CN110356984A - 一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂 - Google Patents

Abstract

一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂。它包括相互套接的多节装配式臂筒、及驱动机构、及多级伸缩结构，单节所述装配式臂筒由角钢形杆件或槽钢形杆件、及连接件组成；所述高速高精度伸缩臂至少包括依次套接的第一臂筒、第二臂筒、第三臂筒，所述第一臂筒固定连接驱动机构，所述驱动机构的输出端连接有用于第二臂筒伸缩的一级伸缩结构，所述第二臂筒连接有用于第三臂筒伸缩且通过第二臂筒带动的二级伸缩结构。该伸缩臂采用装配式臂筒使得臂筒尺寸安装时可精准调节，能保证多节臂筒间的匹配安装精度，从而能确保伸缩臂的高速高精度作业，同时采用石墨铜滑块或尼龙滑块或直线导轨做臂筒间伸缩滑动，用丝杠做传动，伸缩臂灵活性好、整体精度高。

Description

一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂

技术领域

本发明涉及行走装置，特别是一种采用装配式臂筒实现高精度安装、从而能实现整体装置高速高精度行走的伸缩臂。

背景技术

现有伸缩臂的臂筒大都采用钣金折弯成型或整体方管或圆管加工制成，且钣金折弯成型或金属方管或圆管尺寸相对较大，其加工过程需要钣金加工或浇筑成型或冲压切割，由于金属材料承重作业或机加工时内部应力大，从而会出现加工后产品整体的轻微形变和尺寸偏差，而伸缩臂筒行程相对较大且为多节臂筒相互配合，如果伸缩臂筒局部尺寸不规则，则会出现整体行走不顺畅，并出现行走偏差，往往单节臂筒局部的小偏差，在伸缩臂末端会放大很多倍而造成较大的行程偏差，特别是伸缩臂伸缩频繁，局部尺寸不匹配所引起的晃动摩擦会造成偏差不断加大，从而不能达到伸缩臂的精准作业，同时易造成设备损坏，在某些对精度要求较高的领域，特别是现代智能化作业领域，现有伸缩臂显然满足不了行业发展的需要。

另外，现有伸缩臂大都采用普通钢管或不锈钢材料，由于伸缩臂伸缩频繁、行程相对较长，同时需要多节臂筒配合，上述材料的刚性、耐磨性达不到伸缩臂长期使用的高精度作业需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，该高速高精度伸缩臂采用装配式臂筒使得臂筒尺寸安装时可精准调节，能保证多节臂筒间的匹配安装精度，从而能确保伸缩臂的高速高精度作业，同时采用石墨铜滑块或尼龙滑块或直线导轨做臂筒间伸缩滑动和用丝杠或伺服液压油缸做传动，伸缩臂灵活性好、整体精度高。

为了解决上述现有技术问题,本发明的技术方案是:

本发明一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，它包括相互套接的多节装配式臂筒、及驱动机构、及多级伸缩结构，单节所述装配式臂筒由角钢形杆件或槽钢形杆件、及连接件组成；

所述高速高精度伸缩臂至少包括依次套接的第一臂筒、第二臂筒、第三臂筒，所述第一臂筒固定连接驱动机构，所述驱动机构的输出端连接有用于第二臂筒伸缩的一级伸缩结构，所述第二臂筒连接有用于第三臂筒伸缩且通过第二臂筒带动的二级伸缩结构，所述第一臂筒前端内壁设置有滑块，所述第二臂筒后端外壁和前端内壁设置有滑块，所述第三臂筒后端内壁设置有滑块，所述二级伸缩结构采用链轮链条方式；

优选地，采用二级伸缩结构的原理，所述高速高精度伸缩臂依次增加设置第四臂筒、第N臂筒，中间臂筒的滑块设置与上述第二臂筒相同，末端臂筒的滑块设置与上述第三臂筒相同；

优选地，单节所述装配式臂筒由四根角钢形杆件或两根槽钢形杆件和多个连接件组成，所述四根角钢形杆件或两根槽钢形杆件形成为装配式臂筒的四角，相邻角钢形杆件或槽钢形杆件处于同一平面的两个边通过连接件相连接，所述连接件与角钢形杆件或槽钢形杆件的边采用螺栓连接，并使用定位销钉限制角钢形杆件或槽钢形杆件与连接件之间的位移；

进一步，所述驱动机构包括有输出轴，所述一级伸缩结构包括有与输出轴连接的一级传动机构，所述一级传动机构的输出端与第二臂筒连接，所述驱动机构通过一级传动机构驱动第二臂筒伸缩，所述一级传动机构为丝杆方式或伺服液压缸方式；

进一步，所述二级伸缩结构为链轮方式时，所述二级伸缩结构包括设置于第二臂筒头部的二级伸长链轮、及二级伸长链条、及设置于第二臂筒底部的二级缩回链轮、及二级缩回链条，所述二级伸长链条的一端固定于第一臂筒的头部，另一端固定于第三臂筒的底部，中间依次绕过第二臂筒的外壁、二级伸长链轮、第二臂筒的内壁，所述第二臂筒伸出时，通过二级伸长链条和二级伸长链轮带动第三臂筒伸出，所述二级缩回链轮的一端固定于第一臂筒的头部，另一端固定于第三臂筒的底部，中间依次绕过第二臂筒的外壁、二级缩回链轮、第二臂筒的内壁，所述第二臂筒缩回时，通过二级缩回链条和二级缩回链轮带动第三臂筒缩回，依次类推，所述高速高精度伸缩臂增加设置三级伸缩结构、四级伸缩结构，所述高速高精度伸缩臂依次增加设置四节臂筒、五节臂筒；

优选地，所述高速高精度伸缩臂优选为3~7节；

优选地，所述高速高精度伸缩臂为圆柱型或椭圆柱形或三角形柱型或长方体柱型或多边柱型，所述高速高精度伸缩臂优选为长方体柱型；

进一步，上述所有滑块为石墨铜滑块、尼龙滑块，作为一种相近技术手段，上述所述滑块可替换为直线导轨；

进一步，所述装配式臂筒主材采用碳钢、不锈钢。

进一步，所述高速高精度伸缩臂的组装方法为：

第一步：先装配末端臂筒，将末端臂筒的四根角钢形杆件或两根槽钢形杆件放置于四角，通过连接件采用螺栓进行初步连接，组装成装配式臂筒架构，然后校准，先校准装配式臂筒的一面，通过游标卡尺或千分尺精确控制好该面的前端宽度，可调整连接件与角钢形杆件或槽钢形杆件的位置直到精准的宽度，然后采用螺栓将角钢形杆件或槽钢形杆件与连接件固定牢固，按照该方法，依次从前向后校准该面各个长度位置的宽度并通过连接件固定；同理，校准并固定装配式臂筒的其他面，这样使得整个装配式臂筒处于不同长度位置的尺寸偏差控制在0.05mm以内；

第二步，安装次末端臂筒，将次末端臂筒的四根角钢形杆件或两根槽钢形杆件放置于四角位置或左右两边，通过连接件采用螺栓进行初步连接，组装成装配式次末端臂筒架构，将该架构套接于末端臂筒外，然后进行校准，先校准次末端臂筒的一面，校准时，让次末端臂筒的滑件紧贴末端臂筒，同时前后滑动末端臂筒，可调整连接件与角钢形杆件或槽钢形杆件的位置，当末端臂筒滑动顺畅且无晃动时，然后采用螺栓将该面的角钢形杆件的边与连接件固定牢固，同理，校准并固定次末端臂筒的其他面，这样使得整个次末端臂筒实现精准安装；

第三步，按照第二步，依次固定上一级臂筒至第一臂筒，并同时固定传动结构和驱动结构和滑件，最后组装成所述采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂。

本发明一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂,其有益效果有：

1、采用装配式臂筒，臂筒尺寸安装时可精准调节，能保证多节臂筒间的匹配安装精度，从而能确保伸缩臂的高精度作业，伸缩臂末端的行走偏差可以控制到0.05mm精度；

2、由于精度高，用做自动化龙门z轴加速度可达0.5G，速度可达500mm/s，结构稳定性好，适合高速高性能作业；

3、部件标准化，工艺性强，适用于大批量标准生产，零配件互换性强；

4、采用石墨铜滑块或尼龙滑块或直线导轨，既保证了伸缩运动的顺滑，同时使用寿命长；

5、采用丝杠或伺服液压油缸做传动，保证了整体装置的精准度；

6、臂筒主体采用碳钢、不锈钢，耐磨损、刚性好；

7、适用于中等负荷和小负荷作业，能确保伸缩的灵活性、高精度，尤其适用于智能化设备特别是智能化洗车设备的行走装置。

附图说明

图1，为本发明一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂的主视图；

图2，为图1所示实施例的B部放大图；

图3，为图1所示实施例的A-A剖面图；

图4，为图3的C部放大图；

图5，为图1所示实施例的第四臂筒和角钢形杆件的主视图；

图6，为图1所示实施例的原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例：

如图1、图2、图3、图4，本发明一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，它包括相互套接的四节装配式臂筒、及驱动机构、及多级伸缩结构，单节所述装配式臂筒由角钢形杆件101、连接件102组成；

所述高速高精度伸缩臂包括依次套接的第一臂筒11、第二臂筒12、第三臂筒13、第四臂筒14，所述第一臂筒11固定连接驱动机构2，所述驱动机构的输出端连接有用于第二臂筒伸缩的一级伸缩结构，所述第二臂筒连接有用于第三臂筒伸缩且通过第二臂筒带动的二级伸缩结构，所述第一臂筒前端内壁、第二臂筒后端外壁和前端内壁、第二臂筒后端外壁和前端内壁、第四臂筒后端内壁设置有滑块3，所述二级伸缩结构采用链轮方式；

如图5，第四臂筒由四根角钢形杆件101和多个连接件102组成，所述四根角钢形杆件形成为装配式臂筒的四角，相邻角钢形杆件处于同一平面的两个边通过连接件相连接，所述连接件与角钢形杆件的边采用螺栓连接；

如图6，所述高速高精度伸缩臂的原理图中，所述驱动机构2包括有输出轴，所述一级伸缩结构包括有与输出轴连接的一级传动机构21，所述一级传动机构的输出端与第二臂筒12连接，所述驱动机构通过一级传动机构驱动第二臂筒伸缩，所述一级传动机构为丝杆方式；

所述二级伸缩结构链轮方式，所述二级伸缩结构包括设置于第二臂筒头部的二级伸长链轮31、及二级伸长链条32、及设置于第二臂筒底部的二级缩回链轮33、及二级缩回链条34，所述二级伸长链条的一端固定于第一臂筒的头部，另一端固定于第三臂筒的底部，中间依次绕过第二臂筒的外壁、二级伸长链轮、第二臂筒的内壁，所述第二臂筒伸出时，通过二级伸长链条和二级伸长链轮带动第三臂筒伸出，所述二级缩回链轮的一端固定于第一臂筒的头部，另一端固定于第三臂筒的底部，中间依次绕过第二臂筒的外壁、二级缩回链轮、第二臂筒的内壁，所述第二臂筒缩回时，通过二级缩回链条和二级缩回链轮带动第三臂筒缩回，依次类推，所述高速高精度伸缩臂增加设置三级伸缩结构，所述高速高精度伸缩臂增加设置四节臂筒；

上述所有滑块3为石墨铜滑块；

所述装配式臂筒主材采用碳钢。

所述高速高精度伸缩臂的组装方法为：

第一步：先装配第四臂筒14，将第四臂筒的四根角钢形杆件101放置于四角位置，通过连接件102采用螺栓进行初步连接，组装成装配式臂筒架构，然后校准，先校准装配式臂筒的一面，通过游标卡尺精确控制好该面的前端宽度，可调整连接件与角钢形杆件的位置直到精准的宽度，然后采用螺栓将角钢形杆件与连接件固定牢固，按照该方法，依次从前向后校准该面各个长度位置的宽度并通过连接件固定；同理，校准并固定装配式臂筒的其他面，这样使得整个装配式臂筒处于不同长度位置的尺寸完全一致；

第二步，安装第三臂筒，将第三臂筒的四根角钢形杆件放置于四角位置，通过连接件采用螺栓进行初步连接，组装成装配式第三臂筒架构，将该架构套接于末端臂筒外，然后进行校准，先校准次末端臂筒的一面，校准时，让次末端臂筒的滑件紧贴末端臂筒，同时前后滑动末端臂筒，可调整连接件与角钢形杆件的位置，当末端臂筒滑动顺畅且无晃动时，然后采用螺栓将该面的角钢形杆件的边与连接件固定牢固，同理，校准并固定次末端臂筒的其他面，这样使得整个第三臂筒实现精准安装；

第三步，按照第二步，依次固定第二级臂筒、第一臂筒，并同时固定传动结构和驱动结构和滑件，最后组装成所述采用装配式臂筒的高精度伸缩臂。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，它包括相互套接的多节装配式臂筒、及驱动机构、及多级伸缩结构，单节所述装配式臂筒由角钢形杆件或槽钢形杆件、及连接件组成；

所述高速高精度伸缩臂至少包括依次套接的第一臂筒、第二臂筒、第三臂筒，所述第一臂筒固定连接驱动机构，所述驱动机构的输出端连接有用于第二臂筒伸缩的一级伸缩结构，所述第二臂筒连接有用于第三臂筒伸缩且通过第二臂筒带动的二级伸缩结构。

2.根据权利要求1所述的一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，所述第一臂筒前端内壁设置有滑块，所述第二臂筒后端外壁和前端内壁设置有滑块，所述第三臂筒后端内壁设置有滑块，所述二级伸缩结构采用链轮链条方式。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，采用二级伸缩结构的原理，所述高速高精度伸缩臂依次增加设置第四臂筒、第N臂筒，中间臂筒的滑块设置与上述第二臂筒相同，末端臂筒的滑块设置与上述第三臂筒相同。

4.根据权利要求1所述的一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，单节所述装配式臂筒由四根角钢形杆件或两根槽钢形杆件和多个连接件组成，所述四根角钢形杆件或两根槽钢形杆件形成为装配式臂筒的四角，相邻角钢形杆件或槽钢形杆件处于同一平面的两个边通过连接件相连接，所述连接件与角钢形杆件或槽钢形杆件的边采用螺栓连接，并使用定位销钉限制角钢形杆件或槽钢形杆件与连接件之间的位移。

5.根据权利要求1所述的一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，所述驱动机构包括有输出轴，所述一级伸缩结构包括有与输出轴连接的一级传动机构，所述一级传动机构的输出端与第二臂筒连接，所述驱动机构通过一级传动机构驱动第二臂筒伸缩，所述一级传动机构为丝杆方式或伺服液压缸方式。

6.根据权利要求1所述的一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，所述二级伸缩结构为链轮方式时，所述二级伸缩结构包括设置于第二臂筒头部的二级伸长链轮、及二级伸长链条、及设置于第二臂筒底部的二级缩回链轮、及二级缩回链条，所述二级伸长链条的一端固定于第一臂筒的头部，另一端固定于第三臂筒的底部，中间依次绕过第二臂筒的外壁、二级伸长链轮、第二臂筒的内壁，所述第二臂筒伸出时，通过二级伸长链条和二级伸长链轮带动第三臂筒伸出，所述二级缩回链轮的一端固定于第一臂筒的头部，另一端固定于第三臂筒的底部，中间依次绕过第二臂筒的外壁、二级缩回链轮、第二臂筒的内壁，所述第二臂筒缩回时，通过二级缩回链条和二级缩回链轮带动第三臂筒缩回，依次类推，所述高速高精度伸缩臂增加设置三级伸缩结构、四级伸缩结构，所述高速高精度伸缩臂依次增加设置四节臂筒、五节臂筒。

7.根据权利要求1所述的一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，所述高速高精度伸缩臂优选为3~7节。

8.根据权利要求1所述的一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，所述高速高精度伸缩臂为圆柱型或椭圆柱形或三角形柱型或长方体柱型或多边柱型，所述高速高精度伸缩臂优选为长方体柱型。

9.根据权利要求1或2任一项所述的一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，所述滑块为石墨铜滑块、尼龙滑块，作为一种相近技术手段，所述滑块可替换为直线导轨；

多节所述装配式臂筒主材采用碳钢、不锈钢。

10.根据权利要求1所述的一种采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂，其特征在于，所述高速高精度伸缩臂的组装方法为：

第一步：先装配末端臂筒，将末端臂筒的四根角钢形杆件或两根槽钢形杆件放置于四角，通过连接件采用螺栓进行初步连接，组装成装配式臂筒架构，然后校准，先校准装配式臂筒的一面，通过游标卡尺或千分尺精确控制好该面的前端宽度，可调整连接件与角钢形杆件或槽钢形杆件的位置直到精准的宽度，然后采用螺栓将角钢形杆件或槽钢形杆件与连接件固定牢固，按照该方法，依次从前向后校准该面各个长度位置的宽度并通过连接件固定；同理，校准并固定装配式臂筒的其他面，这样使得整个装配式臂筒处于不同长度位置的尺寸偏差控制在0.05mm以内；

第二步，安装次末端臂筒，将次末端臂筒的四根角钢形杆件或两根槽钢形杆件放置于四角位置或左右两边，通过连接件采用螺栓进行初步连接，组装成装配式次末端臂筒架构，将该架构套接于末端臂筒外，然后进行校准，先校准次末端臂筒的一面，校准时，让次末端臂筒的滑件紧贴末端臂筒，同时前后滑动末端臂筒，可调整连接件与角钢形杆件或槽钢形杆件的位置，当末端臂筒滑动顺畅且无晃动时，然后采用螺栓将该面的角钢形杆件的边与连接件固定牢固，同理，校准并固定次末端臂筒的其他面，这样使得整个次末端臂筒实现精准安装；

第三步，按照第二步，依次固定上一级臂筒至第一臂筒，并同时固定传动结构和驱动结构和滑件，最后组装成所述采用装配式臂筒的高速高精度伸缩臂。