CN101693373A - 悬臂梁振荡抑制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种悬梁臂振荡抑制装置，包括结构对称的上滚轮机构和下滚轮机构，每一所述滚轮机构包括基座10及依次装配于所述基座10内的楔铁9、板簧8和滚筒架组合体；所述滚筒架组合体包括滚筒架7及装配于其两端间的心轴4、滚筒3和滚轮6；其中，所述基座10的顶部与侧壁分别设置有穿透所述基座的纵向调整螺钉1和横向调整螺钉2。调整纵向调整螺钉1可改变板簧8的预紧力大小，调整横向调整螺钉2可以调整滚筒架的高度，从而使上下两个滚轮机构“抱紧”悬臂梁。本发明的悬梁臂振荡抑制装置将单点支撑的悬臂梁结构改进为两点支撑结构，大大提高了悬臂梁的刚度，在抑制振荡的同时，减小悬臂梁对支撑元器件的反作用力，延长整机寿命。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种用于抑制工业机器人大长度悬臂梁的低频振荡的装置。
背景技术
在工业机器人领域经常需要用到悬臂梁结构。由于振动模态的存在，大长度悬臂梁在运动状态改变时会发生低频振荡现象，如果设备在振荡时继续作业，将大大降低操作精度；如果设备等待振荡衰减甚至完全消除后再开始作业，将大大影响工作的效率。解决该问题的难度较大，常用的方法是增大系统的阻尼，或者提高悬臂梁的刚度。但增大阻尼会导致设备耗能量增大，悬臂梁刚度的提高往往会导致设备总重量的增加。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种有效抑制低频振荡的悬梁臂振荡抑制装置。
为实现本发明的上述目的，本发明的悬梁臂振荡抑制装置包括结构对称的上滚轮机构和下滚轮机构，每一所述滚轮机构包括基座10及装配于所述基座10内的板簧8和滚筒架组合体；所述滚筒架组合体包括滚筒架7及装配于其两端间的滚筒3和滚轮6；
其中，每一滚轮机构还包括装配于所述基座10内的楔铁9，且所述基座10的顶部与侧壁分别设置有穿透所述基座的纵向调整螺钉1和横向调整螺钉2。
其中，所述板簧8和滚筒架7上均设置有与所述纵向调整螺钉1相配合的孔。
其中，所述楔铁9侧壁设置有与所述横向调整螺钉2相配合的孔。
其中，所述滚筒架组合体与所述楔铁9表面均具有装卡所述板簧8于其内的凹槽。
其中，所述楔铁9表面设置有长槽。
其中，所述楔铁9和所述滚筒架7具有相同的宽度并嵌装于所述基座10底面的导轨槽中。
其中，所述滚筒3与滚轮6之间预留有一定间隙以适应悬梁臂5的宽度变化。
其中，所述滚筒架组合体还包括安装有所述滚筒3和滚轮6的套筒11，且所述套筒11的至少一个端部装配有压缩弹簧16。
其中，所述滚筒3与滚轮6为尼龙材料。
与现有技术相比，本发明的技术方案的优势在于：
本发明的振荡抑制装置的安装位置灵活可调，其能够实现以预设的预紧力与悬臂梁时刻保持紧密接触，不仅能够提高悬臂梁的刚度，同时还可改善悬臂梁的受力情况；此外，通过调节板簧的预紧力还能够灵活改变抑制器的刚度，进一步扩大了该抑制器的应用范围。
附图说明
图1是根据本发明的悬梁臂振荡抑制装置的一个实施例的结构分解示意图；
图2是图1中上滚轮机构的滚筒架组合体的结构分解示意图。
具体实施方式
本发明提出的悬梁臂振荡抑制装置，结合附图和实施例说明如下。
如图1所示，依照本发明实施例的悬梁臂振荡抑制装置包括具有彼此对称的结构的上滚轮结构A和下滚轮结构B，两套滚轮结构均与悬梁臂5相接触。基座10侧壁上加工有螺纹孔17，利用螺钉可将该抑制装置方便地安装在包含悬臂梁5的设备上。
具体地，每一滚轮机构包括基座10及依次装配于基座10内的楔铁9、板簧8和滚筒架组合体。每一滚筒架组合体包括滚筒架7及装配于其两端间的心轴4、滚筒3和滚轮6。其中，基座10的顶部与侧壁分别设置有穿透基座的纵向调整螺钉1和横向调整螺钉2。由图中可以看出，板簧8、滚筒架7上均设置有与所述纵向调整螺钉相配合的孔，楔铁9表面设置有长槽，通过这些孔和长槽，滚筒架组合体与基座10之间通过纵向调整螺钉1联接为一个整体后再进行安装。此外，楔铁9右侧部还设置有与横向调整螺钉2相配合的孔。由于工作过程中与悬梁臂直接接触的是滚筒3和滚轮6，为了更好地减振和改善接触性能，滚筒与滚轮选用能有效减小摩擦阻力并由此降低能耗的材料，例如尼龙材料。此外，滚筒3与滚轮6之间留有一定间隙用于适应悬臂梁5的宽度变化。
图2为滚筒架组合体的分解结构示意图。为了使该组合体整体性更强且便于调整，可在心轴4上安装套筒11后，再将滚筒3与滚轮6安装于套筒11上。其中，圆螺母14通过弹簧垫圈12和六角螺母13实现心轴4与套筒11之间的可靠防松；滑动轴承套15通过圆螺母14将滚筒3与滚轮6固定在套筒11上。
由于工作中滚筒3的轴线必须与悬臂梁5的轴线垂直，为此板簧8可装卡于楔铁9和滚筒架7与之接触表面的分别的凹槽中。楔铁9上的长槽可允许其不受调整螺钉1的限制而左右移动；此外，楔铁9与滚筒架7的宽度一致，均被嵌装于基座10底面的导轨槽中，进而只能左右滑动。
工作过程中，滚筒3对悬梁臂5保持一定的上下方向的接触力，该接触力是由板簧8提供的；套筒11的至少一个端部设置有压缩弹簧16，通过压缩弹簧16使滚筒3与滚轮6的外法兰边缘始终以适当的力从左右两侧接触悬臂梁5。由此，在板簧8和压缩弹簧16的共同作用下，上、下滚轮结构中的滚筒3和滚轮6分别沿上下方向及左右方向与悬臂梁5紧密接触，以抑制悬臂梁5运动时所产生的上下及左右方向的低频振荡。可通过调节圆螺母14的位置来调整压缩弹簧16的弹簧力大小；调整纵向调整螺钉1的位置可改变板簧8的预紧力大小；调整横向调整螺钉2使之推拉楔铁9可以调整滚筒架7的高度位置，使滚筒3与悬梁臂5保持具有适当压力的接触。这样，通过同时调整两个螺钉以及圆螺母，就可使上下两个滚轮机构“抱紧”悬臂梁5。
综上所述，本发明的悬梁臂振荡抑制装置的实质是将单点支撑的悬臂梁结构改进为两点支撑结构，不仅大大提高了悬臂梁的刚度，也使得悬臂梁的受力情况得到明显的改善，故可在抑制振荡的同时，减小悬臂梁对支撑元器件的反作用力，延长整机寿命。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，包括结构彼此对称的上滚轮机构和下滚轮机构，每一滚轮机构包括基座(10)及装配于所述基座(10)内的板簧(8)和滚筒架组合体；所述滚筒架组合体包括滚筒架(7)及装配于其两端间的滚筒(3)和滚轮(6)。
2.如权利要求1所述的悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，每一滚轮机构还包括装配于所述基座(10)内的楔铁(9)，并且所述基座(10)的顶部与侧壁分别设置有穿透所述基座的纵向调整螺钉(1)和横向调整螺钉(2)。
3.如权利要求2所述的悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，所述板簧(8)和滚筒架(7)上均设置有与所述纵向调整螺钉(1)相配合的孔。
4.如权利要求2所述的悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，所述楔铁(9)侧部设置有与所述横向调整螺钉(2)相配合的孔。
5.如权利要求2所述的悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，所述滚筒架(7)与所述楔铁(9)表面均具有装卡所述板簧(8)于其内的凹槽。
6.如权利要求2所述的悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，所述楔铁(9)表面设置有长槽。
7.如权利要求2所述的悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，所述楔铁(9)和所述滚筒架(7)具有相同的宽度并嵌装于所述基座(10)底面的导轨槽中。
8.如权利要求1-7中任一项所述的悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，所述滚筒(3)与滚轮(6)之间预留有一定间隙以适应悬梁臂(5)的宽度变化。
9.如权利要求1-7中任一项所述的悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，所述滚筒架组合体还包括安装有所述滚筒(3)和滚轮(6)的套筒(11)，且所述套筒(11)的至少一个端部装配有压缩弹簧(16)。
10.如权利要求1-7中任一所述的悬梁臂振荡抑制装置，其特征在于，所述滚筒(3)与滚轮(6)为尼龙材料。
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