CN108098834A - 同步带张紧保护装置、同步带传动装置、机械臂、机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步带张紧保护装置，以及使用该同步带张紧保护装置的同步带传动装置、机械臂、机器人，该同步带张紧保护装置包含：主腔体；传动臂，传动臂包含前段和后段，前段和后段的接合部与主腔体相连，传动臂可以以所述接合部为轴转动；同步带张紧组件，同步带张紧组件设置在传动臂后段的端部，同步带张紧组件与同步带接触，为同步带提供张紧力；制动组件，制动组件设置在主腔体内，传动臂的前段的端部与制动组件接触，限位制动组件；弹性部件，弹性部件设置在主腔体内，传动臂的前段作用于弹性部件，使其处于拉伸或压缩状态。本发明实现了张紧与断带保护于一体，结构紧凑、响应快、成本低。

Description

同步带张紧保护装置、同步带传动装置、机械臂、机器人

技术领域

本发明涉及一种同步带传动装置的零部件，特别涉及一种同步带张紧保护装置、同步带传动装置、机械臂、机器人。

背景技术

目前，很多领域都会采用同步带传动装置。现有技术中，带轮张紧力一般通过调节电机法兰位置来控制；当同步带突然发生断带时，从动带轮与减速机、机械手臂没有抱闸，会出现机械手臂发生误动作，并且损坏机器人。一般断带保护方式是，断带触发机构直接与从动带轮发生硬机械限位进行保护，这样会损毁从动带轮；断带触发机构占用空间大；功能单一且保护成本较高。

发明内容

根据本发明实施例，提供了一种同步带张紧保护装置，用于由电机、主动带轮、从动带轮以及同步带组成的同步带传动装置，包含：主腔体；传动臂，传动臂包含前段和后段，前段和后段的接合部与主腔体相连，传动臂可以以所述接合部为轴转动；同步带张紧组件，同步带张紧组件设置在传动臂后段的端部，同步带张紧组件与同步带接触，为同步带提供张紧力；制动组件，制动组件设置在主腔体内，传动臂的前段的端部与制动组件接触，限位制动组件；弹性部件，弹性部件设置在主腔体内，传动臂的前段作用于弹性部件，使其处于拉伸或压缩状态。

进一步，同步带张紧组件包含：轴承、销轴和卡簧；销轴穿过轴承内圈和传动臂后段的端部，使轴承与传动臂相连；卡簧卡扣住销轴，使轴承、销轴和传动臂固定连接；轴承的外圈与同步带接触，为同步带提供张紧力。

进一步，制动组件包含：制动销和限位弹簧；所述限位弹簧的一端与主腔体相连，另一端套设在制动销的一端，所述传动臂前段的端部接触并限位制动销的另一端，使所述制动销压缩限位弹簧。

进一步，限定弹簧的弹力方向与从动带轮的轮毂面相垂直。

进一步，本发明实施例的同步带张紧保护装置还包含：制动片，制动片与从动带轮紧固连接，制动片的位置与制动销伸出主腔体的位置相对应。

进一步，弹性部件对传动臂的作用力方向，与同步带张紧组件为同步带提供的张紧力方向相反。

进一步，弹性部件为压簧，也可以为拉簧。

进一步，发明实施例的同步带张紧保护装置还包含：转轴，转轴设置在传动臂的前段和后段的接合部，传动臂通过转轴与主腔体相连，传动臂可以以转轴为轴转动。

根据本发明又一实施例，提供了一种同步带传动装置，由电机、主动带轮、从动带轮、同步带组成，还包含：上述的同步带张紧保护装置。

根据本发明又一实施例，提供了一种机械臂，包含若干关节动作组件，还包含上述的同步带张紧保护装置。

根据本发明再一实施例，提供了一种机器人，包含设置有中央处理器、通信模块、电源模块的底部组件，还包含上述的同步带传动装置或机械臂。

根据本发明实施例的同步带张紧保护装置、同步带传动装置、机械臂、机器人，实现了张紧与断带保护于一体，结构紧凑、响应快、成本低。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例同步带张紧保护装置的剖视图；

图2为本发明实施例同步带张紧保护装置的内部结构爆炸图；

图3为本发明实施例同步带张紧保护装置应用到实施例同步带传动装置的结构图；

图4为本发明实施例机械臂的结构示意图；

图5为本发明实施例机器人的结构示意图；

元件标号说明：I-底座组件；II-二轴组件；III-三轴组件；IV-四轴组件；V-五轴组件；VI-六轴组件；VII-末端法兰组件；1-轴承；2-销轴；3-卡簧；4-臂杆；5-外壳；6-转轴；7-弹性部件；8-制动销；9-限位弹簧；10-主腔体；11-制动片；12-从动带轮；14-同步带；15-电机；16-主动带轮。

具体实施方式

以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。

首先，将结合图1～3描述根据本发明实施例的同步带张紧保护装置，用于由电机、主动带轮、从动带轮以及同步带组成的同步带传动装置，同步带传动装置的应用场景很广。

如图1、2所示，本发明的同步带张紧保护装置，具有主腔体10、传动臂4、同步带张紧组件、制动组件、弹性部件7。

具体地，如图1、2所示，传动臂4包含前段和后段，前段设置在主腔体10中，后段伸出主腔体10外以与同步带实现接触，前段和后段的接合部与主腔体相连，传动臂4可以以接合部为轴转动，在本实施例中，在传动臂4的前段和后段的接合部设置转轴6，传动臂4通过转轴6与主腔体10相连，传动臂4可以以转轴6为轴转动，前段和后段的转动方向相反。

具体地，如图1、2所示，同步带张紧组件设置在传动臂4后段的端部，在本实施例中，同步带张紧组件包含：轴承1、销轴2和卡簧3，其中，销轴2穿过轴承1内圈和传动臂4后段的端部，使轴承1与传动臂4相连；卡簧3卡扣住销轴2，使轴承1、销轴2和传动臂4固定连接；轴承1的外圈与同步带14接触，为同步带14提供张紧力。

具体地，如图1、2所示，制动组件设置在主腔体10内，在本实施例中，制动组件包含：制动销8和限位弹簧9；限位弹簧9的一端与主腔体10相连，其另一端套设在制动销8的一端，传动臂4前段的端部接触并限位制动销8的另一端，使所述制动销8压缩限位弹簧9；进一步地，本实施例中，制动销8由制动段、中段和伸缩段三段不同直径的圆柱所构成，其中，中段的直径大于另两段的直径，伸缩段上套设限位弹簧9，限位段能够伸出和缩回主腔体10，当传动臂4前段的端部接触并限位销8时，限位销8整体被限位在主腔体10中，限位弹簧9被中段压缩，当传动臂4发生位移，丢失限位位置后，制动销8的制动段在限位弹簧9的反弹力作用下伸出主腔体10。进一步地，在本实施例中，传动臂4前段的端部的尺寸小于制动销8中段的直径，当传动臂4前段的端部失去限位位置后，限位弹簧9则只能够带动制动销8的制动段伸出主腔体10，其余部分被全部限位在主腔体10中，起到自锁作用。

具体地，如图1、2、3所示，弹性部件7设置在主腔体10内，传动臂4的前段作用于弹性部件7，使其处于拉伸或压缩状态。在本发明中，弹性部件7可以选用压簧或拉簧，在本实施例中，图1和2中示出的是压簧。但无论是压簧或拉簧，只要能施力带动传动臂4绕着其前段和后段的接合部为轴转动即可，即无论是压力或拉力，通过传动臂4的传动，轴承1对同步带14施加压力，实现了轴承1对同步带14的张紧，并且，其对传动臂4的作用力方向，与同步带张紧组件为同步带14提供的张紧力方向相反，因此，在本实施例中，在不同场景下，同步带14需不同的张紧力时，直接调节弹性部件7的弹性系数即可。

具体地，如图1、2所示，为了更好地保证轴承1对同步带14的持续张紧，本实施例中主腔体10内还可以设置限位台阶，以限制传动臂4在主腔体10内的转动范围。由于弹性部件7和限位弹簧9的作用，实现了传动臂4能够在主腔体10内转动，并且传动臂4在弹性部件7及限位弹簧9的作用下，使得在传动臂4转动到限位台阶限定的转动极限位置的过程中都有一定预紧力。

具体地，如图1、2、3所示，在本实施例中还包含：制动片11，制动片11与从动带轮12通过螺钉紧固连接，制动片11的位置与制动销8制动段的位置相对应。限位弹簧9的弹力方向与从动带轮12的轮毂面相垂直。

本实施例中的同步带张紧保护装置的初始状态下，传动臂4的前段端部处于限位位置，使制动销8整体被压缩在主腔体10内部，此时限位弹簧9处于被压缩状态，同时，传动臂4的前段压缩弹性部件7，使其处于始终施加反作用力给传动臂4的状态下，从而为轴承1为同步带施加张紧力。在同步带传动装置开始工作时，电机15带动主动带轮16转动，继而带动同步带14和从动带轮12运动，同步带14接触轴承1，轴承1为同步带14施加张紧力；当同步带14崩断，轴承1突然失去施压位置，传动臂4在弹性部件7的作用下，会向轴承1施压位置的法线方向运动，致使传动臂4与制动销8接触限位的限位位置失去，制动销8在限位弹簧9释放压力的作用下，弹出主腔体10，制动销8弹出的制动段直接阻碍制动片11的运动，由于制动片11与从动带轮12紧固，所以当制动片11停止转动时，从动带轮12也会发生停转，实现了快速直接硬机械限位卡停从动带轮进行保护的效果，起到了快速响应断带保护的作用。进一步，当更换同步带再次使用时，只需要对制动销8手动复位即可，当制动片11损坏，只需更换制动片即可，使用和维护成本很低。

如上所述，在根据本发明实施例的同步带张紧保护装置中，通过皮带张紧与皮带断带保护功能于一体的机构设计，结构紧凑，响应快、成本低。

以上结合附图1～3描述了根据本发明实施例的同步带张紧保护装置。进一步地，本发明还可以应用于同步带传动装置。

如图3所示，本发明实施例的同步带传动装置，由电机、主动带轮、从动带轮、同步带组成，还包含：上述实施例的同步带张紧保护装置。

本发明实施例的机械臂，同步带传动装置中的同步带张紧保护装置的工作原理与本发明实施例同步带张紧保护装置的相同，此处不再赘述。而通过同步带张紧保护装置对同步带传动装置的及时制动，保证了同步带传动装置不会因为同步带的断裂而损坏。

以上结合附图3描述了根据本发明实施例的同步带传动装置。进一步地，本发明还可以应用于机械臂。

如图4所示，本发明实施例的机械臂包含若干关节动作组件，本实施例中，包含依次串联组合实现联动的二轴组件II、三轴组件III、四轴组件IV、五轴组件V、六轴组件VI以及末端法兰组件VII，各个组件中均为本领域技术人员所熟知的结构，本说明书不再赘述。其中，本实施例中，三轴组件III内部设置两套上述实施例的同步带传动装置，其中，同步带传动装置中的同步带张紧保护装置固定在三轴组件III的大臂上，结构紧凑不占多余空间。

本发明实施例的机械臂，机械臂中同步带张紧保护装置的工作原理与本发明实施例同步带张紧保护装置的相同，此处不再赘述。而通过同步带张紧保护装置对同步带传动装置的及时制动，保证了机械臂不会因为同步带的断裂而产生误动作，从而有效保护了机械臂。

以上结合附图4描述了根据本发明实施例的机械臂。进一步地，本发明还可以应用于机器人。

如图5所示，本发明实施例的机器人，包含上述实施例中的同步带传动装置或者上述实施例中的机械臂以及内设有控制器、通信模块、电源模块等机器人必要组件的底座组件I。

本发明实施例的机器人，其机械臂中的同步带张紧保护装置的工作原理与本发明实施例同步带张紧保护装置的相同，此处不再赘述。

以上，参照图1～5描述了根据本发明实施例的同步带张紧保护装置以及使用该同步带张紧保护装置的同步带传动装置、机械臂和机器人，通过皮带张紧与皮带断带保护功能于一体的机构设计，结构紧凑，响应快、成本低。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种同步带张紧保护装置，用于由电机、主动带轮、从动带轮以及同步带组成的同步带传动装置，其特征在于，包含：

主腔体；

传动臂，所述传动臂包含前段和后段，所述前段和后段的接合部与主腔体相连，所述传动臂可以以所述接合部为轴转动；

同步带张紧组件，所述同步带张紧组件设置在所述传动臂后段的端部，所述同步带张紧组件与同步带接触，为同步带提供张紧力；

制动组件，所述制动组件设置在主腔体内，所述传动臂的前段的端部与制动组件接触，限位制动组件；

弹性部件，所述弹性部件设置在主腔体内，所述传动臂的前段作用于弹性部件，使其处于拉伸或压缩状态。

2.如权利要求1所述的同步带张紧保护装置，其特征在于，所述同步带张紧组件包含：轴承、销轴和卡簧；所述销轴穿过轴承内圈和传动臂后段的端部，使轴承与传动臂相连；所述卡簧卡扣住销轴，使所述轴承、销轴和传动臂固定连接；所述轴承的外圈与同步带接触，为同步带提供张紧力。

3.如权利要求1或2所述的同步带张紧保护装置，其特征在于，所述制动组件包含：制动销和限位弹簧；所述限位弹簧的一端与主腔体相连，另一端套设在制动销的一端，所述传动臂前段的端部接触并限位制动销的另一端，使所述制动销压缩限位弹簧。

4.如权利要求3所述的同步带张紧保护装置，其特征在于，限定弹簧的弹力方向与所述从动带轮的轮毂面相垂直。

5.如权利要求3所述的同步带张紧保护装置，其特征在于，还包含：制动片，所述制动片与从动带轮紧固连接，所述制动片的位置与制动销伸出主腔体的位置相对应。

6.如权利要求1或2所述的同步带张紧保护装置，其特征在于，所述弹性部件对传动臂的作用力方向，与同步带张紧组件为同步带提供的张紧力方向相反。

7.如权利要求6所述的同步带张紧保护装置，其特征在于，所述弹性部件为压簧。

8.如权利要求6所述的同步带张紧保护装置，其特征在于，所述弹性部件为拉簧。

9.如权利要求1所述的同步带张紧保护装置，其特征在于，还包含：转轴，所述转轴设置在所述传动臂的前段和后段的接合部，所述传动臂通过转轴与主腔体相连，所述传动臂可以以转轴为轴转动。

10.一种同步带传动装置，由电机、主动带轮、从动带轮、同步带组成，其特征在于，还包含权利要求1-9任一条所述的同步带张紧保护装置。

11.一种机械臂，包含若干关节动作组件，其特征在于，还包含权利要求10所述的同步带张紧保护装置。

12.一种机器人，包含设置有中央处理器、通信模块、电源模块的底部组件，其特征在于，还包含权利要求10所述的同步带传动装置或权利要求11所述的机械臂。