[发明专利]具有目标跟随监视功能的可折叠轻型机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械臂，特别是涉及一种具有目标跟随监视功能的可折叠轻型机械臂。

背景技术

在野外探险、侦察、危险品处置或医疗作业等特殊领域，由于作业环境存在可能发生危害作业人员生命健康的危险，因而迫切需要使用机器人尤其是操作臂机器人代替人员完成某些作业任务。目前应用比较广泛的工业操作臂机器人的负载能力一般都比较大，存在体积大、质量重、控制系统复杂、操作不方便等问题，主要应用于室内生产车间的包装、码垛、物料搬运以及汽车喷涂等作业任务，很难安装在移动机器人平台或车辆上供野外探险等任务使用。对于野外探险或危险品处置等特殊作业环境需求，由于移动机器人平台承载空间有限，因而需要所安装的操作臂具有体积小、结构紧凑、质量轻等特点，但过小的结构尺寸限制了操作臂机器人的工作空间和作业范围，因而该操作臂最好具有可折叠等技术特点。又由于野外环境具有不确定性，危险品的处置工艺也千差万别，因而要求操作臂具有较好的灵活性。特别是精细操作时，能够实时对所操作目标进行状态监控，使被操作目标的位置、形状等信息进入操作者的视线范围，避免视觉盲区，对提高操作安全性、可靠性等尤为重要，因而特别需要一种能够对末端执行器和被操作目标进行紧密跟随监视功能的轻型灵活机械臂。但如何能保证操作臂在具有空间六自由度、且具有较好的末端运动灵活性的同时，还具有紧密的目标跟随监视功能、避免监视盲区是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够对图像拍摄的角度进行调节以避免监视盲区的具有目标跟随监视功能的可折叠轻型机械臂。

本发明所采用的技术方案是：一种具有目标跟随监视功能的可折叠轻型机械臂，包括有基座，所述的基座上设置有依次连接的第一旋转关节、第二旋转关节、大臂连杆、第三旋转关节、第四旋转关节、第五旋转关节和第六旋转关节，所述第六旋转关节的输出端连接末端单自由度手爪，其中，所述的第四旋转关节与所述的第五旋转关节之间是通过焦点定位角件相互连接，所述的第一旋转关节的轴线与基座同轴心，且垂直于第二旋转关节的轴线，所述的第二旋转关节的轴线平行于第三旋转关节的轴线，所述的第三旋转关节的轴线垂直于第四旋转关节的轴线，所述的第四旋转关节的轴线垂直于第五旋转关节的轴线，所述的第五旋转关节的轴线垂直于第六旋转关节的轴线，所述的第四旋转关节的轴线、第五旋转关节的轴线和第六旋转关节的轴线汇交于空间一点，所述的第五旋转关节还连接第七旋转关节，所述的第七旋转关节的轴线与第六旋转关节的轴线平行且方向相反，且第五旋转关节的轴线、第六旋转关节的轴线和第七旋转关节的轴线在同一平面上，所述第七旋转关节的输出端连接内置有高清摄像头的摄像头云台。

所述的第六旋转关节的轴线和第七旋转关节的轴线间的距离为1.2倍第六关节的外直径。

所述的第一旋转关节、第二旋转关节、第三旋转关节、第四旋转关节、第六旋转关节和第七旋转关节结构相同，均设置有相互连接的关节固定基座和关节输出轴套，所述的第五旋转关节设置有依次连接的第五关节固定基座、第五关节输出轴套和第五关节随动轴套，其中，所述的第一旋转关节的关节输出轴套连接第二旋转关节的关节固定基座，第二旋转关节的关节输出轴套连接大臂连杆的一端，大臂连杆的另一端连接第三旋转关节的关节固定基座，第三旋转关节的关节输出轴套连接第四旋转关节的关节固定基座，第四旋转关节的关节输出轴套连接焦点定位角件的一端，焦点定位角件的另一端连接第五关节固定基座，所述的第五关节输出轴套连接第六旋转关节的关节固定基座，所述的第五关节随动轴套连接第七旋转关节的关节固定基座，所述的第六旋转关节的关节输出轴套连接末端单自由度手爪，所述的第一旋转关节的关节固定基座垂直固定在所述的基座上，所述第七旋转关节的关节输出轴套通过云台角件连接摄像头云台。

所述的第一旋转关节的直径大于第二旋转关节的直径，第二旋转关节的直径大于第三旋转关节的直径，第三旋转关节、第四旋转关节、第五旋转关节、第六旋转关节和第七旋转关节的直径相等。

所述的摄像头云台在设置有高清摄像头的一面上设置有LED照明灯。

所述云台角件为折弯角90°的空心弯管结构，从而使第七旋转关节的轴线与摄像头云台上设置有高清摄像头的一面相垂直。

当所述的第二旋转关节、第三旋转关节和第五旋转关节为相互平行的展开状态时，所述的第二旋转关节的轴线到第三旋转关节的轴线之间的距离与第三旋转关节的轴线到第五旋转关节的轴线之间的距离之比为1.4。