一种大粒径碎石采集液压机械臂的制作方法

1.本发明涉及机械臂设备技术领域，尤其涉及一种大粒径碎石采集液压机械臂。


背景技术：

2.目前在我国，道路的清理还没有实现自动化清理，仍然是依靠人工完成，在地震过后的抗险救灾，需要搬运大量的建筑物碎石和铁片，因为目前国内的产品还不成熟，大部分工作需要人工来完成，效率不高且十分危险。在边境，由于一些军事演习，地面上会残留着大量的铁片铁块，而这些带着辐射的金属依靠人工来进行清理，会对作业人员造成身体上的损害。这些碎石铁片都可以通过智能化的碎石采集车替代，解放劳动力，提高效率。
3.而目前市面上用的较多的机械臂清理是使用液压铲车或者液压挖掘机，这些传统的清理机械需要人来进行操作，并且机械臂因为自由度少，不够灵活，不能适应复杂环境的作业，且对零散的碎石清理效果不佳。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种大粒径碎石采集液压机械臂，具体技术方案如下：
5.一种大粒径碎石采集液压机械臂，包括回转结构、大臂结构、小臂结构、转动结构和手爪结构，所述回转结构包括底盘液压马达、下回转体、回转支承和上回转体，所述底盘液压马达的输出端与下回转体的底部进行固定连接，所述下回转体的顶部还固定设置有回转支承，且所述回转支承的顶部固定设置有上回转体，所述上回转体的一侧活动安装有大臂结构，所述大臂结构的另一端还活动安装有小臂结构。
6.作为上述技术方案的改进，所述大臂结构包括大臂、小臂大臂连接件和大臂液压缸，所述上回转体一侧的上方插接有大臂底盘连接件，所述大臂底盘连接件的两侧套接有大臂。
7.作为上述技术方案的改进，所述大臂底盘连接件由长轴、轴承和轴承端盖组成，所述长轴与上回转体之间为固定连接，所述长轴的两端分别固定设置有轴承，所述轴承与大臂之间也为固定连接，所述轴承的端部还固定设置有轴承端盖。
8.作为上述技术方案的改进，所述上回转体的侧面位于大臂的底部还活动插接有第一液压缸连接件，所述第一液压缸连接件的外周还套接有大臂液压缸，所述大臂液压缸的另一端通过第二液压缸连接件与大臂进行转动连接。
9.作为上述技术方案的改进，所述第一液压缸连接件由阶梯轴、螺母和垫片组成，所述阶梯轴的中间位置与大臂液压缸进行滑动连接，所述阶梯轴的两端分别与上回转体进行固定连接，所述阶梯轴的两端还分别螺纹安装有螺母，且所述阶梯轴的端部位于螺母的内侧还套接有垫片。
10.作为上述技术方案的改进，所述小臂结构包括小臂、小臂液压缸和第四液压缸连接件，所述大臂的端部通过小臂大臂连接件与小臂进行活动连接，所述大臂的底部还通过
第三液压缸连接件活动设置有小臂液压缸，所述小臂液压缸的输出端通过第四液压缸连接件与小臂也进行活动连接。
11.作为上述技术方案的改进，所述上回转体、大臂和小臂的同一侧分别通过螺栓固定设置有第一液压阀、第二液压阀和第三液压阀。
12.作为上述技术方案的改进，所述转动结构包括第一摆动液压缸、转动关节和第二摆动液压缸，所述小臂的端部通过螺栓固定设置有第一摆动液压缸，且所述第一摆动液压缸的另一端还与转动关节进行键连接，所述转动关节的另一侧固定设置有第二摆动液压缸。
13.作为上述技术方案的改进，所述手爪结构包括机械手爪、led灯和摄像头，所述第二摆动液压缸的输出端通过法兰盘固定连接有第一快换接头，所述第一快换接头与第二快换接头进行配套使用，所述第二第二快换接头的另一侧固定设置有和机械手爪。
14.作为上述技术方案的改进，所述机械手爪的侧面固定嵌有led灯，所述机械手爪的一侧还通过螺栓固定设置有摄像头。
15.本发明的有益效果：通过设置有回转结构、大臂结构、小臂结构、转动结构和手爪结构，回转结构主要包括底盘液压马达、下回转体和上回转体，通过底盘液压马达可带动整个机械臂实现自由旋转，然后在上回转体的一侧通过大臂底盘连接件活动安装有大臂，通过大臂液压缸可控制大臂进行仿人体移动，大臂的另一端通过小臂大臂连接件活动安装有小臂，类似于人体的小臂，再通过小臂液压缸即可控制小臂进行活动，还在小臂的端部设有转动结构，该转动结构包括第一摆动液压缸、转动关节和第二摆动液压缸，能够产生类似于人体手腕的效果，再将机械手爪安装在转动结构的端部，能够使该机械臂有6个自由度，可以抓取工作空间中任意位置的物体，自由活动高，工作灵活，通过液压方式驱动机械臂，可以抓取大石头，减少机械臂自身重量，并且采用串联式的结构，在需要更换零部件时，可以快速更换零部件，提高了工作效率。
附图说明
16.图1为本发明整体结构示意图；
17.图2为本发明中大臂底盘连接件主视图；
18.图3为本发明中第一液压缸连接件主视图。
19.附图标记：1-底盘液压马达；2-下回转体；3-回转支承；4-上回转体；5-大臂底盘连接件；6-大臂；7-小臂大臂连接件；8-小臂；9-第一摆动液压缸；10-转动关节；11-第二摆动液压缸；12-第一快换接头；13-第二快换接头；14-机械手爪；15-led灯；16-摄像头；17-第四液压缸连接件；18-第三液压阀、19-小臂液压缸；20-第二液压阀；21-第三液压缸连接件；22-第二液压缸连接件；23-大臂液压缸；24-第一液压缸连接件；25-第一液压阀；501-长轴；502-轴承；503-轴承端盖；2401-阶梯轴；2402-螺母；2403-垫片。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.如图1所示，图1为本发明整体结构示意图。
22.一种大粒径碎石采集液压机械臂，包括回转结构、大臂结构、小臂结构、转动结构和手爪结构。
23.回转结构包括底盘液压马达1、下回转体2、回转支承3和上回转体4，底盘液压马达1的输出端与下回转体2的底部进行固定连接，下回转体2的顶部还固定设置有回转支承3，且回转支承3的顶部固定设置有上回转体4。
24.通过设有底盘液压马达1，然后在底盘液压马达1的顶部固定安装有下回转体2，可以提供一个支撑的效果，再在下回转体2的顶部通过回转支承3安装有上回转体4，该结构类似于人体的肩关节，可以带动整个机械臂进行自由旋转。
25.如图1和图2所示，图1为本发明整体结构示意图，图2为本发明中大臂底盘连接件主视图。
26.上回转体4的一侧活动安装有大臂结构，大臂结构包括大臂6、小臂大臂连接件7和大臂液压缸23，上回转体4一侧的上方插接有大臂底盘连接件5，大臂底盘连接件5的两侧套接有大臂6，上回转体4的侧面位于大臂6的底部还活动插接有第一液压缸连接件24，第一液压缸连接件24的外周还套接有大臂液压缸23，大臂液压缸23的另一端通过第二液压缸连接件22与大臂6进行转动连接。
27.将大臂6通过大臂底盘连接件5活动安装在上回转体4的一侧，类似于人体的大臂6与肩关节进行连接，再在上回转体4的侧面位于大臂6的底部通过第一液压缸连接件24安装有大臂液压缸23，大臂液压缸23的输出端再通过第二液压缸连接件22与大臂6进行转动连接，大臂液压缸23能够给大臂6提供支撑和动力，通过大臂液压缸23可以控制大臂6进行移动。
28.如图2所示，图2为本发明中大臂底盘连接件主视图。
29.大臂底盘连接件5由长轴501、轴承502和轴承端盖503组成，长轴501与上回转体4之间为固定连接，长轴501的两端分别固定设置有轴承502，轴承502与大臂6之间也为固定连接，轴承502的端部还固定设置有轴承端盖503。
30.通过长轴501与上回转体4进行固定连接，可使整个大臂底盘连接件5固定安装在上回主体4内，而长轴501的两端分别设有轴承502，再将大臂6固定套接在轴承502的外部，由于轴承502是可以进行转动的，所以并不影响到大臂6的活动，轴承502的端部还固定设有轴承端盖503，可以防止大臂6从轴承502上脱落。
31.如图1所示，图1为本发明整体结构示意图。
32.大臂结构的另一端还活动安装有小臂结构，小臂结构包括小臂8、小臂液压缸19和第四液压缸连接件17，大臂6的端部通过小臂大臂连接件7与小臂8进行活动连接，大臂6的底部还通过第三液压缸连接件21活动设置有小臂液压缸19，小臂液压缸19的输出端通过第四液压缸连接件17与小臂8也进行活动连接。
33.通过小臂大臂连接件7可将小臂8安装在大臂6的端部，小臂大臂连接件7的结构和大臂底盘连接件5的结构相同，然后在大臂6的底部通过第三液压缸连接件21活动设置有小臂液压缸19，小臂液压缸19的输出端再通过第四液压缸连接件17与小臂8进行活动连接，利用小臂液压缸19可给小臂8提供支撑和动力，能够带动小臂8进行移动。
34.如图1和图3所示，图1为本发明整体结构示意图，图3为本发明中第一液压缸连接
件主视图。
35.第一液压缸连接件24由阶梯轴2401、螺母2402和垫片2403组成，阶梯轴2401的中间位置与大臂液压缸23进行滑动连接，阶梯轴2401的两端分别与上回转体4进行固定连接，阶梯轴2401的两端还分别螺纹安装有螺母2402，且阶梯轴2401的端部位于螺母2402的内侧还套接有垫片2403。
36.第二液压缸连接件22、第三液压缸连接件21和第四液压缸连接件17的结构均与第一液压缸连接件24的结构相同，为了方便叙述所以只说了第一液压缸连接件24的详细结构，将阶梯轴2401的两端与上回转体4进行固定连接能对阶梯轴2401进行固定，还使大臂液压缸2与阶梯轴2401的中间位置进行滑动连接，所以不会影响大臂液压缸2在伸缩的过程中进行移动。
37.如图1所示，图1为本发明整体结构示意图。
38.为了控制底盘液压马达1、大臂液压缸23和小臂液压缸19的正常使用和通断，上回转体4、大臂6和小臂8的同一侧分别通过螺栓固定设置有第一液压阀25、第二液压阀20和第三液压阀18。
39.如图1所示，图1为本发明整体结构示意图。
40.转动结构包括第一摆动液压缸9、转动关节10和第二摆动液压缸11，小臂8的端部通过螺栓固定设置有第一摆动液压缸9，且第一摆动液压缸9的另一端还与转动关节10进行键连接，转动关节10的另一侧固定设置有第二摆动液压缸11。
41.通过设有第一摆动液压缸9和第二摆动液压缸11，并且在第一摆动液压缸9和第二摆动液压缸11之间设有转动关节10，可使该转动结构类似于人体的手腕，能够带动机械手爪14进行自由移动。
42.如图1所示，图1为本发明整体结构示意图。
43.手爪结构包括机械手爪14、led灯15和摄像头16，第二摆动液压缸11的输出端通过法兰盘固定连接有第一快换接头12，第一快换接头12与第二快换接头13进行配套使用，第二第二快换接头13的另一侧固定设置有和机械手爪14。
44.通过机械手爪14可实现对物体进行抓取，能够抓取一些较重的石头，而自身质量较轻，还具有自由度高和高负载的优点。
45.机械手爪14的侧面固定嵌有led灯15，机械手爪14的一侧还通过螺栓固定设置有摄像头16。
46.通过在机械手爪14的侧面嵌有led灯15，能够在夜晚或其他关照不良的时候提供照明，而机械手爪14一侧的摄像头16可以提供远程监控，远距离实现实地观测和控制机械手爪14进行抓取，能够减少人工进入危险的地方进行作业，并且完成效率高。
47.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种大粒径碎石采集液压机械臂，包括回转结构、大臂结构、小臂结构、转动结构和手爪结构，其特征在于：所述回转结构包括底盘液压马达(1)、下回转体(2)、回转支承(3)和上回转体(4)，所述底盘液压马达(1)的输出端与下回转体(2)的底部进行固定连接，所述下回转体(2)的顶部还固定设置有回转支承(3)，且所述回转支承(3)的顶部固定设置有上回转体(4)，所述上回转体(4)的一侧活动安装有大臂结构，所述大臂结构的另一端还活动安装有小臂结构。2.根据权利要求1所述的一种大粒径碎石采集液压机械臂，其特征在于：所述大臂结构包括大臂(6)、小臂大臂连接件(7)和大臂液压缸(23)，所述上回转体(4)一侧的上方插接有大臂底盘连接件(5)，所述大臂底盘连接件(5)的两侧套接有大臂(6)。3.根据权利要求2所述的一种大粒径碎石采集液压机械臂，其特征在于：所述大臂底盘连接件(5)由长轴(501)、轴承(502)和轴承端盖(503)组成，所述长轴(501)与上回转体(4)之间为固定连接，所述长轴(501)的两端分别固定设置有轴承(502)，所述轴承(502)与大臂(6)之间也为固定连接，所述轴承(502)的端部还固定设置有轴承端盖(503)。4.根据权利要求2所述的一种大粒径碎石采集液压机械臂，其特征在于：所述上回转体(4)的侧面位于大臂(6)的底部还活动插接有第一液压缸连接件(24)，所述第一液压缸连接件(24)的外周还套接有大臂液压缸(23)，所述大臂液压缸(23)的另一端通过第二液压缸连接件(22)与大臂(6)进行转动连接。5.根据权利要求4所述的一种大粒径碎石采集液压机械臂，其特征在于：所述第一液压缸连接件(24)由阶梯轴(2401)、螺母(2402)和垫片(2403)组成，所述阶梯轴(2401)的中间位置与大臂液压缸(23)进行滑动连接，所述阶梯轴(2401)的两端分别与上回转体(4)进行固定连接，所述阶梯轴(2401)的两端还分别螺纹安装有螺母(2402)，且所述阶梯轴(2401)的端部位于螺母(2402)的内侧还套接有垫片(2403)。6.根据权利要求2所述的一种大粒径碎石采集液压机械臂，其特征在于：所述小臂结构包括小臂(8)、小臂液压缸(19)和第四液压缸连接件(17)，所述大臂(6)的端部通过小臂大臂连接件(7)与小臂(8)进行活动连接，所述大臂(6)的底部还通过第三液压缸连接件(21)活动设置有小臂液压缸(19)，所述小臂液压缸(19)的输出端通过第四液压缸连接件(17)与小臂(8)也进行活动连接。7.根据权利要求6所述的一种大粒径碎石采集液压机械臂，其特征在于：所述上回转体(4)、大臂(6)和小臂(8)的同一侧分别通过螺栓固定设置有第一液压阀(25)、第二液压阀(20)和第三液压阀(18)。8.根据权利要求6所述的一种大粒径碎石采集液压机械臂，其特征在于：所述转动结构包括第一摆动液压缸(9)、转动关节(10)和第二摆动液压缸(11)，所述小臂(8)的端部通过螺栓固定设置有第一摆动液压缸(9)，且所述第一摆动液压缸(9)的另一端还与转动关节(10)进行键连接，所述转动关节(10)的另一侧固定设置有第二摆动液压缸(11)。9.根据权利要求8所述的一种大粒径碎石采集液压机械臂，其特征在于：所述手爪结构包括机械手爪(14)、led灯(15)和摄像头(16)，所述第二摆动液压缸(11)的输出端通过法兰盘固定连接有第一快换接头(12)，所述第一快换接头(12)与第二快换接头(13)进行配套使用，所述第二第二快换接头(13)的另一侧固定设置有和机械手爪(14)。10.根据权利要求9所述的一种大粒径碎石采集液压机械臂，其特征在于：所述机械手
爪(14)的侧面固定嵌有led灯(15)，所述机械手爪(14)的一侧还通过螺栓固定设置有摄像头(16)。

技术总结
本发明涉及一种大粒径碎石采集液压机械臂，包括回转结构、大臂结构、小臂结构、转动结构和手爪结构，所述回转结构包括底盘液压马达、下回转体、回转支承和上回转体，所述底盘液压马达的输出端与下回转体的底部进行固定连接，所述下回转体的顶部还固定设置有回转支承，且所述回转支承的顶部固定设置有上回转体。本发明通过对传统机械臂进行改进，能够使该机械臂有6个自由度，可以抓取工作空间中任意位置的物体，自由活动高，工作灵活，通过液压方式驱动机械臂，可以抓取大石头，减少机械臂自身重量，并且采用串联式的结构，在需要更换零部件时，可以快速更换零部件，提高了工作效率。率。率。


技术研发人员：黄伟 骆敏舟 卢钰
受保护的技术使用者：江苏集萃智能制造技术研究所有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8