一种远距离伸缩牵引的机械手臂装置

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是一种远距离伸缩牵引的机械手臂装置。

背景技术

机器人在作业时，各种类型的机械手臂可以完成夹取的工作，但对于较远距离的却物体无法使用，并无法完成对使用者自身的牵引从而完成许多工作，在两个距离较远的物体之间建立牵引力的工具一般有勾爪，但是在很多情况下，物体之间无法满足勾爪的使用条件，即没有勾爪的可固定物体，并且勾爪的固定牢靠性无法确定，适用范围也较小，对于相互牵引力的利用率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种远距离伸缩牵引的机械手臂装置，能够克服现有技术的上述缺陷，从而提高设备的实用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种远距离伸缩牵引的机械手臂装置，包括主箱体，所述主箱体中设有电机腔，所述电机腔左侧设有线轮轴滑动腔，所述线轮轴滑动腔左端壁连通设有线轮传动腔，所述线轮传动腔左端壁连通设有开口向上的线轮腔，所述线轮腔下端壁连通设有开口向下的进气腔，所述线轮腔左端壁连通设有与所述线轮传动腔位置对应的转动限位腔，所述转动限位腔下端壁连通设有挡板滑动腔，所述挡板滑动腔左端壁连通设有开口向左的推动杆滑动腔，所述主箱体左右两端面下侧末端固定连接有以所述进气腔为中心左右对称的手持固定杆，所述主箱体下端面固定连接有以所述进气腔为中心左右对称的外接固定块，所述线轮腔内端壁下侧末端固定连接有单向阀门，所述线轮腔内能够滑动配合连接有弹力摩擦块，所述弹力摩擦块上端面固定连接有向上延伸至外侧的固定箱体，所述固定箱体中设有开口向上的抵接滑动腔，所述抵接滑动腔左右两侧连通设有向远离所述抵接滑动腔侧开口且开口向上的固定转动腔，所述抵接滑动腔前侧设有手拉杆腔，所述抵接滑动腔前端壁连通设有贯穿所述手拉杆腔且开口向前的手拉杆滑动腔，所述抵接滑动腔下端壁固定连接有向上延伸的抵接弹簧，所诉抵接弹簧上侧末端固定连接有向上延伸至外侧的抵接块，所述抵接块中设有开口向前且位于所述手拉杆滑动腔上侧的抵接固定腔，所述手拉杆腔前端壁固定连接有手拉杆弹簧，所述手拉杆弹簧前侧末端固定连接有手拉挡板，所述手拉挡板内固定连接有向前延伸贯穿所述手拉杆滑动腔至外界且向后延伸贯穿所述手拉杆滑动腔至与所述抵接块抵接的手拉杆，所述固定转动腔后端壁转动配合连接有向前延伸的固定转动轴，所述固定转动轴前侧末端固定连接有与所述抵接块啮合的固定转动齿轮，所述固定转动齿轮上固定连接有向外延伸至外侧的固定延长杆，所述固定延长杆外侧末端固定连接有固定抓杆。

在上述技术方案基础上，所述进气腔右端壁固定连接有向左延伸的增压外接块，所述增压外接块中设有增压腔，所述电机腔右端壁固定连接有电机，所述电机上固定连接有向左延伸的主动轴，所述电机腔右端壁还固定连接有位于所述电机下侧的离合弹簧，所述离合弹簧左侧末端固定连接有离合板，所述离合板左端面转动配合连接有向左延伸的离合轴，所述电机腔左端壁转动配合连接有向左延伸至所述线轮传动腔且位于所述电机腔上侧的回收传动轴，所述电机腔左端壁还转动配合连接有向左延伸至所述增压腔且位于所述离合轴下侧的增压轴，所述主动轴左侧末端固定连接有主动齿轮，所述回收传动轴右侧末端固定连接有与所述主动齿轮啮合的回收传动齿轮，所述离合轴左侧末端固定连接有与所述主动齿轮啮合的离合齿轮，所述增压轴右侧末端固定连接有与所述离合齿轮啮合的增压齿轮。

在上述技术方案基础上，所述增压腔下端壁转动配合连接有向下延伸至所述进气腔的增压叶轮轴，所述增压叶轮轴上侧末端固定连接有从动锥齿轮，所述增压轴左侧末端固定连接有与所述从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，所述增压叶轮轴下侧末端固定连接有增压叶轮，所述转动限位腔上端壁固定连接有限位弹簧，所述限位弹簧下侧末端固定连接有向下延伸至所述挡板滑动腔的推动挡板，所述推动挡板右端面转动配合连接有向右延伸且贯穿所述线轮腔、所述线轮传动腔至所述线轮轴滑动腔的线轮轴，所述转动限位腔上端壁固定连接有位于所述限位弹簧右侧的转动固定块。

在上述技术方案基础上，所述线轮轴上单向转动连接有位于所述转动限位腔的固定轮，所述固定轮中有周向设置且开口向外且与所述转动固定块位置对应的固定轮腔，所述线轮轴上固定连接有位于所述线轮腔的线轮，所述线轮轴上还固定连接有位于所述线轮传动腔的线轮传动齿轮，所述回收传动轴左侧末端固定连接有能与所述线轮传动齿轮啮合的回收齿轮。

在上述技术方案基础上，所述线轮与所述弹力摩擦块下端面之间固定连接有高强度拉绳，所述推动挡板左端面固定连接有位于所述挡板滑动腔且向左延伸并贯穿所述推动杆滑动腔至外侧的推动杆，所述推动挡板下端面与所述离合板左端面之间固定连接有离合拉绳。

本发明的有益效果 ：通过电机与高强度拉绳的配合，完成两个物体之间相互牵引力的建立，即可伸缩的机械手臂，不仅适用于机器人在进行作业时完成牵引工作，在很多危险情况下，例如野外求生，使用者可以完成许多通过自身很难完成的求生方式，提高了使用者的生还概率，以及在消防救援中，消防员可通过本装置完成对很多易燃易爆物体的取出，减少了危险性，提升了救援效率，同时也推进了消防安全工作的发展。

附图说明

为了更清楚地说明发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种远距离伸缩牵引的机械手臂装置整体结构示意图。

图2是图1中A-A的结构示意图。

图3是图1中B-B的结构示意图。

图4是图1中C-C的结构示意图。

图5是图1中D的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图 1-5所述的一种远距离伸缩牵引的机械手臂装置，包括主箱体10，所述主箱体10中设有电机腔44，所述电机腔44左侧设有线轮轴滑动腔40，所述线轮轴滑动腔40左端壁连通设有线轮传动腔39，所述线轮传动腔39左端壁连通设有开口向上的线轮腔38，所述线轮腔38下端壁连通设有开口向下的进气腔34，所述线轮腔38左端壁连通设有与所述线轮传动腔39位置对应的转动限位腔37，所述转动限位腔37下端壁连通设有挡板滑动腔63，所述挡板滑动腔63左端壁连通设有开口向左的推动杆滑动腔64，所述主箱体10左右两端面下侧末端固定连接有以所述进气腔34为中心左右对称的手持固定杆36，所述主箱体10下端面固定连接有以所述进气腔34为中心左右对称的外接固定块28，所述线轮腔38内端壁下侧末端固定连接有单向阀门35，所述线轮腔38内能够滑动配合连接有弹力摩擦块58，所述弹力摩擦块58上端面固定连接有向上延伸至外侧的固定箱体60，所述固定箱体60中设有开口向上的抵接滑动腔50，所述抵接滑动腔50左右两侧连通设有向远离所述抵接滑动腔50侧开口且开口向上的固定转动腔13，所述抵接滑动腔50前侧设有手拉杆腔53，所述抵接滑动腔50前端壁连通设有贯穿所述手拉杆腔53且开口向前的手拉杆滑动腔54，所述抵接滑动腔50下端壁固定连接有向上延伸的抵接弹簧59，所诉抵接弹簧59上侧末端固定连接有向上延伸至外侧的抵接块51，所述抵接块51中设有开口向前且位于所述手拉杆滑动腔54上侧的抵接固定腔52，所述手拉杆腔53前端壁固定连接有手拉杆弹簧56，所述手拉杆弹簧56前侧末端固定连接有手拉挡板57，所述手拉挡板57内固定连接有向前延伸贯穿所述手拉杆滑动腔54至外界且向后延伸贯穿所述手拉杆滑动腔54至与所述抵接块51抵接的手拉杆55，所述固定转动腔13后端壁转动配合连接有向前延伸的固定转动轴12，所述固定转动轴12前侧末端固定连接有与所述抵接块51啮合的固定转动齿轮15，所述固定转动齿轮15上固定连接有向外延伸至外侧的固定延长杆16，所述固定延长杆16外侧末端固定连接有固定抓杆11。

另外，在一个实施例中，所述进气腔34右端壁固定连接有向左延伸的增压外接块27，所述增压外接块27中设有增压腔33，所述电机腔44右端壁固定连接有电机43，所述电机43上固定连接有向左延伸的主动轴42，所述电机腔44右端壁还固定连接有位于所述电机43下侧的离合弹簧22，所述离合弹簧22左侧末端固定连接有离合板21，所述离合板21左端面转动配合连接有向左延伸的离合轴20，所述电机腔44左端壁转动配合连接有向左延伸至所述线轮传动腔39且位于所述电机腔44上侧的回收传动轴19，所述电机腔44左端壁还转动配合连接有向左延伸至所述增压腔33且位于所述离合轴20下侧的增压轴26，所述主动轴42左侧末端固定连接有主动齿轮41，所述回收传动轴19右侧末端固定连接有与所述主动齿轮41啮合的回收传动齿轮18，所述离合轴20左侧末端固定连接有与所述主动齿轮41啮合的离合齿轮24，所述增压轴26右侧末端固定连接有与所述离合齿轮24啮合的增压齿轮25。

另外，在一个实施例中，所述增压腔33下端壁转动配合连接有向下延伸至所述进气腔34的增压叶轮轴31，所述增压叶轮轴31上侧末端固定连接有从动锥齿轮32，所述增压轴26左侧末端固定连接有与所述从动锥齿轮32啮合的主动锥齿轮29，所述增压叶轮轴31下侧末端固定连接有增压叶轮30，所述转动限位腔37上端壁固定连接有限位弹簧61，所述限位弹簧61下侧末端固定连接有向下延伸至所述挡板滑动腔63的推动挡板66，所述推动挡板66右端面转动配合连接有向右延伸且贯穿所述线轮腔38、所述线轮传动腔39至所述线轮轴滑动腔40的线轮轴46，所述转动限位腔37上端壁固定连接有位于所述限位弹簧61右侧的转动固定块62。

另外，在一个实施例中，所述线轮轴46上单向转动连接有位于所述转动限位腔37的固定轮49，所述固定轮49中有周向设置且开口向外且与所述转动固定块62位置对应的固定轮腔48，所述线轮轴46上固定连接有位于所述线轮腔38的线轮47，所述线轮轴46上还固定连接有位于所述线轮传动腔39的线轮传动齿轮45，所述回收传动轴19左侧末端固定连接有能与所述线轮传动齿轮45啮合的回收齿轮17。

另外，在一个实施例中，所述线轮47与所述弹力摩擦块58下端面之间固定连接有高强度拉绳14，所述推动挡板66左端面固定连接有位于所述挡板滑动腔63且向左延伸并贯穿所述推动杆滑动腔64至外侧的推动杆65，所述推动挡板66下端面与所述离合板21左端面之间固定连接有离合拉绳23。

本实施例所述固定连接方法包括但不限于螺栓固定、焊接等方法。

如图1-5所示，本发明的设备处于初始状态时，外接固定块28固定连接压缩气罐，手拉杆弹簧56处于压缩状态，抵接弹簧59、限位弹簧61以及离合弹簧22均处于放松状态；

整个装置的机械动作的顺序 ：

开始工作时，手持手持固定杆36，将固定箱体60上方对准需要固定或夹取的目标物体，开启电机43，电机43带动主动轴42转动，主动轴42转动带动主动齿轮41转动，主动齿轮41转动通过离合齿轮24带动增压齿轮25转动，增压齿轮25转动通过增压轴26带动主动锥齿轮29转动，主动锥齿轮29转动带动从动锥齿轮32转动，从动锥齿轮32转动通过增压叶轮轴31带动增压叶轮30转动，增压叶轮30转动完成对压缩气体的抽取，与单向阀门35配合使气体进入线轮腔38内，推动挡板66与挡板滑动腔63的端壁紧密贴合，当线轮腔38内的气体达到一定浓度时，气体压强大于弹力摩擦块58与线轮腔38端壁的摩擦力，气体压强克服弹力摩擦块58摩擦力通过弹力摩擦块58带动固定箱体60向上移动，当固定箱体60运动至与需要固定的目标物体抵接时，物体克服抵接弹簧59弹力向下推动抵接块51，手拉杆55与抵接块51脱离，手拉挡板57通过弹力向后运动，手拉挡板57向后运动带动手拉杆55向后运动至抵接固定腔52内，完成对抵接块51的锁死，与此同时，抵接块51向下运动带动固定转动齿轮15以固定转动轴12为圆心转动，固定转动齿轮15转动带动固定延长杆16转动，固定延长杆16转动带动固定抓杆11转动，完成对目标物体的固定或夹取。

在高强度拉绳14达到最大长度时，弹力摩擦块58通过高强度拉绳14拉动线轮47向上运动，线轮47向上运动带动线轮轴46向上运动，线轮轴46向上运动克服限位弹簧61弹力带动线轮传动齿轮45、固定轮49、推动挡板66向上运动，线轮传动齿轮45向上运动与回收齿轮17啮合，固定轮49向上运动使转动固定块62卡入固定轮腔48，使线轮47在回收转动时不会打滑并能持续提供向上的拉力，推动挡板66向上运动通过离合拉绳23拉动离合板21向右运动，离合板21向右运动克服离合弹簧22弹力带动离合轴20向右运动，离合轴20向右运动带动离合齿轮24向右运动，离合齿轮24向右运动与增压齿轮25脱离，使增压叶轮30停止转动，主动齿轮41转动带动回收传动齿轮18转动，回收传动齿轮18转动通过回收传动轴19带动回收齿轮17转动回收齿轮17转动通过线轮传动齿轮45带动线轮轴46转动，线轮轴46转动带动线轮47转动，线轮47转动通过高强度拉绳14拉动固定箱体60向下运动，即可完成将目标牵引至使用者的身边或者将使用者牵引至目标附近。

在高强度拉绳14无法达到最大长度时，向上推动推动杆65，推动杆65向上运动带动推动挡板66向上运动，推动挡板66向上运动带动线轮轴46向上运动，即可使线轮轴46持续受到向上的拉力，从而克服限位弹簧61弹力，完成牵引，需要复位时，向前拉动手拉杆55，手拉杆55向前运动带动手拉挡板57向前运动，手拉杆55向前运动从抵接固定腔52中脱离，使抵接块51通过抵接弹簧59弹力向下运动，抵接块51向下运动带动固定抓杆11、固定延长杆16复位，取消对目标的固定，同时高强度拉绳14向上的拉力消失，推动挡板66可通过限位弹簧61的弹力复位，离合板21可通过离合弹簧22弹力复位，手动将弹力摩擦块58重新卡入线轮腔38中，可继续下一次的使用。

本发明的有益效果是：通过电机与高强度拉绳的配合，完成两个物体之间相互牵引力的建立，即可伸缩的机械手臂，不仅适用于机器人在进行作业时完成牵引工作，在很多危险情况下，例如野外求生，使用者可以完成许多通过自身很难完成的求生方式，提高了使用者的生还概率，以及在消防救援中，消防员可通过本装置完成对很多易燃易爆物体的取出，减少了危险性，提升了救援效率，同时也推进了消防安全工作的发展。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。