CN103707321B - 一种新型扭转臂 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种新型扭转臂，包括扭转臂架体、基板、和扭转臂装置；基板形成有条形透孔，内侧面形成有包括直线段和弧形段的导向槽；扭转臂装置包括转动手臂、滑块、连接杆和驱动装置；连接杆与滑块枢接在一起，连接杆的长度大于直线段与条形透孔的间距。如此，本发明突破传统扭转臂的构造形式，驱动装置驱动转动手臂沿条形透孔移动，转动手臂首先通过连接杆带动滑块沿直线段移动，随着转动手臂的移动和滑块逐渐滑入弧形段，滑块会通过连接杆逐渐扳动转动手臂的转轴带动转动手臂扭转，克服传统扭转臂另需电机驱动扭转的复杂结构缺陷，与现有技术相比，本发明可简单、轻松、顺畅地实现扭转，结构简单，新颖合理，运转灵活，成本低，实用性强。

Description

一种新型扭转臂

技术领域

本发明涉及机械领域的扭转臂结构，具体涉及一种可简单、轻松、顺畅地实现扭转的新型扭转臂。

背景技术

扭转臂应用于机械手的技术已为公知，如中国实用新型专利CN201220587956.2公开一种五轴智能机械手，包括机座、垂直运动机构、摆臂运动机构、水平运动机构、翻转运动机构和执行端旋转机构；垂直运动机构载承于机架上，摆臂运动机构载承于垂直运动机构上，水平运动机构载承于摆臂运动机构上，翻转运动机构载承于水平运动机构上，执行端旋转机构载承于翻转运动机构上。垂直运动机构由第一电机、垂直丝杆、垂直螺母和导柱构成；垂直丝杆与垂直螺母配合构成垂直螺母丝杆副；垂直螺母在垂直方向运动的自由度被限制，第一电机对垂直螺母进行传动；垂直丝杆与导柱连接在一起，导柱随垂直丝杆作升降运动。摆臂运动机构由第二电机、减速器和连接板构成；第二电机对减速器进行传动，连接板与减速器的输出端连接在一起，连接板随减速器的输出端作旋转运动。摆臂运动机构由第二电机、减速器和连接板构成；第二电机对减速器进行传动，连接板与减速器的输出端连接在一起，连接板随减速器的输出端作旋转运动；第二电机和减速器安装在导柱的内部，减速器与导柱固定在一起。水平运动机构由第三电机、水平丝杆、水平螺母、水平托架和水平拖板构成；水平拖板与水平托架之间通过导柱导套副进行导向；水平丝杆与水平螺母配合构成水平螺母丝杆副；第三电机固定在水平托架上，对水平丝杆进行传动；水平螺母与水平拖板连接在一起。翻转运动机构由第四电机、翻转轴座和吊板构成；第四电机固定在吊板上，翻转轴座安装在吊板上；翻转轴座可相对吊板自转；翻转轴座的自转中轴线在水平面内；第四电机对翻转轴座进行传动。执行端旋转机构由第五电机、执行端轴座和执行臂构成；第五电机固定在执行臂上，执行端轴座安装在执行臂上；执行端轴座可相对执行臂自转；第五电机对执行端轴座进行传动。

前述实用新型主要通过电机实现机械手的相应扭转臂的扭转，应用广泛，但是其结构过于复杂，整个结构显得笨拙，运行不够灵活顺畅，且装置自身成本及配套电器和装置成本，以及维护成本都很高，实用性有待提高。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可简单、轻松、顺畅地实现扭转的新型扭转臂，结构简单，新颖合理，运转灵活，成本低，实用性强。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种新型扭转臂，包括扭转臂架体，固定于扭转臂架体工作侧的基板，和由所述基板承载的扭转臂装置；所述基板形成有条形透孔，内侧面形成有导向槽，所述导向槽包括与所述条形透孔相平行的直线段，和与直线段连通并朝远离所述条形透孔方向弯曲的弧形段；所述扭转臂装置包括由所述条形透孔伸出的转动手臂，与所述导向槽相配合的滑块，连接滑块和转动手臂的转轴的连接杆，和驱动转动手臂沿条形透孔移动的驱动装置；所述连接杆与所述滑块枢接在一起，且所述连接杆的长度大于所述直线段中心线与所述条形透孔的中心线之间的距离。

上述弧形段末端的切线与上述直线段垂直，且所述弧形段末端至上述条形透孔的中心线之间的距离与上述连接杆的长度相应。

上述弧形段为圆弧形。

上述弧形段的末端连通有沿末端切线方向延伸的延伸段。

上述滑块为与上述基板平行并匹配嵌入上述导向槽内的轴承。

上述导向槽由固设于上述基板上的导向板围成。

上述驱动装置包括设于上述基板上处于上述条形透孔一端的驱动同步带轮，处于上述条形透孔另一端的从动同步带轮，配设于二者之间的同步带，和驱动驱动同步带轮转动的电机；上述转动手臂的内端设有连接板，所述基板上对应此连接板设有与所述条形透孔平行的滑轨，所述连接板设有与此滑轨相匹配的滑套；所述连接板与所述同步带连接。

上述基板为竖直设置的长方形，上述条形透孔竖直设置，上述电机处于下部。

采用上述技术方案后，本发明的新型扭转臂，突破传统扭转臂的构造形式，可应用于各类机械如双腔或多腔注塑成型机中作为机械手的扭转臂，在工作时，驱动装置驱动转动手臂沿条形透孔移动，转动手臂首先通过连接杆带动滑块沿直线段移动，实现转动手臂的直线移动，当滑块滑入弧形段后，随着转动手臂的移动和滑块逐渐滑入弧形段，滑块会通过连接杆逐渐扳动转动手臂的转轴带动转动手臂扭转，以此实现转动手臂的扭转，克服传统扭转臂另需电机驱动扭转的复杂结构缺陷，与现有技术相比，本发明的新型扭转臂，其可简单、轻松、顺畅地实现扭转，结构简单紧凑，新颖合理，联动性强，运转灵活，节能，成本低，实用性强。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为本发明另一角度的结构示意图；

图3为本发明的平面透视结构示意图；

图4为图3的右视示意图；

图5为本发明的使用状态结构示意图。

图中：

1-扭转臂架体2-基板

21-条形透孔22-导向槽

221-直线段222-弧形段

2221-延伸段23-滑轨

31-转动手臂311-连接板

312-滑套32-滑块

33-连接杆34-驱动装置

341-驱动同步带轮342-从动同步带轮

343-同步带344-电机

4-导向板5-五轴机械手主体

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例进行详细阐述。

本发明的一种新型扭转臂，如图1-5所示，包括扭转臂架体1、基板2和扭转臂装置。

基板2固定于扭转臂架体1的工作侧（扭转臂的动作输出侧），扭转臂装置由基板2承载；

基板2形成有条形透孔21，基板2的内侧面形成有导向槽22，导向槽22包括与条形透孔21相平行的直线段221，和与直线段221连通并朝远离条形透孔21方向弯曲的弧形段222；

扭转臂装置包括由条形透孔21伸出的转动手臂31，与导向槽22相配合的滑块32，连接滑块32和转动手臂31的转轴的连接杆33，和驱动转动手臂31沿条形透孔21移动的驱动装置34；连接杆33与滑块32枢接在一起，且连接杆33的长度大于直线段221中心线与条形透孔21的中心线之间的距离。本发明可应用于各类机械如双腔或多腔注塑成型机中作为机械手的扭转臂，在本实施例中作为双腔注塑成型机的五轴机械手主体5的扭转臂，在工作时，驱动装置34驱动转动手臂31沿条形透孔21移动，转动手臂31首先通过连接杆33带动滑块32沿直线段221移动，实现转动手臂31的直线移动，当滑块32滑入弧形段222后，随着转动手臂31的移动和滑块32逐渐滑入弧形段222，滑块32会通过连接杆33逐渐扳动转动手臂31的转轴带动转动手臂31扭转，以此实现转动手臂31的扭转，克服传统扭转臂另需电机驱动扭转的复杂结构缺陷。当驱动装置34反向驱动转动手臂31时，滑块32逐渐退出弧形段222，滑块32通过连接杆33逐渐反向扳动转动手臂31，直至滑块32完全退出弧形段222后，转动手臂31恢复初始朝向，并沿条形透孔21反向移动回初始位置，以此实现扭转臂的一个周期动作。转动手臂31的转轴与连接杆33相对应的端部具体可形成半圆形，连接杆33的相应端形成有匹配套设的半圆孔，结构简单且驱动性强。

优选地，弧形段222末端的切线与直线段221垂直，且弧形段222末端至条形透孔21的中心线之间的距离与连接杆33的长度相应，当滑块32移动到弧形段222的末端时，连接杆33也恰与条形透孔21垂直，连接杆33将转动手臂31转动90°。

为了使弧形段222更加平滑，更加便于滑块32顺畅移动，优选地，弧形段222为圆弧形。

优选地，弧形段222的末端连通有沿末端切线方向延伸的延伸段2221，此延伸段2221可供滑块32滑入而充分保证滑块32到达弧形段222的末端，使转动手臂31完全转到90°。

为了增强滑块32在导向槽22内滑动的顺畅度，优选地，滑块32为与基板2平行并匹配嵌入导向槽22内的轴承，此时连接杆33与轴承形式的滑块32的内圈连接。

为了根据具体且容易地实现导向槽22，优选地，导向槽22由固设于基板2上的导向板4围成。

优选地，驱动装置34包括设于基板2上处于条形透孔21一端的驱动同步带轮341，处于条形透孔21另一端的从动同步带轮342，配设于驱动同步带轮341和从动同步带轮342之间的同步带343，以及驱动驱动同步带轮341转动的电机344；转动手臂31的内端设有连接板311，基板2上对应此连接板311设有与条形透孔21平行的滑轨23，连接板311设有与此滑轨23相匹配的滑套312；连接板311与同步带343连接。在工作时，电机344驱动驱动同步带轮341转动，同步带343运转带动从动同步带轮342转动，进而同步带343带动连接板311和转动手臂31依靠滑道312沿着滑轨23平滑移动。

优选地，基板2为竖直设置的长方形，条形透孔21竖直设置，电机344处于下部，即整个扭转臂竖直设置，弧形段222处于上部，具体是，电机344处于扭转臂架体1内下部，输出轴平行于基板2的下边缘设置，驱动同步带轮341和从动同步带轮342均垂直于基板2设置。可实现转动手臂31上下移动，并在条形透孔21的上端实现扭转。

本发明的新型扭转臂，驱动装置的形式也可根据实际要求进行调整和设计；基板的具体形式和设置方向等可根据实际要求进行调整和设计；条形透孔和导向槽的端部优选为倒圆角形式，二者的具体形式可根据实际要求进行调整和设计；导向槽优选通过导向板围成，也可根据实际要求采用其它构成形式；滑块优选为轴承，具体形式也可根据实际要求进行调整和设计；弧形段优选为1/4圆弧，且配有延伸段，具体形式也可根据实际要求进行调整和设计；驱动装置驱动转动手臂移动的方向可根据实际要求进行调整和设计，即滑块可先从直线段移动，也可先从弧形段移动，进而转动手臂可先直线移动再转动，也可先转动再直线移动；本发明优选用于双模注塑成型机的五轴机械手，也可根据要求作适应性调整后应用于其它机械中。

本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种新型扭转臂，其特征在于：包括扭转臂架体，固定于扭转臂架体工作侧的基板，和由所述基板承载的扭转臂装置；所述基板形成有条形透孔，内侧面形成有导向槽，所述导向槽包括与所述条形透孔相平行的直线段，和与直线段连通并朝远离所述条形透孔方向弯曲的弧形段；所述扭转臂装置包括由所述条形透孔伸出的转动手臂，与所述导向槽相配合的滑块，连接滑块和转动手臂的转轴的连接杆，和驱动转动手臂沿条形透孔移动的驱动装置；所述连接杆与所述滑块枢接在一起，且所述连接杆的长度大于所述直线段中心线与所述条形透孔的中心线之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种新型扭转臂，其特征在于：上述弧形段末端的切线与上述直线段垂直，且所述弧形段末端至上述条形透孔的中心线之间的距离与上述连接杆的长度相应。

3.根据权利要求2所述的一种新型扭转臂，其特征在于：上述弧形段为圆弧形。

4.根据权利要求3所述的一种新型扭转臂，其特征在于：上述弧形段的末端连通有沿末端切线方向延伸的延伸段。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种新型扭转臂，其特征在于：上述滑块为与上述基板平行并匹配嵌入上述导向槽内的轴承。

6.根据权利要求5所述的一种新型扭转臂，其特征在于：上述导向槽由固设于上述基板上的导向板围成。

7.根据权利要求6所述的一种新型扭转臂，其特征在于：上述驱动装置包括设于上述基板上处于上述条形透孔一端的驱动同步带轮，处于上述条形透孔另一端的从动同步带轮，配设于二者之间的同步带，和驱动驱动同步带轮转动的电机；上述转动手臂的内端设有连接板，所述基板上对应此连接板设有与所述条形透孔平行的滑轨，所述连接板设有与此滑轨相匹配的滑套。

8.根据权利要求7所述的一种新型扭转臂，其特征在于：上述基板为竖直设置的长方形，上述条形透孔竖直设置，上述电机处于下端。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的一种新型扭转臂，其特征在于：上述驱动装置包括设于上述基板上处于上述条形透孔一端的驱动同步带轮，处于上述条形透孔另一端的从动同步带轮，配设于二者之间的同步带，和驱动驱动同步带轮转动的电机；上述转动手臂的内端设有连接板，所述基板上对应此连接板设有与所述条形透孔平行的滑轨，所述连接板设有与此滑轨相匹配的滑套；所述连接板与所述同步带连接。

10.根据权利要求7所述的一种新型扭转臂，其特征在于：上述基板为竖直设置的长方形，上述条形透孔竖直设置，上述电机处于下部。