述星形密封圈位于所述壳体和所述输出法兰之间，所述第一导电密封圈位于所述输出法兰和所述第二关节之间；所述第二关节和所述输出法兰固定连接，并位于所述输出法兰一侧；所述第二关节、所述第三关节、所述第四关节、所述第五关节、所述第六关节依次连接。2.如权利要求1所述的一种高精度轻量化野外使用机械臂，其特征在于，所述高精度轻量化野外使用机械臂还包括第二导电密封圈；所述第二导电密封圈位于所述底座和所述壳体之间。3.如权利要求1所述的一种高精度轻量化野外使用机械臂，其特征在于，所述高精度轻量化野外使用机械臂还包括集中控制板；所述集中控制板和所述旋转装置电连接，并位于所述底座内部。4.如权利要求1所述的一种高精度轻量化野外使用机械臂，其特征在于，所述旋转装置包括电机、谐波减速器和输出轴套；所述电机和所述壳体固定连接，并位于所述壳体内部；所述谐波减速器的钢轮和所述壳体固定连接，且所述谐波减速器输入端和所述电机输出端固定连接，并位于所述壳体内部；所述输出轴套一端和所述谐波减速器输出端连接，另一端和所述输出法兰固定连接，并位于所述谐波减速器和所述输出法兰之间。5.如权利要求4所述的一种高精度轻量化野外使用机械臂，其特征在于，所述旋转装置还包括深沟球轴承、交叉滚子轴承和轴承压圈；所述深沟球轴承外圈和所述壳体固定连接，内圈和所述输出轴套固定连接，并位于所述壳体和所述输出轴套之间；所述交叉滚子轴承外圈和所述壳体固定连接，内圈和所述输出轴套固定连接，并位于所述壳体和所述输出轴套之间；所述轴承压圈和所述壳体固定连接，并位于所述壳体内侧。6.如权利要求5所述的一种高精度轻量化野外使用机械臂，其特征在于，所述旋转装置还包括轴承垫圈；所述轴承垫圈位于所述深沟球轴承和所述交叉滚子轴承之间。7.一种高精度轻量化野外使用机械臂使用方法，应用于如权利要求1～6任意一项所述的一种高精度轻量化野外使用机械臂，其特征在于，包括：基于野外作业情况确定所需机械臂自由度数，根据自由度数选用第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节后进行连接；通过每一关节上的旋转装置驱动与其连接的另一关节，实现机械臂的自由动作，以进行野外作业。

技术总结

本发明涉及机械臂技术领域，具体涉及一种高精度轻量化野外使用机械臂及使用方法，高精度轻量化野外使用机械臂包括底座和关节组件，关节组件包括第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节；第一关节包括壳体、旋转装置、输出法兰、星形密封圈和第一导电密封圈；第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节结构相同，每一关节之间通过输出法兰进行连接，通过星形密封圈能够提高壳体和输出法兰之间的密封性，第一导电密封圈用于转动密封输出法兰和第二关节，利用星形密封圈、第一导电密封圈能够起到防尘效果，避免灰尘进入到关节内部而影响正常工作。免灰尘进入到关节内部而影响正常工作。免灰尘进入到关节内部而影响正常工作。