CN107972053A - 一种升降机械手及其升降面框 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种升降机械手，其包括：支撑底板，支撑底板上设有一固定座，固定座内设有一齿轮螺母，齿轮螺母的内啮合于第一中空螺杆，第一中空螺杆的内壁设有内螺纹，所述第一中空螺杆内还设有一啮合于所述内螺纹的第二螺杆；其中，所述齿轮螺母的外壁设有斜齿，所述斜齿啮合于一端面齿轮，所述端面齿轮连接于一驱动电机；在所述驱动电机的驱动下，驱动相互啮合的齿轮螺母、第一中空螺杆和第二螺杆转动，以致第一中空螺杆和/或第二螺杆升、降。相对于现有技术中的升降机构，其升降更加稳定，升降高度更加容易精准可控，并且生产加工成本较低，其用于自动削面机器时，可提高削面的均一性，经久耐用。
Description
技术领域
本发明涉及刀削面机器人技术领域，尤其涉及一种应用于刀削面的面框升降的升降机械手及其升降面框。
背景技术
刀削面机器人托面手盘是刀削面面坯的承载装置，它配合削面刀运动轨迹进行面坯的横向进给和竖向进给，它的运动精度控制和每次进给行程控制精度直接决定了面条的一致性，是实施标准化生产的基础要素；垂直方向的进给总行程，决定了面坯量的大小，进给总行程越大，则面坯可以做得越大，一次装坯后的刀削面的数量就越多，是提高效率的基本要素之一。
托面手盘的空间低矮、狭小，两个方向的行程要求很长，尤其是在竖直方向，其进给总行程大于机构安置空间尺寸，因此一种直线行程大倍率放大机构是必须解决的核心技术问题。
现有技术中有采用剪刀结构或者丝杆等升降结构，其存在的问题是，剪刀结构本身复杂，需要定制这些不规则的配件，成本高，且占用纵向空间较大；而丝杆升降机构，虽然可采用标准件，但是纵向上下两端，在工作过程中，需要预留较大的空间，因此存在占用空间较大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种升降机械手及其升降面框，其解决了现有的升降机构占用空间较大的技术问题。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：
本发明的一种升降机械手，其包括：支撑底板，所述支撑底板上设有一固定座，所述固定座内设有一齿轮螺母，所述齿轮螺母的内啮合于第一中空螺杆，所述第一中空螺杆的内壁设有内螺纹，所述第一中空螺杆内还设有一啮合于所述内螺纹的第二螺杆；其中，所述齿轮螺母的外壁设有斜齿，所述斜齿啮合于一端面齿轮，所述端面齿轮连接于一驱动电机；在所述驱动电机的驱动下，驱动相互啮合的端面齿轮、齿轮螺母、第一中空螺杆和第二螺杆转动，以致第一中空螺杆和/或第二螺杆升、降。
其中，所述的第一中空螺杆的上端部还设有一限位齿以限制相对于齿轮螺母的行程，第一中空螺杆的下端部还设有一限位卡簧，以防止第一中空螺杆与齿轮螺母过度旋转而脱出及向第二螺杆传递扭矩。
其中，所述的第二螺杆的下端部还设有一限位齿以限制其与第一中空螺杆的相对行程及向第一中空螺杆传递扭矩。
其中，所述的支撑底板上还设有一拉线传感器，所述拉线传感器用于探测第一中空螺杆和第二螺杆的升降高度。
一种升降面框，其包括如上任意一项所述的升降机械手，以及面框本体和推板，所述面框本体固定在安装板上，所述推板设于面框本体的底部，推板连接于第二螺杆，第二螺杆驱动推板升降动作。
其中，所述支撑底板上还设有用于限制引导推板升降的多级伸缩的限位柱。
其中，所述的支撑底板的周缘还设有支撑部，所述支撑部的上端连接于一安装板，所述安装板的下板面上还设有滑槽。
其中，所述支撑底板上还设有一电机，所述电机的输出轴连接于一齿轮，所述齿轮啮合于固定于一连接板上的齿条，在所述电机的带动下，由所述齿轮向齿条传动，同步驱动升降机械手及面框本体相对所述连接板左右往复移动。
其中，所述齿条的两端部各设有一位置传感器，用于检测齿轮的最大行程位置信息。
其中，所述的电机及驱动电机均横向固定连接于支撑底板上。
与现有技术相比，本发明的升降机械手及其升降面框，其采用容易加工，成本较低的螺杆与齿轮螺帽以及电机的配合，实现了在狭小空间内较大行程的升降机构，并且，可根据用户需要，任意增加多级相互啮合的螺杆以实现更大行程的升降。相对于现有技术中的升降机构，其升降更加稳定，升降高度更加容易精准可控，并且生产加工成本较低，其用于自动削面机器时，可提高削面的均一性，经久耐用。
附图说明
图1和图2为本发明的升降机械手的升降面框的不同角度的立体结构示意图。
图3为本发明的升降机械手的升降面框的剖视图。
图4为本发明的升降机械手的第一中空螺杆部分放大结构示意图。
图5为本发明的升降机械手的第二螺杆部分放大结构示意图。
图6为本发明的升降机械手的多级伸缩的限位柱部分结构示意图。
具体实施方式
以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
请参阅附图1至附图6，在本实施例中，该升降机械手应用于一种自动削面机器的升降面框上，其中，升降机械手至少包括：支撑底板1，所述支撑底板1上设有一固定座11，所述固定座11内设有一齿轮螺母4，所述齿轮螺母4的内啮合于第一中空螺杆5，所述第一中空螺杆5的内壁设有内螺纹，所述第一中空螺杆5内还设有一啮合于所述内螺纹的第二螺杆6，其中，所述齿轮螺母4的外壁设有斜齿，所述斜齿啮合于一端面齿轮，所述端面齿轮连接于驱动电机2的输出轴，在所述驱动电机2的驱动下，驱动相互啮合的端面齿轮、齿轮螺母4、第一中空螺杆5和第二螺杆6转动，以致第一中空螺杆5和/或第二螺杆6升、降。
请再次参阅附图4，所述的第一中空螺杆5的上端部还设有一限位齿52以限制相对于齿轮螺母4的行程。第一中空螺杆5的线端部还设有一限位卡簧51，以防止第一中空螺杆5与齿轮螺母4过度旋转而脱出。第一中空螺杆5与齿轮螺母4之间螺纹连接，因此第一中空螺杆5的下端部设有限位卡簧51，以防止二者过度旋转而脱离。
同理，请再次参阅附图5，所述的第二螺杆6的下端部还设有一限位齿61以限制其与第一中空螺杆5的相对行程。
请再次参阅附图1，所述的支撑底板1上还设有一拉线传感器3，所述拉线传感器3用于探测第一中空螺杆5和第二螺杆6的升降高度，以便将升降高度信息传送给控制器以控制驱动电机2的启停。
请再次参阅附图1至附图3，本实施例还公开了一种升降面框，其包括如上任意一项所述的升降机械手，以及面框本体7和推板71，所述推板71设于面框底部，所述面框本体7固定在安装板8上，推板连接于第二螺杆6，第二螺杆6驱动推板71的升降移动。
其中，所述支撑底板1上还设有用于限制引导面框本体7升降的限位柱12，该限位柱12数目至少为两个，以与第二中空螺杆6形成非线性限位引导组件，从而提高推板71升降的稳定性。请再次参阅附图6，该限位柱12为可伸缩机构，如可伸缩天线结构等，从而降低纵向空间，且保证能够引导面框升降。
更具体的，所述的支撑底板1的周缘还设有支撑部13，所述支撑部13的上端连接于一安装板8，所述安装板8的下板面上还设有滑槽。所述支撑底板1上还设有一电机101，所述电机101的输出轴连接于一齿轮102，所述齿轮102啮合于固定于一连接板9上的齿条10，在所述电机101的带动下，由所述齿轮102向齿条10传动，同步驱动升降机械手及面框本体7相对所述连接板9左右往复移动。所述连接板9上设有与所述安装板8上的滑槽对应的滑轨91，以实现二者稳定的往复移动。
进一步的，所述齿条10的两端部各设有一位置传感器，用于检测齿轮102的最大行程位置信息，以便传输给控制器进行控制。
其中，为了进一步缩小安装板8与支撑底板1之间的纵向间距，所述的电机2及驱动电机101均横向固定连接于支撑底板1上。
其中，面框固定于安装板8的上部，推板71连接于第二螺杆6的上端部，由所述升降机械手以及连接板与安装板的配合，以实现面框本体7的左右和推板71的上下移动，以实现对面框内的面坯进行刀削。
此外需要说明的是，第二螺杆6同样可以设计成与第一中空螺杆5相同的结构，然后在第二螺杆6内套装另一螺杆，依次类推，实现不同行程的升降装置。
本实施例的升降机械手的工作原理如下：
驱动电机的端面齿轮带动齿轮螺母旋转时，可产生三种运动情况：
一是第一中空螺杆与第二螺杆都不旋转，齿轮螺母与第一中空螺杆之间产生相对旋转，第一中空螺杆将与第二螺杆一起产生升降动作；当齿轮螺母与第一中空螺杆相对旋转到头时，螺纹副运动被第一中空螺杆端部的限位齿挡住，此时，第一中空螺杆在齿轮螺母的带动下开始绕第二螺杆旋转，第二螺杆继续进行升降动作。
二是齿轮螺母与第一中空螺杆相对不旋转，第一中空螺杆与第二螺杆产生相对的旋转运动，第二螺杆将产生升降动作，当第一中空螺杆、第二螺杆之间旋转时，螺纹副运动被第二螺杆端部的限位齿挡住，此时，第一中空螺杆停止旋转，齿轮螺母和第一中空螺杆之间开始产生相对旋转，促使第一中空螺杆、第二螺杆进行升降动作。
三是齿轮螺母与第一中空螺杆之间、第一中空螺杆与第二螺杆之间均产生相对的旋转运动，则第二螺杆将产生升降动作。
在第一中空螺杆两端设置有限位齿，防止第一中空螺杆与齿轮螺母旋转脱出；在第二螺杆两端分别设置有限位齿，防止第一中空、第二螺杆之间旋转脱出。
与现有技术相比，本实施例的升降机械手及其升降面框，其采用容易加工，成本较低的螺杆与齿轮螺帽以及电机的配合，实现了在狭小空间内较大行程的升降机构，并且，可根据用户需要，任意增加多级相互啮合的螺杆以实现更大行程的升降。相对于，现有技术中的升降机构，其升降更加稳定，升降高度更加容易精准可控，并且生产加工成本较低，其用于自动削面机器时，可提高削面的均一性，经久耐用。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种升降机械手，其特征在于，包括：支撑底板，所述支撑底板上设有一固定座，所述固定座内设有一齿轮螺母，所述齿轮螺母内啮合于第一中空螺杆，所述第一中空螺杆的内壁设有内螺纹，所述第一中空螺杆内还设有一啮合于所述内螺纹的第二螺杆；其中，所述齿轮螺母的外壁设有斜齿，所述斜齿啮合于一端面齿轮，所述端面齿轮连接于一驱动电机；在所述驱动电机的驱动下，驱动相互啮合的端面齿轮、齿轮螺母、第一中空螺杆和第二螺杆转动，以致第一中空螺杆和/或第二螺杆升、降。
2.如权利要求1所述的升降机械手，其特征在于，所述的第一中空螺杆的上端部还设有一限位齿以限制相对于齿轮螺母的行程，第一中空螺杆的下端部还设有一限位卡簧，以防止第一中空螺杆与齿轮螺母过度旋转而脱出及向第二螺杆传递扭矩。
3.如权利要求1所述的升降机械手，其特征在于，所述的第二螺杆的下端部还设有一限位齿以限制其与第一中空螺杆的相对行程及向第一中空螺杆传递扭矩。
4.如权利要求1所述的升降机械手，其特征在于，所述的支撑底板上还设有一拉线传感器，所述拉线传感器用于探测第一中空螺杆和第二螺杆的升降高度。
5.一种升降面框，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的升降机械手，以及面框本体和设于面框本体底部的推板，所述推板连接于第二螺杆，第二螺杆驱动推板升降动作。
6.如权利要求5所述的升降面框，其特征在于，所述支撑底板上还设有用于限制引导推板升降的多级升降的限位柱。
7.如权利要求5所述的升降机械手，其特征在于，所述的支撑底板的周缘还设有支撑部，所述支撑部的上端连接于一安装板，所述安装板的下板面上还设有滑槽。
8.如权利要求7所述的升降面框，其特征在于，所述支撑底板上还设有一电机，所述电机的输出轴连接于一齿轮，所述齿轮啮合于固定于一连接板上的齿条，在所述电机的带动下，由所述齿轮向齿条传动，同步驱动升降机械手及面框本体相对所述连接板左右往复移动。
9.如权利要求8所述的升降面框，其特征在于，所述齿条的两端部各设有一位置传感器，用于检测齿轮的最大行程位置信息。
10.如权利要求1所述的升降面框，其特征在于，所述的电机及驱动电机均横向固定连接于支撑底板上。
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