CN108100968A - 一种剪叉式伸缩臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剪叉式伸缩臂，其包括支架以及作为一个整体固定于支架顶部的X轴运动装置、Y轴运动装置、Z轴运动装置和末端工装夹具安装板，其中，所述X轴运动装置驱动Y轴运动装置、Z轴运动装置和末端工装夹具安装板沿支架的X轴方向运动，所述Y轴运动装置驱动Z轴运动装置和末端工装夹具安装板沿支架的Y轴方向运动，所述末端工装夹具连接于Z轴运动装置上，所述Z轴运动装置包括Z轴左运动装置和Z轴右运动装置，所述Z轴左运动装置和Z轴右运动装置运动状态相同或不同能使所述末端工装夹具安装板呈水平状态或与水平面保持一定夹角。上述剪叉式伸缩臂不仅能保证在狭窄空间内的长行程动作；而且工作范围大，灵活性好。

Description

一种剪叉式伸缩臂

技术领域

本发明属于机械设备领域，尤其是涉及一种适用于狭窄空间内的长行程动作的剪叉式伸缩臂。

背景技术

伸缩臂是工业上常用的高空作业专用装备，能将人或货物从升降平台底部升至指定高度，常用于机械制造、建筑工程、交通运输、消防救援等生产及生活领域。其中，剪叉式伸缩臂因其结构稳固、升降过程平稳、载重量大、作业范围广、能满足多人操作需求、结构简单、易维护、故障率低安全性高等优良特点，应用尤为广泛，是很多场景中所需升降装置的最佳选择。

现有各种剪叉式伸缩臂存在如下缺点：

1)升降平台驱动方式多为液压驱动，需要一整套比较复杂的液压系统来维持其工作，液压系统也难免出现油液泄漏，造成工作环境污染，在某些如有电火花产生的场所使用时还存在安全隐患。

2)现有各种伸缩臂多安装在特种车辆上，靠车辆移动来实现升降平台的水平位移，且升降平台保持水平位置，与水平面倾角无法调节。

3)现有伸缩臂体积大，无法适应于狭窄空间内长行程动作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种剪叉式伸缩臂，其能够适用于狭窄空间内的长行程动作，以解决现有技术中剪叉式伸缩臂存在的上述问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种剪叉式伸缩臂，其包括支架以及作为一个整体固定于支架顶部的X轴运动装置、Y轴运动装置、Z轴运动装置和末端工装夹具安装板，其中，所述X轴运动装置驱动Y轴运动装置、Z轴运动装置和末端工装夹具安装板沿支架的X轴方向运动，所述Y轴运动装置驱动Z轴运动装置和末端工装夹具安装板沿支架的Y轴方向运动，所述末端工装夹具安装板连接于Z轴运动装置上，所述Z轴运动装置包括Z轴左运动装置和Z轴右运动装置，所述Z轴左运动装置和Z轴右运动装置运动状态相同或不同能使所述末端工装夹具安装板呈水平状态或与水平面保持一定夹角。

特别地，所述机架呈桁架状，并作为整个运动部件的安装载体，所述机架底部通过地脚与地面固定。

特别地，所述X轴运动装置包括X轴安装板、两条第一导轨、若干个第一滑块和第一驱动组件，所述第一导轨平行间隔固定于所述X轴安装板，所述第一滑块设置于所述第一导轨上，且所述第一滑块上设置有用于连接Y轴运动装置的第一滑板安装块，所述第一驱动组件包括第一电机、第一减速器、第一减速机安装板、同步轮、同步带、同步带固定块、惰轮和惰轮安装板，且所述第一驱动组件驱动X轴安装板沿支架的X轴方向运动。

特别地，所述Y轴运动装置包括Y轴安装板、两条第二导轨、若干个第二滑块和第二驱动组件，所述第二导轨平行间隔固定于所述Y轴安装板，所述第二滑块设置于所述第二导轨上，且所述第二滑块上设置有用于连接Z轴运动装置的第二滑板安装块，所述第二驱动组件包括第二电机，第二减速机，第二减速机安装板，第一联轴器，滚珠丝杠左端固定块，滚珠丝杠，滚珠丝杠螺帽，滚珠丝杠螺帽安装块和滚珠丝杠右端固定块，且所述第二驱动组件驱动Y轴安装板沿支架的Y轴方向运动。

特别地，所述Z轴左端运动装置的左安装板上安装有第三电机、第三减速机、左端减速机安装板、第二联轴器、滚珠丝杠右端轴承支座、滚珠丝杠右端轴承、滚珠丝杠右端螺帽、滚珠丝杠右端螺帽安装块、滚珠丝杠、滚珠丝杠左端螺帽、滚珠丝杠左端螺帽安装块、滚珠丝杠左端轴承、滚珠丝杠左端轴承支座组成的驱动及传动系统，所述第三电机、第三减速机通过左端减速机安装板直接安装在左安装板上，位置相对左安装板固定；所述左安装板上固定有第三导轨，所述第三导轨上设置有第三滑块；所述第三滑块上设置有滑块安装板，所述滑块安装板上设置滑块连接柱安装块，由长支架、连接柱、剪叉安装板连接块、短支架、轴承组成的剪叉机构可随着驱动及传动系统的运动而伸展或合拢，从而使末端工装夹具安装板左端下降和上升。

特别地，所述Z轴右端运动装置的右安装板上安装有由第三电机、第三减速机、右端减速机安装板、第一滚珠丝杠轴承支座、第二滚珠丝杠轴承支座、第二联轴器、滚珠丝杠右端轴承支座、滚珠丝杠右端轴承、滚珠丝杠右端螺帽、滚珠丝杠右端螺帽安装块、滚珠丝杠、滚珠丝杠左端螺帽、滚珠丝杠左端螺帽安装块、滚珠丝杠左端轴承、滚珠丝杠左端轴承支座组成的驱动及传动系统，所述第三电机、第三减速机通过右端减速机安装板、第一滚珠丝杠轴承支座安装在第三滑块上，第三滑块沿固定在右安装板中间的一条第三导轨滑动，从而整个右端传动装置的传动及驱动系统可以滑动，在中间导轨两侧各有一根第三导轨和两个第三滑块使其运动平稳。滑块连接柱安装块安装在滑块安装板，由长支架、连接柱、剪叉安装板连接块、短支架、轴承组成的剪叉机构可随着驱动及传动系统的运动而伸展或合拢，从而使末端工装夹具安装板右端下降和上升。

特别地，所述末端工装夹具安装板左右两端分别与不同的剪叉安装板连接块连接，左右两端剪叉运动装置能单独运动，末端工装夹具安装板能实现水平及倾斜运动。

本发明的有益效果为，与现有技术相比所述剪叉式伸缩臂具有如下优点：

1)通过对X轴运动装置和Y轴运动装置的设计，同步带滑块运动至不同位置，实现了整体的X向移动和Y向移动，从而更进一步地确保了拾取零件或物料筐的工作能在生产线或仓库的整个水平面上进行，进而保证了狭窄空间内的长行程动作；

2)通过对Z轴运动装置的设计，Z轴左端运动装置和Z轴右端运动装置的联合运动，可以使末端工装夹具能处在不同高度上，且能倾斜，从而更进一步地确保了拾取零件或物料筐的工作能在生产线或仓库的整个垂直方向上进行，进而保证了很大的工作范围和工作灵活性；

3)通过对Z轴运动装置的设计，Z轴正常状态时剪叉合拢，末端工装夹具上升至最高点，使得Z轴运动装置十分紧凑，节省了大量空间，便于零件及物料筐存储最大化；通过对剪叉连杆装置的设计，可以实现很大的Z轴行程。

4)通过对末端工装夹具的设计，可实现多种物料的抓取，更进一步增大了插取零件或物料筐动作的范围及灵活性。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的剪叉式伸缩臂的整体结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的剪叉式伸缩臂的局部结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的剪叉式伸缩臂的X轴运动装置的仰视图；

图4是本发明具体实施方式提供的剪叉式伸缩臂的Y轴运动装置的仰视图；

图5是本发明具体实施方式提供的剪叉式伸缩臂的Z轴左端运动装置的仰视图；

图6是本发明具体实施方式提供的剪叉式伸缩臂的Z轴左端运动装置的合拢状态下的左视图；

图7是本发明具体实施方式提供的剪叉式伸缩臂的Z轴右端运动装置的仰视图；

图8是本发明具体实施方式提供的剪叉式伸缩臂的Z轴右端运动装置的合拢状态下的左视图

图9是本发明具体实施方式提供的剪叉式伸缩臂的Z轴运动装置的合拢状态的左视图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1至图9所示，本实施例中，一种剪叉式伸缩臂包括支架10、X轴运动装置20、Y轴运动装置30、Z轴左运动装置40、Z轴右运动装置50和末端工装夹具安装板60，所述机架10呈桁架状，并作为整个运动部件的安装载体，所述机架10底部通过地脚与地面固定。所述X轴运动装置20驱动Y轴运动装置30、Z轴运动装置和末端工装夹具安装板60沿支架10的X轴方向运动，所述Y轴运动装置30驱动Z轴运动装置和末端工装夹具安装板60沿支架10的Y轴方向运动，所述末端工装夹具安装板60连接于Z轴运动装置上，所述Z轴左运动装置40和Z轴右运动装置50运动状态相同或不同能使所述末端工装夹具安装板60呈水平状态或与水平面保持一定夹角。

所述X轴运动装置20包括X轴安装板212、两条第一导轨27、四个第一滑块28和第一驱动组件，所述第一导轨27平行间隔固定于所述X轴安装板212上，所述第一滑块28设置于所述第一导轨27上，且所述第一滑块28上设置有用于连接Y轴运动装置30的第一滑板安装块29，所述第一驱动组件包括第一电机21、第一减速器22、第一减速机安装板23、同步轮24、同步带25、同步带固定块26、惰轮210和惰轮安装板211，且所述第一驱动组件驱动X轴安装板212沿支架10的X轴方向运动。

所述Y轴运动装置30包括Y轴安装板313、两条第二导轨39、四个第二滑块311和第二驱动组件，所述第二导轨39平行间隔固定于所述Y轴安装板313上，所述第二滑块311设置于所述第二导轨39上，且所述第二滑块311上设置有用于连接Z轴运动装置的第二滑板安装块310，所述第二驱动组件包括第二电机31，第二减速机32，第二减速机安装板33，第一联轴器34，滚珠丝杠左端固定块35，第一滚珠丝杠36，滚珠丝杠螺帽37，滚珠丝杠螺帽安装块38和滚珠丝杠右端固定块312，且所述第二驱动组件驱动Y轴安装板313沿支架10的Y轴方向运动。

所述Z轴左端运动装置40的左安装板415上安装有由第三电机42、第三减速机43、左端减速机安装板44、第二联轴器45、滚珠丝杠右端轴承支座46、滚珠丝杠右端轴承47、滚珠丝杠右端螺帽48、滚珠丝杠右端螺帽安装块49、第二滚珠丝杠410、滚珠丝杠左端螺帽411、滚珠丝杠左端螺帽安装块412、滚珠丝杠左端轴承413、滚珠丝杠左端轴承支座414组成的驱动及传动系统，其中第三电机42、第三减速机43通过左端减速机安装板44直接安装在左安装板415上，位置相对左安装板415固定；第三导轨416、第三滑块423使其运动平稳；滑块连接柱安装块417安装在滑块安装板424上，由长支架418、连接柱419、剪叉安装板连接块420、短支架421、轴承422组成的剪叉机构可随着驱动及传动系统的运动而伸展或合拢，从而使末端工装夹具安装板60左端下降和上升。

所述Z轴右端运动装置50的右安装板51上安装有由第三电机42、第三减速机43、右端减速机安装板425、第一滚珠丝杠轴承支座426、第二滚珠丝杠轴承支座427、第二联轴器45、滚珠丝杠右端轴承支座46、滚珠丝杠右端轴承47、滚珠丝杠右端螺帽48、滚珠丝杠右端螺帽安装块49、滚珠丝杠410、滚珠丝杠左端螺帽411、滚珠丝杠左端螺帽安装块412、滚珠丝杠左端轴承413、滚珠丝杠左端轴承支座414组成的驱动及传动系统，其中第三电机42、第三减速机43通过右端减速机安装板425、第一滚珠丝杠轴承支座426安装在第三滑块423上，第三滑块423沿固定在右安装板51中间的一条第三导轨416滑动，从而整个右端传动装置的传动及驱动系统可以滑动，在中间导轨两侧各有一根第三导轨416和两个第三滑块423使其运动平稳。滑块连接柱安装块417安装在滑块安装板424上，由长支架418、连接柱419、剪叉安装板连接块420、短支架421、轴承422组成的剪叉机构可随着驱动及传动系统的运动而伸展或合拢，从而使末端工装夹具安装板60右端下降和上升。

工作时，货物及物料筐整齐排列放置于支架10下方，同步带25带动X轴运动装置运动20、第一滚珠丝杠36带动Y轴运动装置30运动至物料筐上方，第三电机42驱动第二滚珠丝杠410，由第二滚珠丝杠410带动左右运动装置的连杆机构运动，长支架418及短支架421等展开，Z轴运动至所需高度后停止，末端工装夹具到达所需位置进行物料抓取或放置。

复位时剪叉缩起，平台上升最高处，工作时，剪叉伸展，平台下降至所需高度，且平台与水平面的倾角可由剪叉伸展的不同状态来调节。不需要液压系统和车辆底座，适用于狭窄空间内的长行程动作。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种剪叉式伸缩臂，其特征在于，其包括支架以及作为一个整体固定于支架顶部的X轴运动装置、Y轴运动装置、Z轴运动装置和末端工装夹具安装板，其中，所述X轴运动装置驱动Y轴运动装置、Z轴运动装置和末端工装夹具安装板沿支架的X轴方向运动，所述Y轴运动装置驱动Z轴运动装置和末端工装夹具安装板沿支架的Y轴方向运动，所述末端工装夹具安装板连接于Z轴运动装置上，所述Z轴运动装置包括Z轴左运动装置和Z轴右运动装置，所述Z轴左运动装置和Z轴右运动装置运动状态相同或不同能使所述末端工装夹具安装板呈水平状态或与水平面保持一定夹角。

2.根据权利要求1所述的剪叉式伸缩臂，其特征在于，所述机架呈桁架状，并作为整个运动部件的安装载体，所述机架底部通过地脚与地面固定。

3.根据权利要求1所述的剪叉式伸缩臂，其特征在于，所述X轴运动装置包括X轴安装板、两条第一导轨、若干个第一滑块和第一驱动组件，所述第一导轨平行间隔固定于所述X轴安装板，所述第一滑块设置于所述第一导轨上，且所述第一滑块上设置有用于连接Y轴运动装置的第一滑板安装块，所述第一驱动组件包括第一电机、第一减速器、第一减速机安装板、同步轮、同步带、同步带固定块、惰轮和惰轮安装板，且所述第一驱动组件驱动X轴安装板沿支架的X轴方向运动。

4.根据权利要求1所述的剪叉式伸缩臂，其特征在于，所述Y轴运动装置包括Y轴安装板、两条第二导轨、若干个第二滑块和第二驱动组件，所述第二导轨平行间隔固定于所述Y轴安装板，所述第二滑块设置于所述第二导轨上，且所述第二滑块上设置有用于连接Z轴运动装置的第二滑板安装块，所述第二驱动组件包括第二电机，第二减速机，第二减速机安装板，第一联轴器，滚珠丝杠左端固定块，滚珠丝杠，滚珠丝杠螺帽，滚珠丝杠螺帽安装块和滚珠丝杠右端固定块，且所述第二驱动组件驱动Y轴安装板沿支架的Y轴方向运动。

5.根据权利要求1所述的剪叉式伸缩臂，其特征在于，所述Z轴左端运动装置的左安装板上安装有第三电机、第三减速机、左端减速机安装板、第二联轴器、滚珠丝杠右端轴承支座、滚珠丝杠右端轴承、滚珠丝杠右端螺帽、滚珠丝杠右端螺帽安装块、滚珠丝杠、滚珠丝杠左端螺帽、滚珠丝杠左端螺帽安装块、滚珠丝杠左端轴承、滚珠丝杠左端轴承支座组成的驱动及传动系统，所述第三电机、第三减速机通过左端减速机安装板直接安装在左安装板上，位置相对左安装板固定；所述左安装板上固定有第三导轨，所述第三导轨上设置有第三滑块；所述第三滑块上设置有滑块安装板，所述滑块安装板上设置滑块连接柱安装块，由长支架、连接柱、剪叉安装板连接块、短支架、轴承组成的剪叉机构可随着驱动及传动系统的运动而伸展或合拢，从而使末端工装夹具安装板左端下降和上升。

6.根据权利要求1所述的剪叉式伸缩臂，其特征在于，所述Z轴右端运动装置的右安装板上安装有由第三电机、第三减速机、右端减速机安装板、第一滚珠丝杠轴承支座、第二滚珠丝杠轴承支座、第二联轴器、滚珠丝杠右端轴承支座、滚珠丝杠右端轴承、滚珠丝杠右端螺帽、滚珠丝杠右端螺帽安装块、滚珠丝杠、滚珠丝杠左端螺帽、滚珠丝杠左端螺帽安装块、滚珠丝杠左端轴承、滚珠丝杠左端轴承支座组成的驱动及传动系统，所述第三电机、第三减速机通过右端减速机安装板、第一滚珠丝杠轴承支座安装在第三滑块上，第三滑块沿固定在右安装板中间的一条第三导轨滑动，从而整个右端传动装置的传动及驱动系统可以滑动，在中间导轨两侧各有一根第三导轨和两个第三滑块使其运动平稳。滑块连接柱安装块安装在滑块安装板，由长支架、连接柱、剪叉安装板连接块、短支架、轴承组成的剪叉机构可随着驱动及传动系统的运动而伸展或合拢，从而使末端工装夹具安装板右端下降和上升。

7.根据权利要求5或6所述的剪叉式伸缩臂，其特征在于，所述末端工装夹具安装板左右两端分别与不同的剪叉安装板连接块连接，左右两端剪叉运动装置能单独运动，末端工装夹具安装板能实现水平及倾斜运动。