一种机械臂及充电装置的制作方法
1.本实用新型属于汽车充电技术领域，尤其涉及一种机械臂及充电装置。
背景技术：
2.随着我国经济的发展和社会的不断进步，汽车已经成为现代人不可获缺的代步工具。同时由于未来汽车低碳化、智能化等大趋势的发展，电动汽车的普及将越来越广。伴随着科技的不断发展与进步，快充技术将越发成熟。同时由于无人驾驶等技术的成熟，人工下车手动充电及人工进行充电的插拔显然不再符合社会发展趋势，势必需要一种无人的自动充电模式。申请号为202021714703.8的专利公开了一种柔性臂、柔性连接结构及柔性充电装置，利用柔性连接件连接承托部和活动部，从而使充电接头活动动，但是其活动的范围较为局限，且自由度较低，而且整体为刚性结构，不便于收纳。
技术实现要素：
3.为解决现有技术不足，本实用新型提供一种机械臂及充电装置，机械臂为多段结构，具体多角度的活动空间，自由度更高，可使充电具有更广的覆盖范围，而且机械臂采用多段万向节组构造而成，便于弯曲收纳。
4.为了实现本实用新型的目的，拟采用以下方案：
5.一种机械臂，包括：多个依次相连的万向节组，万向节组包括万向节叉及十字轴。
6.机械臂沿圆周设有三处牵引线组，且每处牵引线组的引线均包括第一引线、第二引线及第三引线，万向节叉的圆周外壁设有凸缘板，三根第一引线从机械臂的起始端依次且垂直穿过a个万向节叉的凸缘板，三根第二引线从机械臂的起始端依次且垂直穿过a+b个万向节叉的凸缘板，三根第三引线从机械臂的起始端依次且垂直穿过a+b+c个万向节叉的凸缘板，a、b、c均为整数。
7.进一步的，万向节叉及十字轴中部沿机械臂的延伸方向均为贯穿式结构。
8.进一步的，相邻的十字轴之间均设有圆柱弹簧。
9.进一步的，凸缘板的外壁对应每一组牵引线组的位置均设有护甲。
10.进一步的，还包括多组驱动组件，对应每一根第一引线、第二引线及第三引线的起始端均设有一组驱动组件，驱动组件位于机械臂的起始端，驱动组件包括电机及绕线机构，绕线机构包括与电机主轴相连的传动轴，传动轴外侧沿轴线移动套设有卷线轮，卷线轮与传动轴圆周的相对位置保持固定，卷线轮的外壁设有螺纹槽，卷线轮的外侧套设有外管体，外管体相对电机的位置保持固定，外管体的内壁上段具有内螺纹，内螺纹与螺纹槽啮合，且内螺纹的螺纹顶面与螺纹槽的根部之间形成有螺旋结构的腔体，用于容纳牵引线组的引线。
11.进一步的，传动轴与电机的主轴同轴相连，且传动轴平行于机械臂自然状态时的延伸方向，机械臂的起始端设于一安装板，安装板对应牵引线组的引线均设有滑轮，引线的起始端绕过对应的滑轮连接于卷线轮。
12.一种充电装置，包括：机架及上述的机械臂。
13.机械臂的起始端安装于机架，机械臂的末端设有充电。
14.进一步的，机械臂内部为中空结构，用于穿设充电的连接线缆。
15.本实用新型的有益效果在于：首先，机械臂主体采用万向节组拼接形成，空间活动自由度较大，可使其末端具有更加广泛的活动空间，而且其自身结构便于弯曲，从而方便收纳；其次，通过第一引线、第二引线及第三引线将机械臂分为三段式结构，每一段均可单独运动，一页同时协同移动，并且采用引线拉动的方，可使机械臂的弯曲更加线性。
附图说明
16.本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本实用新型的范围。
17.图1示出了本技术的机械臂一种优选实施例的结构示意图。
18.图2示出了本技术的机械臂一种优选实施例的整体剖视图。
19.图3示出了图2中a处的局部放大图。
20.图4示出了本技术的机械臂驱动机构及牵引组件的结构示意图。
21.图5示出了图4中b处的局部放大图。
22.图6示出了本技术的机械臂驱动机构及牵引组件的另一侧结构示意图。
23.图7示出了本技术机械臂的局部结构示意图。
24.图8示出了本技术牵引线组的安装结构示意图。
25.图9示出了图8中c处的局部放大图。
26.图10示出了本技术机械臂的一种弯曲状态示意图。
27.图11示出了本技术充电装置一种实施例的结构示意图。
28.图12示出了本技术充电装置的一种使用状态示意图。
29.图中标记：万向节叉-11、凸缘板-111、十字轴-12、连接轴-121、圆柱弹簧-13、护甲-14、牵引线组-2、第一引线-21、第二引线-22、第三引线-23、驱动组件-3、电机-31、绕线机构-32、传动轴-321、卷线轮-322、外管体-323、安装板-4、滑轮-41、机架-5、充电-6。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明，但本实用新型所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.实施例1
32.如图7至9所示，一种机械臂，包括：多个依次相连的万向节组，其包括万向节叉11及十字轴12，十字轴12的外壁具有两对相互垂直的连接轴121，连接轴121分别用于连接位于十字轴12两端的万向节叉11，两端的万向节叉11均可绕连接轴121转动，从而实现“万向传动”的目的。
33.具体的，如图4及图6至图10所示，机械臂沿圆周设有三处牵引线组2，且每处牵引线组2的引线均包括第一引线21、第二引线22及第三引线23，第一引线21、第二引线22及第三引线23分别沿圆周阵列设置，牵引线组2的引线均为钢丝绳，万向节叉11的圆周外壁设有
凸缘板111，三根第一引线21从机械臂的起始端依次且垂直穿过a个万向节叉11的凸缘板111，且三根第一引线21的穿设位置沿万向节叉11的圆周阵列设置，三根第二引线22从机械臂的起始端依次且垂直穿过a+b个万向节叉11的凸缘板111，且三根第二引线22的穿设位置沿万向节叉11的圆周阵列设置，并与三根第一引线21的穿设位置相互间隔，三根第三引线23从机械臂的起始端依次且垂直穿过a+b+c个万向节叉11的凸缘板111，且三根第三引线23的穿设位置沿万向节叉11的圆周阵列设置，并与三根第一引线21、第二引线22的穿设位置相互间隔，a、b、c均为整数。
34.更具体的，如图1至图6所示，还包括多组驱动组件3，对应每一根第一引线21、第二引线22及第三引线23的起始端均设有一组驱动组件3，驱动组件3位于机械臂的起始端，驱动组件3包括电机31及绕线机构32，绕线机构32包括与电机31主轴相连的传动轴321，传动轴321外侧沿轴线移动套设有卷线轮322，卷线轮322与传动轴321圆周的相对位置保持固定，卷线轮322的外壁设有螺纹槽，牵引线组2的引线绕在螺纹槽根部，卷线轮322的外侧套设有外管体323，外管体323相对电机31的位置保持固定，外管体323的内壁上段具有内螺纹，内螺纹与螺纹槽啮合，且内螺纹的螺纹顶面与螺纹槽的根部之间形成有螺旋结构的腔体，用于容纳牵引线组2的引线，即第一引线21、第二引线22及第三引线23，牵引线组2的引线从外管体323的上端穿出，此种结构在拉出或收回牵引线组2的引线时，通过电机31驱动传动轴321旋转，传动轴321带动卷线轮322旋转，在外管体323的内螺纹与螺纹槽的配合作用下，卷线轮322将在旋转的同时沿着传动轴321的轴线移动，通过此种方式可保证在拉出或收回牵引线组2引线的时，引线的拉出或收回位置将保持不变，从而方便。
35.通过回收牵引线组2的引线可调节机械臂的弯曲方向及角度。
36.第一引线21、第二引线22及第三引线23所延伸的长度对应了机械臂不同的长度范围。由此，可以单独调节机械臂由上至下的各段，以及各段的弯曲方向及角度。例如，将a、b、c均为6，那么三根第一引线21从机械臂的起始端依次且垂直穿过6个万向节叉11的凸缘板111；三根第二引线22从机械臂的起始端依次且垂直穿过12个万向节叉11的凸缘板111；三根第三引线23从机械臂的起始端依次且垂直穿过18个万向节叉11的凸缘板111。
37.如果仅回收其中一根第一引线21则可使机械臂的1至6节万向节组朝一个方向弯曲，当回收其中两根第二引线21时，机械臂的1至6节万向节组在朝一个方向弯曲的同时，将会同时朝向另一根第二引线21收回的方向弯曲；上述两种调节都只能驱动机械臂的1至6节万向节组进行位置调节，而第7至第18节万向节组由于第二引线22及第三引线23均为收回，因而不会主动产生弯曲第7至第12节万向节组时，则需要回收第二引线22，并且第一引线21与第二引线22可同时回收，以使机械臂弯曲，而且回收的第一引线21与第二引线22可以处于圆周的不同侧面，以使机械臂的前段及中段朝向不同的方向弯曲，从而获得更加广泛的活动空间，以使机械臂的末端能处于更多的三维空间点位；同理，如增加对第三引线23的调节，那么将会进一步增加机械臂末端的空间覆盖范围。由上可知，本技术还可设置第四引线、第五引线及第六引线等。
38.优选的，如图7所示，万向节叉11及十字轴12中部沿机械臂的延伸方向均为贯穿式结构，以使机械臂中部为中空结构，从而方便穿设线缆。
39.优选的，如图7所示，相邻的十字轴12之间均设有圆柱弹簧13，以使机械臂处于伸长状态，同时也可适应弯折变形，当机械臂弯折时，圆柱弹簧13将沿着轴线弯曲。
40.优选的，如图9、图10所示，凸缘板111的外壁对应每一组牵引线组2的位置均设有护甲14以遮蔽牵引线组2，从而对牵引线组2起到保护作用。
41.优选的，如图1、图4及图6所示，传动轴321与电机31的主轴同轴相连，且传动轴321平行于机械臂自然状态时的延伸方向，以便于沿圆周布置多个驱动组件3，以缩小驱动组件3形成的整体结构尺寸，从而方便布置，机械臂的起始端设于一安装板4，安装板4对应牵引线组2的引线均设有滑轮41，引线的起始端绕过对应的滑轮41连接于卷线轮322。具体的，引线的起始端连接于卷线轮322的下端，引线从下往上绕在卷线轮322外壁的螺纹槽内，此结构不仅可减小牵引线组2每根引线的磨损，而且保持各个引线的位置相对固定，以便于通过精确控制引线的拉出及回收长度控制机械臂的弯曲角度及末端的位置。具体的，外管体323垂直且固定安装于安装板4的顶面，外管体323的上方设有减速器，减速器与电机31相连，本实施例中传动轴321与减速器的输出轴同轴相连。
42.实施例2
43.如图11、图12所示，一种充电装置，包括：机架5实施例1所公开的机械臂。机械臂的起始端安装于机架5，机械臂的末端设有充电6，驱动组件3设于机架5内部的上段，机械臂的起始端位于机架5的上端，当机械臂不工作时，可自然下垂，避免牵引线组2的引线长期负载。
44.优选的，机械臂内部为中空结构，用于穿设充电6的连接线缆，具体的可通过设计贯穿式结构的万向节叉11及十字轴12来实现。不仅可保持机械臂外部的整洁，方便机械臂活动，而且还能对线缆起到很好的保护作用。
45.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本实用新型。本领域技术人员应理解，在不脱离本实用新型的范围情况下，对本实用新型进行的各种改变或同等替换，均属于本实用新型保护的范围。
技术特征：
1.一种机械臂，包括：多个依次相连的万向节组，万向节组包括万向节叉（11）及十字轴（12），其特征在于，机械臂沿圆周设有三处牵引线组（2），且每处牵引线组（2）的引线均包括第一引线（21）、第二引线（22）及第三引线（23），万向节叉（11）的圆周外壁设有凸缘板（111），三根第一引线（21）从机械臂的起始端依次且垂直穿过a个万向节叉（11）的凸缘板（111），三根第二引线（22）从机械臂的起始端依次且垂直穿过a+b个万向节叉（11）的凸缘板（111），三根第三引线（23）从机械臂的起始端依次且垂直穿过a+b+c个万向节叉（11）的凸缘板（111），a、b、c均为整数。2.根据权利要求1所述的一种机械臂，其特征在于，万向节叉（11）及十字轴（12）中部沿机械臂的延伸方向均为贯穿式结构。3.根据权利要求1或2所述的一种机械臂，其特征在于，相邻的十字轴（12）之间均设有圆柱弹簧（13）。4.根据权利要求1所述的一种机械臂，其特征在于，凸缘板（111）的外壁对应每一组牵引线组（2）的位置均设有护甲（14）。5.根据权利要求1所述的一种机械臂，其特征在于，还包括多组驱动组件（3），对应每一根第一引线（21）、第二引线（22）及第三引线（23）的起始端均设有一组驱动组件（3），驱动组件（3）位于机械臂的起始端，驱动组件（3）包括电机（31）及绕线机构（32），绕线机构（32）包括与电机（31）主轴相连的传动轴（321），传动轴（321）外侧沿轴线移动套设有卷线轮（322），卷线轮（322）与传动轴（321）圆周的相对位置保持固定，卷线轮（322）的外壁设有螺纹槽，卷线轮（322）的外侧套设有外管体（323），外管体（323）相对电机（31）的位置保持固定，外管体（323）的内壁上段具有内螺纹，内螺纹与螺纹槽啮合，且内螺纹的螺纹顶面与螺纹槽的根部之间形成有螺旋结构的腔体，用于容纳牵引线组（2）的引线。6.根据权利要求5所述的一种机械臂，其特征在于，传动轴（321）与电机（31）的主轴同轴相连，且传动轴（321）平行于机械臂自然状态时的延伸方向，机械臂的起始端设于一安装板（4），安装板（4）对应牵引线组（2）的引线均设有滑轮（41），引线的起始端绕过对应的滑轮（41）连接于卷线轮（322）。7.一种充电装置，其特征在于，包括：机架（5）及权利要求1-6中任意一项所述的机械臂；机械臂的起始端安装于机架（5），机械臂的末端设有充电（6）。8.根据权利要求7所述的一种充电装置，其特征在于，机械臂内部为中空结构，用于穿设充电（6）的连接线缆。
技术总结
本申请提供一种机械臂及充电装置，机械臂包括：多个依次相连的万向节组，万向节组包括万向节叉及十字轴。机械臂沿圆周设有三处牵引线组，且每处牵引线组的引线均包括第一引线、第二引线及第三引线，万向节叉的圆周外壁设有凸缘板，三根第一引线从机械臂的起始端依次且垂直穿过a个万向节叉的凸缘板，三根第二引线从机械臂的起始端依次且垂直穿过a+b个万向节叉的凸缘板，三根第三引线从机械臂的起始端依次且垂直穿过a+b+c个万向节叉的凸缘板，a、b、c均为整数。充电装置，包括：机架及上述的机械臂。机械臂为多段结构，自由度更高，可使充电具有更广的覆盖范围，而且机械臂采用多段万向节组构造而成，便于弯曲收纳。便于弯曲收纳。便于弯曲收纳。
