一种三维万向机械臂，它涉及一种医疗机械臂。本发明为解决现有医疗器械的机械臂自由度低、精度低和成本高的问题。一种三维万向机械臂包括主支撑臂、水平转臂、垂直支臂、斜拉支臂、刚性拉杆、主旋臂、弹簧、滑块、移动拉杆、移动臂和支杆，主旋臂的一端通过斜拉支臂中部的第一垂直转轴与斜拉支臂转动连接，支杆的一端通过斜拉支臂下端的第一垂直转轴与斜拉支臂转动连接，移动拉杆的一端通过第二垂直转轴与刚性拉杆转动连接，移动拉杆的另一端通过第三垂直转轴与主旋臂转动连接，滑块设置在主旋臂上，滑块与主旋臂的另一端之间设有弹簧，支杆的另一端与滑块转动连接，移动臂的一端与第三垂直转轴连接。本发明用于医疗器械。
1.一种三维万向机械臂，其特征在于：所述一种三维万向机械臂包括主支撑臂(1)、水平转臂(2)、垂直支臂(3)、斜拉支臂(4)、刚性拉杆(5)、主旋臂(6)、弹簧(7)、滑块(8)、移动拉杆(10)、移动臂(11)和支杆(12)，水平转臂(2)水平设置，水平转臂(2)一端的下方沿竖直方向设有主支撑臂(1)，主支撑臂(1)的顶端沿轴向方向设有第一水平转轴(13)，水平转臂(2)的一端通过第一水平转轴(13)与主支撑臂(1)转动连接，水平转臂(2)另一端的上方沿竖直方向设有垂直支臂(3)，垂直支臂(3)的底端沿轴向设有第二水平转轴(14)，水平转臂(2)的另一端通过第二水平转轴(14)与垂直支臂(3)转动连接，斜拉支臂(4)设置在垂直支臂(3)的上方，斜拉支臂(4)的上下两端及中部分别沿径向方向各设有一个第一垂直转轴(15)，刚性拉杆(5)的一端通过斜拉支臂(4)上端的第一垂直转轴(15)与斜拉支臂(4)转动连接，主旋臂(6)的一端通过斜拉支臂(4)中部的第一垂直转轴(15)与斜拉支臂(4)转动连接，支杆(12)的一端通过斜拉支臂(4)下端的第一垂直转轴(15)与斜拉支臂(4)转动连接，刚性拉杆(5)的另一端沿径向方向设有第二垂直转轴(16)，移动拉杆(10)的一端通过第二垂直转轴(16)与刚性拉杆(5)转动连接，主旋臂(6)的另一端沿径向方向设有第三垂直转轴(17)，移动拉杆(10)的另一端通过第三垂直转轴(17)与主旋臂(6)转动连接，滑块(8)设置在主旋臂(6)上，滑块(8)沿主旋臂(6)长度方向上滑动，滑块(8)与主旋臂(6)的另一端之间设有弹簧(7)，支杆(12)的另一端与滑块(8)转动连接，移动臂(11)的一端与第三垂直转轴(17)连接。
2.根据权利要求1所述一种三维万向机械臂，其特征在于：所述刚性拉杆(5)和主旋臂(6)的长度相同，斜拉支臂(4)的上端第一垂直转轴(15)与中部第一垂直转轴(15)之间的距离和移动拉杆(10)的长度相同。
3.根据权利要求1或2所述一种三维万向机械臂，其特征在于：所述主旋臂(6)的另一端设有弹力调整杆(9)，弹力调整杆(9)的中部设有螺杆，螺杆的两端旋装在弹力调整杆(9)上，弹力调整杆(9)的一端与弹簧(7)的一端固接，弹簧(7)的另一端与滑块(8)固接，弹力调整杆(9)的另一端与主旋臂(6)的另一端固接。
4.根据权利要求3所述一种三维万向机械臂，其特征在于：所述第一水平转轴(13)的下端面与主支撑臂(1)的顶端面固接，第二水平转轴(14)的上端面与垂直支臂(3)的底端面固接。
5.根据权利要求4所述一种三维万向机械臂，其特征在于：所述移动臂(11)的一端与第三垂直转轴(17)固接连接，移动臂(11)的另一端连接有活动臂(18)。
一种三维万向机械臂
技术领域
[0001] 本发明涉及一种医疗机械臂，具体涉及一种三维万向机械臂。
背景技术
[0002] 现代社会中各行业都已通过机械作业代替传动的手工劳动，大量的机械手臂等作业机械应用而生，其精度高、效率快，被普遍应用与市场中。现有的机械臂中，其自由度越高、精度越高，相应的制作成本也就越高。在医疗器械中，各类精密仪器大多需要配合机械臂来使用，自由度高、精度高的机械臂，其成本也随之提高，而现有的成本较低的机械臂，其自由度和精度都无法满足精密仪器的使用需求。因此，急需一种精度高成本低的机械臂来满足医疗器械市场的使用需求。
发明内容
[0003] 本发明为了解决现有医疗器械的机械臂自由度低、精度低和成本高的问题，进而提出一种三维万向机械臂。
[0004] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
[0005] 一种三维万向机械臂包括主支撑臂、水平转臂、垂直支臂、斜拉支臂、刚性拉杆、主旋臂、弹簧、滑块、移动拉杆、移动臂和支杆，水平转臂水平设置，水平转臂一端的下方沿竖直方向设有主支撑臂，主支撑臂的顶端沿轴向方向设有第一水平转轴，水平转臂的一端通过第一水平转轴与主支撑臂转动连接，水平转臂另一端的上方沿竖直方向设有垂直支臂，垂直支臂的底端沿轴向设有第二水平转轴，水平转臂的另一端通过第二水平转轴与垂直支臂转动连接，斜拉支臂设置在垂直支臂的上方，斜拉支臂的上下两端及中部分别沿径向方向各设有一个第一垂直转轴，刚性拉杆的一端通过斜拉支臂上端的第一垂直转轴与斜拉支臂转动连接，主旋臂的一端通过斜拉支臂中部的第一垂直转轴与斜拉支臂转动连接，支杆的一端通过斜拉支臂下端的第一垂直转轴与斜拉支臂转动连接，刚性拉杆的另一端沿径向方向设有第二垂直转轴，移动拉杆的一端通过第二垂直转轴与刚性拉杆转动连接，主旋臂的另一端沿径向方向设有第三垂直转轴，移动拉杆的另一端通过第三垂直转轴与主旋臂转动连接，滑块设置在主旋臂上，滑块沿主旋臂长度方向上滑动，滑块与主旋臂的另一端之间设有弹簧，支杆的另一端与滑块转动连接，移动臂的一端与第三垂直转轴连接。
[0006] 本发明与现有技术相比包含的有益效果是：
[0007] 本发明的结构简单，操作方便，生产成本低，可以实现多角度、多方位的旋转，移动自如、定位准确，机械臂在定位后零抖动，零偏移。在使用时可根据负荷的大小灵活调整弹簧的弹力，广泛适用于各类精密仪器的使用需求。
[0008] 本发明应用了人体工程学原理，充分考虑到操作者的易操作性、人的习惯性和使用的舒适性。使用过程中通过简单的移动支臂头就可以精准定位。不需要“开关”和“锁定”操作。使用方便，自如。
附图说明
[0009] 图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
[0010] 具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种三维万向机械臂包括主支撑臂1、水平转臂2、垂直支臂3、斜拉支臂4、刚性拉杆5、主旋臂6、弹簧7、滑块8、移动拉杆10、移动臂11和支杆12，水平转臂2水平设置，水平转臂2一端的下方沿竖直方向设有主支撑臂1，主支撑臂1的顶端沿轴向方向设有第一水平转轴13，水平转臂2的一端通过第一水平转轴13与主支撑臂1转动连接，水平转臂2另一端的上方沿竖直方向设有垂直支臂3，垂直支臂3的底端沿轴向设有第二水平转轴14，水平转臂2的另一端通过第二水平转轴14与垂直支臂3转动连接，斜拉支臂4设置在垂直支臂3的上方，斜拉支臂4的上下两端及中部分别沿径向方向各设有一个第一垂直转轴15，刚性拉杆5的一端通过斜拉支臂4上端的第一垂直转轴15与斜拉支臂4转动连接，主旋臂6的一端通过斜拉支臂4中部的第一垂直转轴15与斜拉支臂4转动连接，支杆12的一端通过斜拉支臂4下端的第一垂直转轴15与斜拉支臂4转动连接，刚性拉杆5的另一端沿径向方向设有第二垂直转轴16，移动拉杆10的一端通过第二垂直转轴16与刚性拉杆5转动连接，主旋臂6的另一端沿径向方向设有第三垂直转轴17，移动拉杆10的另一端通过第三垂直转轴17与主旋臂6转动连接，滑块8设置在主旋臂6上，滑块8沿主旋臂6长度方向上滑动，滑块8与主旋臂6的另一端之间设有弹簧7，支杆12的另一端与滑块8转动连接，移动臂11的一端与第三垂直转轴17连接。
[0011] 如此设计通过弹簧7和滑块8的配合，实现整个机械臂的动平衡，保证机械臂的位置精度，防止发生偏移和振动。通过第一水平转轴13的设置，实现了机械臂前后方向的大范围的移动；通过第二水平转轴14的设置，实现了机械臂前后方向的小范围的移动；通过三个第一垂直转轴15、第二垂直转轴16和第三垂直转轴17的设置，实现了机械臂上下和左右方向的移动，从而实现了整个机械臂在空间范围内的移动。
[0012] 具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述刚性拉杆5和主旋臂6的长度相同，斜拉支臂4的上端第一垂直转轴15与中部第一垂直转轴15之间的距离和移动拉杆10的长度相同。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
[0013] 如此设计使刚性拉杆5、主旋臂6、斜拉杆4和移动拉杆10形成一个四杆机构，以实现机械臂在上下和左右方向上的移动。
[0014] 具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述主旋臂6的另一端设有弹力调整杆9，弹力调整杆9的中部设有螺杆，螺杆的两端旋装在弹力调整杆9上，弹力调整杆9的一端与弹簧7的一端固接，弹簧7的另一端与滑块8固接，弹力调整杆9的另一端与主旋臂6的另一端固接。其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。
[0015] 如此设计根据负荷的大小，旋转螺杆的长度，从而改变弹力调整杆9与滑块8之间的距离，实现弹簧7弹力的调整，使负荷停留在可以上下运动的任何位置。
[0016] 具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述第一水平转轴13的下端面与主支撑臂1的顶端面固接，第二水平转轴14的上端面与垂直支臂3的底端面固接。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。
[0017] 如此设计使得生产加工方便，同时便于安装。
[0018] 具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述移动臂11的一端与第三垂直转轴17固接连接，移动臂11的另一端连接有活动臂18。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。
[0019] 如此设计可以使移动臂11保持水平设置，将负荷作用在活动臂18上，实现活动臂18的移动。
[0020] 本实施方式中活动臂18可以实现自转，以满足负荷自身角度的调整。
