CN109595316A - 一种带精确定位功能的伸缩机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带精确定位功能的伸缩机构，其特征在于：所述伸缩机构由伸缩臂箱体、伸缩臂、伸缩传动装置和定位装置组成；所述伸缩臂套接在伸缩臂箱体内，伸缩臂的轴向和伸缩臂箱体的轴向平行；伸缩传动装置能传动伸缩臂沿自身轴向往复运动；所述定位装置包括传动轴、旋转传动装置和至少一个定位单元；所述定位单元由驱动环、滚轮、传动杆、复位弹簧、压紧弹簧、定位座和支撑体组成。本发明所述的伸缩机构结构简单、使用方法简单，制造和使用成本低；采用本伸缩机构来定位快速、准确，生产效率大大提高。

Description

一种带精确定位功能的伸缩机构

技术领域

本发明涉及机械制造术领域，特别是一种带精确定位功能的伸缩机构。

背景技术

在如汽车制造、冶金加工等机械制造、加工领域中，常常需要机构能实现在直线运动的某一个或多个点位上快速、准确定位的功能，从而进行如零件的安装、物料取放、焊接等操作，然而现有的定位机构或装置要么设计过于简陋，定位不准确、自动化程度和效率低，达不到生产要求，要么结构复杂、成本高，使用时还需要操作人员花费大量时间学习操作方法，增加人力成本。

发明内容

针对背景技术的问题，本发明提供一种带精确定位功能的伸缩机构，以解决现有技术中，定位机构结构复杂、成本高、生产效率低、定位不准确的问题。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种带精确定位功能的伸缩机构，其创新点在于：所述伸缩机构由伸缩臂箱体、伸缩臂、伸缩传动装置和定位装置组成；所述伸缩臂套接在伸缩臂箱体内，伸缩臂的轴向和伸缩臂箱体的轴向平行；所述伸缩传动装置设置在伸缩臂箱体的内腔中，伸缩传动装置的壳体与伸缩臂箱体相对固定，伸缩传动装置的传动部与伸缩臂的内端连接，伸缩传动装置能传动伸缩臂沿自身轴向往复运动；所述伸缩臂箱体的下端面上设置有条形孔，条形孔的轴向与伸缩臂箱体的轴向平行；伸缩臂的下侧面上设置有定位凸起，定位凸起位于条形孔中；

所述定位装置包括传动轴、旋转驱动装置和至少一个定位单元；所述定位单元由驱动环、滚轮、传动杆、复位弹簧、压紧弹簧、定位座和支撑体组成；所述传动轴设置在伸缩臂箱体下侧，传动轴的轴向与伸缩臂箱体的轴向平行，传动轴的端部与旋转驱动装置的传动轴连接，旋转驱动装置能传动传动轴沿自身轴心旋转；所述驱动环套接在传动轴中部，驱动环与传动轴的位置相对固定，驱动环的外周面上设置有凸起部，驱动环外周面上、凸起部以外的区域记为圆环部；所述支撑体设置在伸缩臂箱体的下侧面上，支撑体与所述定位凸起互不干涉，支撑体的位置与所述条形孔对应，支撑体的上端面上设置有安装槽，安装槽与条形孔连通，安装槽的底部设置有连通支撑体下端面的连接孔，定位座设置在安装槽内；所述传动杆的中部套接在连接孔中，传动杆的下端与滚轮转动连接，滚轮的转动平面与所述凸起部的转动平面共面；传动杆的上端通过压紧弹簧与定位座的底部连接；所述复位弹簧套接在传动杆上，复位弹簧的上端与支撑体的下端面接触，传动杆下部设置有限位凸起，复位弹簧的下端与限位凸起的上侧面接触，复位弹簧能将滚轮抵紧在驱动环表面；当滚轮与凸起部的最高点接触时，压紧弹簧能将定位座抵紧在伸缩臂的下侧面上，且定位座的位置与定位凸起的运动轨迹干涉；当滚轮与所述圆环部接触时，所述定位座上端面的高度低于定位凸起下端面的高度。

作为优化，所述定位单元有多个，所述多个定位单元沿所述传动轴的轴向分布，所述多个凸起部在传动轴周向上的位置错位设置，且当其中一个定位单元的定位座与所述伸缩臂的下侧面接触时，其余定位单元的定位座的上端面的高度均低于所述定位凸起下端面的高度。

作为优化，所述伸缩臂箱体和伸缩臂的横截面均为矩形。

作为优化，所述定位装置的外周设置有保护罩。

采用本发明的方法，具有以下的有益效果：本发明的结构简单，使用方法简单，所以制造和使用成本低；利用定位单元上的定位座与伸缩臂上的定位凸起相互干涉实现伸缩臂的定位快速、准确；作为优化方案，在传动轴上设置多个定位单元，多个定位单元分布在传动轴上的多个位置，使用中可根据需要驱动传动轴旋转不同的角度，使相应定位单元的定位座与所述定位凸起发生干涉实现定位，以利用同一套机构实现多点定位，生产效率大大提高。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明的结构示意图；

图2为伸缩臂箱体、伸缩臂及伸缩传动装置的剖视图；

图3为伸缩臂箱体的底部结构示意图；

图4为定位装置的结构示意图；

图5为多个定位单元的安装结构示意图；

图6为单个定位单元的结构示意图；

图7为本发明的工作原理图。

图中：1、伸缩臂箱体；2、伸缩臂；3、伸缩传动装置；4、定位装置；11、条形孔；21、定位凸起；40、保护罩；41、传动轴；42、旋转驱动装置；43、驱动环；44、滚轮；45、传动杆；46、复位弹簧；47、压紧弹簧；48、定位座；49、支撑体；431、凸起部；481、定位槽；491、安装槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

如附图1和附图2所示的带精确定位功能的伸缩机构，由伸缩臂箱体1、伸缩臂2、伸缩传动装置3和定位装置4组成；

如附图2所示，伸缩臂箱体1和伸缩臂2的横截面均为矩形，以使伸缩臂2与伸缩臂箱体1不发生周向相对转动，所述伸缩臂2套接在伸缩臂箱体1内，伸缩臂2的轴向和伸缩臂箱体1的轴向平行；所述伸缩传动装置3设置在伸缩臂箱体1的内腔中，伸缩传动装置3可以是气缸、液压缸等简易驱动装置，伸缩传动装置3的壳体与伸缩臂箱体1相对固定，伸缩传动装置3的传动部如活塞杆等与伸缩臂2的内端连接，伸缩传动装置3能传动伸缩臂2沿自身轴向往复运动；如附图3所示，所述伸缩臂箱体1的下端面上设置有条形孔11，条形孔11的轴向与伸缩臂箱体1的轴向平行；伸缩臂2的下侧面上设置有定位凸起21，定位凸起21位于条形孔11中；当伸缩臂2沿自身轴向往复运动时，定位凸起21也在条形孔11中往复运动。

如附图4和附图5所示，所述定位装置4包括传动轴41、旋转驱动装置42、4个定位单元和保护罩40；所述传动轴41设置在伸缩臂箱体1下侧，传动轴41的轴向与伸缩臂箱体1的轴向平行，传动轴41一端与保护罩40的内壁转动连接，传动轴的另一端与旋转驱动装置42的传动轴连接，旋转驱动装置42的壳体与保护罩40的外壁固定连接，旋转驱动装置42能传动传动轴41沿自身轴心旋转；4个定位单元沿所述传动轴41的轴向分布，所述保护罩40的上端面与伸缩臂箱体1的下侧面固定连接。

如附图6和附图7所示，单个定位单元由驱动环43、滚轮44、传动杆45、复位弹簧46、压紧弹簧47、定位座48和支撑体49组成；所述驱动环43套接在传动轴41中部，驱动环43的外周面上设置有凸起部431，驱动环43外周面上、凸起部431以外的区域记为圆环部，驱动环43与传动轴41的位置相对固定，固定的方式可以采用本领域的常规技术手段实现，本实施例中，在传动轴41的表面沿轴向加工多条T形槽，在驱动环43的圆环部外周面上加工有径向通孔，径向通孔可与T形槽连通，安装时，先在其中一条T形槽内放置匹配的螺母，螺母不能在该T形槽内转动，在径向通孔内安装螺栓使其与螺母连接，拧紧螺栓即可将驱动环43固定在传动轴41上。

所述支撑体49设置在伸缩臂箱体1的下侧面上，支撑体49与保护罩40的上端面固定连接，固定方式与驱动环43的固定方式类似，如附图4所示，在保护罩40的上端面设置2条T形槽，支撑体49的两端设置通孔，T形槽内设置螺母，支撑体49的通孔内安装螺栓连接到螺母上并拧紧；支撑体49与所述定位凸起21互不干涉，支撑体49的位置与所述条形孔11对应，支撑体49的上端面上设置有安装槽491，安装槽491与条形孔11连通，安装槽491的底部设置有连通支撑体下端面的连接孔，定位座48设置在安装槽491内；所述传动杆45的中部套接在连接孔中，传动杆45的下端与滚轮44转动连接，滚轮44的转动平面与所述凸起部431的转动平面共面；传动杆45的上端通过压紧弹簧47与定位座48的底部连接；所述复位弹簧46套接在传动杆45上，复位弹簧46的上端与支撑体49的下端面接触，传动杆45下部设置有限位凸起，复位弹簧46的下端与限位凸起的上侧面接触，复位弹簧46能将滚轮44抵紧在驱动环43表面；当滚轮44与凸起部431的最高点接触时，压紧弹簧47能将定位座48抵紧在伸缩臂2的下侧面上，且定位座48的位置与定位凸起21的运动轨迹干涉；当滚轮44与所述圆环部接触时，所述定位座48上端面的高度低于定位凸起21下端面的高度。如附图7所示，为了使定位更精确，在定位座48的上端面上还设置有定位槽481，该定位槽481的宽度与定位凸起21的宽度匹配，定位槽481的右侧设置有导向斜面。4个驱动环43的凸起部431在传动轴41周向上的位置错位设置，且当其中一个定位单元的定位座48与所述伸缩臂2的下侧面接触时，其余定位单元的定位座48的上端面的高度均低于所述定位凸起21下端面的高度。

安装时，根据定位要求调整好4个驱动单元的在传动轴41上的轴向位置，并调整好4个驱动环43的凸起部的周向位置，确保任意一个定位单元的滚轮44与对应凸起部431的最高点接触时，其余定位单元的滚轮44与所对应的圆环部接触；使用时，首先启动旋转驱动装置42带动传动轴41转动，直到与定位位置相对应定位单元的定位座48与所述伸缩臂2的下侧面接触，然后伸缩传动装置3驱动伸缩臂2伸出，直到定位凸起21卡入定位槽481内实现伸缩臂2的轴向定位，伸缩臂2上根据需要可连接执行机构以完成诸如零部件安装、物料取放、焊接等操作，当执行机构的操作完成后，继续驱动传动轴41转动，直到定位座48下降到其上端面的高度低于定位凸起21下端面的高度，然后伸缩传动装置3驱动伸缩臂2缩回；然后再按上述方式进行其他位置定位以使执行机构完成其他位置的操作。

事实上，在需要对伸缩臂进行更多位置定位时，可以将多套本发明所述的伸缩机构简单排列组合使用；另外也可以将现有的旋转驱动装置改为双输出轴，两个输出轴分别与两个传动轴连接，单个输出轴与传动轴之间通过一个单向轴承连接，当单向轴承自锁时，同侧的输出轴即能带动传动轴转动，当单向轴承自由转动时，同侧的输出轴空转，不能带动传动轴转动，将两个单向轴承的自锁方向设置为不相同，即其中一个单向轴承自锁时，与之连接的传动轴能与旋转驱动装置的输出轴一起转动，同时另一个单向轴承自由转动，与之连接的传动轴不能与旋转驱动装置的输出轴一起转动，再在两个传动轴上分别设置多个定位单元，例如每个传动轴上设置4个定位单元，我们就可以利用同一个旋转驱动装置对伸缩臂进行8个位置的定位了。

Claims (4)

1.一种带精确定位功能的伸缩机构，其特征在于：所述伸缩机构由伸缩臂箱体(1)、伸缩臂(2)、伸缩传动装置(3)和定位装置(4)组成；所述伸缩臂(2)套接在伸缩臂箱体(1)内，伸缩臂(2)的轴向和伸缩臂箱体(1)的轴向平行；所述伸缩传动装置(3)设置在伸缩臂箱体(1)的内腔中，伸缩传动装置(3)的壳体与伸缩臂箱体(1)相对固定，伸缩传动装置(3)的传动部与伸缩臂(2)的内端连接，伸缩传动装置(3)能传动伸缩臂(2)沿自身轴向往复运动；所述伸缩臂箱体(1)的下端面上设置有条形孔(11)，条形孔(11)的轴向与伸缩臂箱体(1)的轴向平行；伸缩臂(2)的下侧面上设置有定位凸起(21)，定位凸起(21)位于条形孔(11)中；

所述定位装置(4)包括传动轴(41)、旋转驱动装置(42)和至少一个定位单元；所述定位单元由驱动环(43)、滚轮(44)、传动杆(45)、复位弹簧(46)、压紧弹簧(47)、定位座(48)和支撑体(49)组成；所述传动轴(41)设置在伸缩臂箱体(1)下侧，传动轴(41)的轴向与伸缩臂箱体(1)的轴向平行，传动轴(41)的端部与旋转驱动装置(42)的传动轴连接，旋转驱动装置(42)能传动传动轴(41)沿自身轴心旋转；所述驱动环(43)套接在传动轴(41)中部，驱动环(43)与传动轴(41)的位置相对固定，驱动环(43)的外周面上设置有凸起部(431)，驱动环(43)外周面上、凸起部(431)以外的区域记为圆环部；所述支撑体(49)设置在伸缩臂箱体(1)的下侧面上，支撑体(49)与所述定位凸起(21)互不干涉，支撑体(49)的位置与所述条形孔(11)对应，支撑体(49)的上端面上设置有安装槽(491)，安装槽(491)与条形孔(11)连通，安装槽(491)的底部设置有连通支撑体下端面的连接孔，定位座(48)设置在安装槽(491)内；所述传动杆(45)的中部套接在连接孔中，传动杆(45)的下端与滚轮(44)转动连接，滚轮(44)的转动平面与所述凸起部(431)的转动平面共面；传动杆(45)的上端通过压紧弹簧(47)与定位座(48)的底部连接；所述复位弹簧(46)套接在传动杆(45)上，复位弹簧(46)的上端与支撑体(49)的下端面接触，传动杆(45)下部设置有限位凸起，复位弹簧(46)的下端与限位凸起的上侧面接触，复位弹簧(46)能将滚轮(44)抵紧在驱动环(43)表面；当滚轮(44)与凸起部(431)的最高点接触时，压紧弹簧(47)能将定位座(48)抵紧在伸缩臂(2)的下侧面上，且定位座(48)的位置与定位凸起(21)的运动轨迹干涉；当滚轮(44)与所述圆环部接触时，所述定位座(48)上端面的高度低于定位凸起(21)下端面的高度。

2.如权利要求1所述的带精确定位功能的伸缩机构，其特征在于：所述定位单元有多个，所述多个定位单元沿所述传动轴(41)的轴向分布，所述多个凸起部(431)在传动轴(41)周向上的位置错位设置，且当其中一个定位单元的定位座(48)与所述伸缩臂(2)的下侧面接触时，其余定位单元的定位座(48)的上端面的高度均低于所述定位凸起(21)下端面的高度。

3.如权利要求1所述的带精确定位功能的伸缩机构，其特征在于：所述伸缩臂箱体(1)和伸缩臂(2)的横截面均为矩形。

4.如权利要求1所述的带精确定位功能的伸缩机构，其特征在于：所述定位装置(4)的外周设置有保护罩(40)。