多自由度舵机组合装置及采用该装置的桌面级机械臂的制作方法

本实用新型涉及一种机械臂连接件，尤其是涉及一种多自由度舵机组合装置及采用该装置的桌面级机械臂。

背景技术：

桌面级机械臂已经得到越来越多的关注，对于多自由度的机械臂来说，一种方便制作的多自由度组合装置显得尤为重要，通常舵机都是由两个经过折弯后得到的U型板组合而成，这种装置最多只能组合两个舵机，经过多次设计，得到了多自由度舵机组合装置，使用更少的结构空间完成更多自由度的组合设计。

已有的CN203956927U“一种适用于仿人机器人的舵机连接件”的实用新型专利就是由两个U型连接件组合而成的，这种结构需要经加工后才能得到，如果使用3D打印，会非常容易变形。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多自由度设计、结构简单紧凑、连接牢固可靠的多自由度舵机组合装置及采用该装置的桌面级机械臂。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多自由度舵机组合装置，包括连接件本体、第一舵机、第二舵机和第三舵机，所述的连接件本体由开口相对设置的第一U形连接件和第二U形连接件组成，各U形连接件均由底板和设置在底板两侧的两个侧板组成，第一舵机设置在第一U形连接件的底板上，第二舵机与第二U形连接件的底板传动连接，用于带动连接件本体转动，第一U形连接件的一个侧板和第二U型连接件的一个侧板通过第三舵机以及连接在第三舵机转动轴上的舵盘转动连接，第一U形连接件的另一个侧板和第二U型连接件的另一个侧板转动连接。

作为优选的技术方案，所述的第一舵机位于第一U形连接件的底板的内端面一侧，第一舵机的转动轴穿设在第一U形连接件的底板上。

作为优选的技术方案，第一U形连接件的底板与第二U形连接件的底板的内端面之间的距离与第一舵机的尺寸相匹配。

作为优选的技术方案，所述的第二舵机位于第二U形连接件的底板的外端面一侧，并通过连接在该舵机转动轴上的舵盘与第二U形连接件传动连接。

作为优选的技术方案，所述的第三舵机位于第二U形连接件一个侧板的外端面一侧，并与第二U形连接件固定连接，第三舵机的转动轴穿设在第二U形连接件上，连接在第三舵机转动轴上的舵盘与第一U形连接件的一个侧板固定连接。

作为优选的技术方案，第一舵机和第二舵机的转动轴同轴设置。

作为优选的技术方案，各U形连接件的底板及侧板均为环保材质的D打印件，外形为规则形状或根据需要打印。

该多自由度舵机组合装置的装配方法，包括以下步骤：

(1)将第二舵机与第二U形连接件的底板传动连接，然后通过螺丝将第二U形连接件的两个侧板与第二U形连接件的底板连接；

(2)将第三舵机安装在第二U形连接件的一个侧板上，将一个舵盘与第三舵机的转动轴连接，然后将第一U形连接件的一个侧板与该舵盘通过螺钉连接；

(3)将第一U形连接件的底板与第一舵机连接，并将第一U形连接件的底板与步骤(2)中所述的第一U形连接件的侧板连接，然后将第一U形连接件的另一个侧板与第二U形连接件的相应的侧板转动连接，并将其与第一U形连接件的底板连接，完成该组合装置的装配。

通过上述装配方法，可以顺畅快捷的完成该组合装置的装配。

一种桌面级机械臂，该桌面级机械臂包括所述的多自由度舵机组合装置及第一连接臂和第二连接臂，所述的第一连接臂通过设置在第一舵机转动轴上的舵盘与所述的连接件本体转动连接，所述的第二连接臂与第二舵机固定连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过两个开口相对的U形连接件加上三个舵机，在小空间内实现多个自由度要求。

(2)本实用新型无需复杂的工艺要求，精度要求低，部件适合采用环保材质的3D打印，根据舵机尺寸，适当的增大活减小连接件的大小，通过组合的方式就能完成整体的拼装，可以自由DIY，而且材料环保，健康。

(3)结构简单紧凑、连接牢固可靠。连接件本体由开口相对设置的第一U形连接件和第二U形连接件组成，第一舵机位于第一U形连接件的底板的内端面一侧，第二舵机位于第二U形连接件的底板的外端面一侧，第三舵机位于第二U形连接件一个侧板的外端面一侧，再加上第一U形连接件的底板与第二U形连接件的底板的内端面之间的距离与第一舵机的尺寸相匹配(两个底板的内端面之间的距离在不影响两个U形连接件转动的前提下尽可能的小)，使得该部分结构紧凑，能够降低采用该组合装置的桌面级机械臂转动过程中第三舵机的负荷，使得结构更加可靠。

附图说明

图1为本实用新型的多自由度舵机组合装置的结构示意图；

图2为本实用新型的桌面级机械臂的结构示意图。

图中，1为第一舵机，2为第二舵机，3为第三舵机，4为第一U形连接件，5为第二U形连接件，6为底板，7为侧板，8为舵盘，9为第一连接臂，10为第二连接臂，I为第一自由度，II为第二自由度，III为第三自由度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

一种多自由度舵机组合装置，如图1所示，包括连接件本体、第一舵机1、第二舵机2和第三舵机3，所述的连接件本体由开口相对设置的第一U形连接件4和第二U形连接件5组成，各U形连接件均由底板6和设置在底板6两侧的两个侧板7组成，第一舵机1设置在第一U形连接件4的底板6上，第二舵机2与第二U形连接件5的底板6传动连接，用于带动连接件本体转动，第一U形连接件4的一个侧板7和第二U型连接件5的一个侧板7通过第三舵机3以及连接在第三舵机3转动轴上的舵盘8转动连接，第一U形连接件4的另一个侧板7和第二U型连接件5的另一个侧板7转动连接，各U形连接件的底板6及侧板7均为环保材质的3D打印件，外形为规则形状或根据需要打印，本实施例中选择外形为规则形状。

具体地，第一舵机1位于第一U形连接件4的底板6的内端面一侧，第一舵机1的转动轴穿设在第一U形连接件4的底板6上。提供第一自由度I。第一U形连接件4的底板6与第二U形连接件5的底板6的内端面之间的距离与第一舵机1的尺寸相匹配，即两个底板的内端面之间的距离在不影响两个U形连接件转动的前提下尽可能的小。第二舵机2位于第二U形连接件5的底板6的外端面一侧，并通过连接在该舵机转动轴上的舵盘8与第二U形连接件5传动连接，提供第二自由度II。所述的第三舵机3位于第二U形连接件5一个侧板7的外端面一侧，并与第二U形连接件5固定连接，第三舵机3的转动轴穿设在第二U形连接件5上，连接在第三舵机3转动轴上的舵盘8与第一U形连接件4的一个侧板7固定连接，提供第三自由度III。本实施例中，第一舵机1和第二舵机2的转动轴同轴设置，这样保证了转动过程中的同轴性。

该多自由度舵机组合装置的装配方法，包括以下步骤：

(1)将第二舵机2与第二U形连接件5的底板6传动连接，然后通过螺丝将第二U形连接件5的两个侧板7与第二U形连接件5的底板6连接；

(2)将第三舵机3安装在第二U形连接件5的一个侧板7上，将一个舵盘8与第三舵机3的转动轴连接，然后将第一U形连接件4的一个侧板7与该舵盘8通过螺钉连接；

(3)将第一U形连接件4的底板6与第一舵机1连接，并将第一U形连接件4的底板6与步骤2中所述的第一U形连接件4的侧板7连接，然后将第一U形连接件4的另一个侧板7与第二U形连接件5的相应的侧板7转动连接，并将其与第一U形连接件4的底板6连接，完成该组合装置的装配。

在按照上述方法进行装配的基础上，才能够顺利安装完成。

实施例2

本实施例提供一种桌面级机械臂，包括实施例1中的多自由度舵机组合装置，还包括第一连接臂9和第二连接臂10，第一连接臂9通过设置在第一舵机1转动轴上的舵盘8与所述的连接件本体转动连接，第二连接臂10与第二舵机2固定连接，如图2所示。通过采用多自由度舵机组合装置，机械臂具有多自由度设计，而且结构紧凑，连接牢固可靠。