[实用新型]一种用于书法和绘画的水平关节机械臂

说明书

本实用新型提供了一种用于书法和绘画的水平关节机械臂，包括基座、竖直调节机构和水平调节机构，基座上固定安装竖直调节机构，竖直调节机构上安装水平调节机构，基座内安装带动竖直调节机构转动的第一电机，水平调节机构包括第一连杆和第二连杆，第一连杆与竖直调节机构连接且有竖直调节机构中的丝杠电机驱动在竖直方向移动，第二连杆为末端执行部位，第二连杆由设置在第一连杆上的第三电机驱动旋转。本实用新型结构设计科学合理，操作简单，使用水平关节设计，动作迅捷，运动直观性强，使用效果好，制作成本低廉。

技术领域

本实用新型涉及一种关节机械臂装置，具体涉及一种用于书法和绘画的水平关节机械臂。

背景技术

机械臂是拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置。拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间位姿(位置和姿态)的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。在工业上如夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行了点焊或弧焊；搬运压铸或冲压成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装配机械零部件等等。在生物学方面如作为替代假肢，远程手术等等。在文化方面可在书法等方面进行创作。

目前用于文化领域的机械臂种类众多，例如有直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和多关节式等，以上机械臂在书法及绘画方面存在以下几点缺点：(1)在同一水平平面内连续工作时，速度慢。(2)运动直观性更差，驱动控制比较复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于书法和绘画的水平关节机械臂，该装置结构设计科学合理，传动精准反应迅捷准确，能满足机械臂装置在书画领域的应用要求，制作成本低廉，可推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于书法和绘画的水平关节机械臂，其特征在于，包括基座、竖直调节机构和水平调节机构，所述基座上竖直安装竖直调节机构，所述竖直调节机构上水平安装水平调节机构，所述基座内设置驱动竖直调节机构旋转的第一电机，所述竖直调节机构包括上固定座、下固定座、丝杠、第二电机和光杠，所述下固定座与所述第一电机连接，所述上固定座和下固定座之间设置一根丝杠和多根光杠，所述丝杠与第二电机连接且由第二电机驱动旋转，所述水平调节机构包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆连接在光杠和丝杠上且由丝杠转动带动第一连杆上下移动，所述第二连杆与第一连杆连接，所述第一连杆上设置有第三电机，所述第三电机通过第一皮带轮与第二连杆连接，第二连杆上设置有末端执行连接孔，末端执行连接孔内可固定各类画笔进行绘画和书法操作。

优选地，所述基座上设置有第二皮带轮，所述第二皮带轮一端与下固定座固定连接，第二皮带轮的另一端通过第一减速皮带与第一电机的输出转轴传动连接，第二皮带轮通过回转轴承安装在基座顶部，当基座内的第一电机旋转时带动第二皮带轮转动进而带动下固定座转动，最终使得下固定座上方的竖直调节机构和水平调节机构同时转动，实现装置整体的转向调整。

优选地，多根光杠均布在丝杠的周侧，所述光杠的两端分别与上固定座和下固定座固定连接，所述丝杠的顶部与所述第二电机的输出转轴固定连接，丝杠的底部通过回转轴承安装在下固定座内，第一连杆上开设有穿过丝杠且与丝杠啮合的内齿孔，第一连杆上在内齿孔的周侧均匀开设多个光滑安装孔，光滑安装孔内通过直线轴承与光杠连接。当第二电机转动时使丝杠转动带动第一连杆在竖直方向上上下移动，与第一连杆刚性连接的第二连杆同时也实现上下移动，实现第二连杆在竖直方向的位置变换。

优选地，所述第三电机的输出转轴通过第二减速皮带与所述第一皮带轮传动连接，第一皮带轮通过回转轴承安装在第一连杆上同时与第二连杆固定连接，当第三电机转动时带动第一皮带轮转动进而带动第二连杆在水平方向转动。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构设计科学合理，功能多样，通过多种传动方式实现末端执行孔在X、Y、Z三个自由度方向上的位置变换，可良好适用于绘画和书法领域的应用，在x,y方向上具有顺从性，而在Z轴方向具有良好的刚度，提高了在书法绘画上的精度。