CN104440943B - 一种单驱动双动作输出的工业机械臂 - Google Patents
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Abstract
一种单驱动双动作输出的工业机械臂，它利用行星轮传动原理、弧面分度凸轮机构的分度原理及复螺旋圆柱凸轮机构的相互配合，使安装在从动盘上的行星架间歇转动及安装在行星架上的机械臂上下往复间歇移动，以实现机械臂的间歇转动及上下往复运动。可用于各类载荷较小的工业场合，如实现物料的转位搬运，物料的装箱装盒等。该装置由单一连续转动驱动，能较好的适应工业环境，并能较好的根据设要求进行各种工况调节。简化了对机械臂的控制，降低了控制要求，使机械手的运动更容易实现，结构更紧凑，安装空间更小。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业机械臂，特别是一种单驱动双动作输出的工业机械臂。
背景技术
随着工业生产规模不断扩大，大批量流水线作业对操作工人的需求量大大增加，而劳动力成本的不断提高，制约着企业的发展。采用工业机械人代替人工作业，将大大降低企业对人工作业的依赖。而现有机械臂多采用多动力输入，用电气控制的方式来实现机械臂的有序动作，这使得工业机械人的应用成本增加。
在中国专利申请公开说明书，CN2762970Y中公开了一种由转向电机、升降电机和滚珠丝杠花键组成升降旋转机构，在转向电机、升降电机的协调动作下，实现机构和升降与旋转运动。在中国专利申请公开说明书，CN201224100Y中公开了一种通过控制三个电机己实现机械臂升降、旋转及伸缩的机械臂。而多动力源的驱动方案，使得机械臂的控制复杂化，一旦动作顺序混乱，难以调节。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种在单个动力源的驱动下，能使机械臂实现间歇转位及上下往复运动的机械臂。
为解决上述问题，本发明提供了一种单驱动双动作输出的工业机械臂，一种单动力输入双动作输出的工业机械臂，该机械臂包括机械臂往复移动传动轮系、弧面分度凸轮机构、行星轮系、往复螺旋圆柱凸轮机构，其特征在于：所述机械臂往复移动传动轮系的输出端与行星轮系的太阳轮6固连，所述弧面分度凸轮机构的从动盘5与行星轮系的行星架9固连，所述往复螺旋圆柱凸轮机构的圆柱凸轮10与行星轮系的行星轮8固连，使安装在行星架上的机械臂11间歇转动及上下往复间歇移动。
作为本发明的进一步改进，其中机械臂往复移动传动轮系包括主动带轮1、从动带轮3、圆锥齿轮组15、立轴主动带轮4、立轴从动带轮6，所述弧面分度凸轮机构包括弧面凸轮2、从动盘5，所述行星轮系包括太阳轮7、行星轮8、行星架9，所述往复螺旋圆柱凸轮机构包括圆柱凸轮10、往复螺母14。
作为本发明的更进一步改进，其中电机的连续转动从弧面凸轮2输入，带动主动带轮1，主动带轮1带动从动带轮3，从动带轮3通过圆锥齿轮与立轴主动带轮4实现1∶1传动，立轴主动带轮4与空套在从动盘5输出轴上的立轴从动带轮6相连，立轴从动带轮6与太阳轮7固连，空套在从动盘5上，太阳轮7与行星轮8相啮合，行星轮8与圆柱凸轮10固连，圆柱凸轮10与机械臂11上的往复螺母14相配合，带动机械臂11上下往复移动，圆柱凸轮10安装在行星架9上，行星架9与从动盘5固连，从动盘5与弧面凸轮2通过弧面分度凸轮机构相连。
作为本发明的进一步改进，其中圆柱凸轮10为一双螺纹螺旋，在其上有左右两旋向的两条螺旋线，从动盘5与弧面凸轮2通过弧面分度凸轮机构相连，从动盘5在弧面凸轮2的驱动下，作间歇转动。
附图说明
图1是本发明的运动简图
图2是本发明的透视图
图3是本发明的主视图
图4是本发明的左视图
图5是弧面分度凸轮机构运动简图
图6是往复螺旋圆柱凸轮机构运动简图
具体实施方式
图1至图4给出了本发明单驱动双动作输出的工业机械臂的实施方式。如图1所示，电机的连续转动从弧面凸轮2输入，带动主动带轮1旋转，主动带轮1通过同步带，带动从动带轮3旋转，从动带轮3通过圆锥齿轮组15与立轴主动带轮4实现1∶1传动，立轴主动带轮4通过同步带将运动传递到空套在从动盘5上的立轴从动带轮6，立轴从动带轮6与同样空套在从动盘5上的太阳轮7固连；太阳轮7与行星轮8相啮合，行星轮8与圆柱凸轮10固连，圆柱凸轮10与机械臂11上的往复螺母14相配合，带动机械臂11上下往复移动，圆柱凸轮10安装在行星架9上，行星架9与从动盘5固连，从动盘5与弧面凸轮2通过弧面分度凸轮机构相连。电机的连续转动，经弧面分度凸轮机构变为从动盘5的间歇转动。
弧面凸轮2的连续旋转运动通过主动带轮1将运动传递给从动带轮3，从动带轮3的运动通过圆锥齿轮组15传递到立轴主动带轮4，立轴主动带轮4的运动通过同步带传递至立轴从动带轮6，立轴从动带轮6与太阳轮为一体，弧面凸轮1与太阳轮7之间的传动比可按要求设计，现以1∶1为例进行说明，即弧面凸轮1与太阳轮7的运动相同；弧面凸轮2通过圆柱销13带动分度轴5作180度等间歇转动，从而使机械手机架9作180度等间歇转动。当机械手机架9在弧面凸轮2的驱动进入转动行程时，太阳轮7也在弧面凸轮2的驱动下作连续旋转运动，因此时机械手机架9与太阳轮7转速相同，从而太阳轮7相对于机械手机架9为静止，而使与太阳轮7相啮合的行星轮8静止；当机械手机架9在弧面凸轮2的驱动进入静止行程时，太阳轮7在弧面凸轮2的驱动下作连续旋转运动，因此时机械手机架9与太阳轮7之间有相对转动，从而驱动与太阳轮7相啮合的行星轮8转动，与行星轮8相连的来回轴10驱动与之配合的螺母14往复移动。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。因此，本发明的保护范围并不仅局限于上述实例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种单驱动双动作输出的工业机械臂，包括机械臂往复移动传动轮系、弧面分度凸轮机构、行星轮系、往复螺旋圆柱凸轮机构，其特征在于：所述机械臂往复移动传动轮系的输出端与行星轮系的太阳轮(7)固连，所述弧面分度凸轮机构的从动盘(5)与行星轮系的行星架(9)固连，所述往复螺旋圆柱凸轮机构的圆柱凸轮(10)与行星轮系的行星轮(8)固连，使安装在行星架上的机械臂(11)间歇转动及上下往复间歇移动。
2.根据权利要求1中所述的工业机械臂，其特征在于：所述机械臂往复移动传动轮系包括主动带轮(1)、从动带轮(3)、圆锥齿轮组(15)、立轴主动带轮(4)、立轴从动带轮(6)，所述弧面分度凸轮机构包括弧面凸轮(2)、从动盘(5)，所述行星轮系包括太阳轮(7)、行星轮(8)、行星架(9)，所述往复螺旋圆柱凸轮机构包括圆柱凸轮(10)、往复螺母(14)。
3.根据权利要求2中所述的工业机械臂，其特征在于：电机的连续转动从弧面凸轮(2)输入，带动主动带轮(1)，主动带轮(1)带动从动带轮(3)，从动带轮(3)通过圆锥齿轮与立轴主动带轮(4)实现1∶1传动，立轴主动带轮(4)与空套在从动盘(5)输出轴上的立轴从动带轮(6)相连，立轴从动带轮(6)与太阳轮(7)固连，空套在从动盘(5)上，太阳轮(7)与行星轮(8)相啮合，行星轮(8)与圆柱凸轮(10)固连，圆柱凸轮(10)与机械臂(11)上的往复螺母(14)相配合，带动机械臂(11)上下往复移动，圆柱凸轮(10)安装在行星架(9)上，行星架(9)与从动盘(5)固连，从动盘(5)与弧面凸轮(2)通过弧面分度凸轮机构相连。
4.根据权利要求2或3中所述的工业机械臂，其特征在于：所述圆柱凸轮(10)为一双螺纹螺旋，在其上有左右两旋向的两条螺旋线。
5.根据权利要求2或3中所述的工业机械臂，其特征在于：所述从动盘(5)与弧面凸轮(2)通过弧面分度凸轮机构相连，从动盘(5)在弧面凸轮(2)的驱动下，作间歇转动。
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