CN110549318B - 一种高端装备制造机械臂托架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高端装备制造机械臂托架，本发明有效解决了现有的机械臂托架功能单一且对机械臂支撑性能较差的问题；解决的技术方案包括：械臂托架上设有配重平衡装置，该配重平衡装置可根据机械臂所夹持的零部件的重力的大小以及机械臂相对于托架的移动（机械臂的伸缩以及机械臂与托架之间的夹角的改变），自动调节整个机械臂托架的平衡，当机械臂在夹持零部件的时候，通过调节设置于托架上的配重块，使得机械臂托架整体保持在一个较为稳固、平衡的状态。

Description

一种高端装备制造机械臂托架

技术领域

本发明涉及高端装备制造领域，更具体的说是一种高端装备制造机械臂托架。

背景技术

机械手是社会发展与科技进步的产物，一方面，机械手可以替代部分甚至全部的人力操作，解放了劳动力，便于生产的工业化；另一方面，机械手可以克服高温、高压、污染性、放射性等恶劣工作条件进行作业，特别是在一些危险性大的行业生产中应用更为广泛；

在工业生产、医疗设备等涉及到高端装备制造的过程中，机械臂在生产的过程中扮演着很重要的作用，在一定程度上能够减少劳动的操作强度，但是如今市场上出现的机械臂的结构和功能比较单一，自动化程度不高，操作起来比较的麻烦，在运行的过程中，机械臂往往都是在一个固定的地方进行工作，机械臂不能根据需求自由进行移动，增加了操作的难度，不满足人们的需要；

而且现有的机械臂托架对机械臂的支撑性能较差，机械臂在夹持零部件的时候需要将零部件移动至相应的工位，由此一来机械臂会在托架上进行转动并且转动过程中机械臂还夹持着零部件重物，会导致机械臂的重心有所偏移，现有的机械臂托架对机械臂的支撑、防护措施，很容易导致整个机械臂托架本体侧倾，使得所夹持的零部件摔落到地面上，造成零部件的损坏，由于涉及到高端装备制造，从而使得造成的损失更大；

鉴于以上我们提供一种高端装备制造机械臂托架用于解决以上问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种高端装备制造机械臂托架，该机械臂承托架可根据需求移动到任何工位进而完成处于不同工位情况下的工作，而且该机械臂托架上设有配重平衡装置，该配重平衡装置可根据机械臂所夹持的零部件的重力的大小以及机械臂相对于托架的移动（机械臂的伸缩以及机械臂与托架之间的倾角的改变），自动调节整个机械臂托架的平衡，当机械臂在夹持零部件的时候，使得机械臂托架整体保持在一个较为稳固、平衡的状态。

具体技术方案如下：

一种高端装备制造机械臂托架，包括小车且小车上转动安装有转盘，所述转盘中心部位固定有机械臂，其特征在于，所述机械臂横向一侧横向滑动连接有第一平衡装置且位于第一平衡装置纵向两侧的转盘上分别滑动连接有第二平衡装置，第一平衡装置固定连接有滑动连接于转盘上的第一齿条且第一齿条啮合有转动安装于转盘上的第一齿轮，第一齿轮连接有设置于转盘上的皮带轮组；

两第二平衡装置分别连接有第二传动装置，第二传动装置分别配合有设置于转盘上的归位装置、第二驱动装置，两第二驱动装置经皮带轮组驱动，归位装置与第二驱动装置之间连接有切换装置，切换装置满足：当机械臂空载时使得第二传动装置与归位装置实现连接并且与第二驱动装置断开，当第二平衡装置归位时，使得第二传动装置与归位装置断开并且与第二驱动装置连接，转盘上设置有对第二平衡装置定位的锁定装置；

所述机械臂上转动安装有伸缩杆且伸缩杆另一端经第一转轴转动安装于转盘上，伸缩杆内设置有第一驱动装置且第一驱动装置与设置于转盘上的皮带轮组连接，第一驱动装置满足：当伸缩杆伸长或者缩短时可驱动第一平衡装置、第二平衡装置在转盘上进行横向移动，其中一个第一转轴上套固有第二齿轮且第二齿轮啮合有竖向滑动连接于转盘上的第一传动装置，第一传动装置满足：当伸缩杆经两第一转轴转动一定角度时，可驱动第一平衡装置、第二平衡装置沿相反方向转动同样角度；

所述转盘经设置于小车上的转动电机驱动。

优选的，所述伸缩杆包括与机械臂转动安装的矩形杆且矩形杆滑动连接有矩形筒，矩形筒底壁上转动安装有与矩形杆为螺纹配合的螺杆，螺杆上套固有第一锥齿轮，第一锥齿轮啮合有转动安装于矩形筒内且与第一转轴同轴心设置的第二锥齿轮，第二锥齿轮与皮带轮组连接。

优选的，所述转盘上设有与第一平衡装置、第二平衡装置相配合的滑槽且第一平衡装置、第二平衡装置包括横向滑动连接于滑槽内的承托板，承托板上转动安装有配重块且承托板上转动安装有与配重块同轴转动的第三齿轮，所述第三齿轮与第一传动装置连接。

优选的，所述第二传动装置包括与位于纵向两侧承托板固定连接的连接支架且连接支架另一端固定连接有横向滑动连接于转盘上的U形架，所述U形架两悬臂之间滑动配合有第二齿条且第二齿条横向滑动连接于转盘上，第二齿条与U形架之间连接有伸缩弹簧且第二齿条与归位装置、第二驱动装置配合，第二齿条上设有用于实现将第二齿条与U形架固定连接的连接装置。

优选的，所述第二驱动装置包括与第二齿条啮合且转动安装于转盘的第四齿轮，第四齿轮同轴转动有第一啮合盘且第一啮合盘配合有第二啮合盘，第一齿轮经第一轴转动安装于转盘，第二啮合盘同轴转动有第二轴且第二轴另一端与第一轴轴向滑动配合，第二啮合盘背离第一啮合盘一侧经复位弹簧连接有固定在第二轴的第一固定板。

优选的，所述归位装置包括与第二齿条啮合且转动安装于转盘的第五齿轮，第五齿轮同轴转动有第三啮合盘且第三啮合盘配合有第四啮合盘，第四啮合盘同轴转动有第三轴，第三轴经固定于转盘上的归位电机驱动且第三轴与归位电机输出轴之间轴向滑动安装，第四啮合盘背离第三啮合盘一侧经归位弹簧连接有固定在第三轴上的第二固定板。

优选的，所述切换装置包括分别与第二轴、第三轴转动安装配合的圆环，圆环另一端滑动连接有滑筒，两滑筒之间设有固定于转盘上的切换电机且切换电机驱动有转杆，两滑筒分别转动安装于转杆的两端。

优选的，所述第一传动装置包括竖向滑动连接于转盘的第一L形齿条且第一L形齿条其水平部分滑动连接有第二L形齿条，第二L形齿条和位于中间位置的第三齿轮啮合且第二L形齿条竖向滑动连接于位于中间位置的承托板，第一L形齿条上端固定连接有U形杆且U形杆两悬臂内分别滑动连接有第三L形齿条，第三L形齿条分别与之对应的第三齿轮啮合且第三L形齿条竖向滑动连接于与之对应的承托板。

优选的，所述锁定装置包括设置于滑槽侧壁上的滑孔且滑孔内滑动连接有定位柱，定位柱与滑孔底壁之间连接有锁定弹簧，承托板上相应一侧壁上设有与定位柱相配合的定位孔，定位孔内固定有第一电磁铁且定位柱由易被磁铁吸引的材质制成，第一电磁铁串联于设置在转盘上的第一稳压回路中。

优选的，所述连接装置包括设置于U形架两悬臂上的若干连接孔且第二齿条侧壁内经连接弹簧滑动连接有连接柱，第二齿条内固定有第二电磁铁且第二电磁铁串联于第二稳压回路中，连接柱由易被磁铁吸引的材质制成。

上述技术方案有益效果在于：

（1）该机械臂承托架可根据需求移动到任何工位进而完成处于不同工位情况下的工作，相对于传统的机械臂托架处于固定状态且不能移动的情况，该机械臂托架的灵活性更高；

（2）而且该机械臂托架上设有配重平衡装置，该配重平衡装置可根据机械臂所夹持的零部件的重力的大小以及机械臂相对于托架的移动（机械臂的伸缩以及机械臂与托架之间的夹角的改变），自动调节整个机械臂托架的平衡，当机械臂在夹持零部件的时候，通过调节设置于托架上的配重块，使得机械臂托架整体保持在一个较为稳固、平衡的状态。

附图说明

图1为本发明整体结构主视示意图；

图2为本发明整体结构侧视示意图；

图3为本发明整体结构仰视示意图；

图4为本发明伸缩杆剖视后内部结构关系示意图；

图5为本发明伸缩杆剖视后内部结构另一视角示意图；

图6为本发明删去机械臂后平衡调节装置与伸缩杆连接关系示意图；

图7为本发明平衡调节装置结构示意图；

图8为本发明承托板、转盘部分剖视后锁定装置结构示意图；

图9为本发明删去机械臂后整体结构俯视示意图；

图10为本发明A处结构放大后示意图；

图11为本发明归位装置、第二驱动装置与第二齿条配合关系示意图；

图12为本发明U形架与第二齿条分离后结构关系示意图；

图13为本发明平衡调节装置另一视角结构示意图；

图14为本发明第二齿条剖视后连接装置结构示意图；

图15为本发明第一L形齿条、第二L形齿条、第三L形齿条连接关系示意图；

图16 为本发明机械手夹爪与零件配合关系示意图。

图中：小车1，转盘2，机械臂3，第一齿条4，第一齿轮5，皮带轮组6，伸缩杆7，第一转轴8，第二齿轮9，转动电机10，矩形杆11，矩形筒12，螺杆13，第一锥齿轮14，第二锥齿轮15，滑槽16，承托板17，配重块18，第三齿轮19，连接支架20，U形架21，第二齿条22，伸缩弹簧23，第四齿轮24，第一啮合盘25，第二啮合盘26，第一轴27，第二轴28，第一固定板29，复位弹簧30，第五齿轮31，第三啮合盘32，第四啮合盘33，第三轴34，归位电机35，归位弹簧36，第二固定板37，圆环38，滑筒39，切换电机40，转杆41，第一L形齿条42，第二L形齿条43，U形杆44，第三L形齿条45，滑孔46，定位柱47，锁定弹簧48，定位孔49，连接孔50，连接弹簧51，连接柱52，支撑柱53，环形槽54，机械手夹爪55，零件56，伸缩筒57，L形板58，抵接柱59，抵接圆板60。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图16对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

实施例1, 一种高端装备制造机械臂3托架，包括小车1且小车1上转动安装有转盘2，所述转盘2中心部位固定有机械臂3，其特征在于，所述机械臂3横向一侧横向滑动连接有第一平衡装置且位于第一平衡装置纵向两侧的转盘2上分别滑动连接有第二平衡装置，第一平衡装置固定连接有滑动连接于转盘2上的第一齿条4且第一齿条4啮合有转动安装于转盘2上的第一齿轮5，第一齿轮5连接有设置于转盘2上的皮带轮组6；

两第二平衡装置分别连接有第二传动装置，第二传动装置分别配合有设置于转盘2上的归位装置、第二驱动装置，两第二驱动装置经皮带轮组6驱动，归位装置与第二驱动装置之间连接有切换装置，切换装置满足：当机械臂3空载时使得第二传动装置与归位装置实现连接并且与第二驱动装置断开，当第二平衡装置归位时，使得第二传动装置与归位装置断开并且与第二驱动装置连接，转盘2上设置有对第二平衡装置定位的锁定装置；

所述机械臂3上转动安装有伸缩杆7且伸缩杆7另一端经第一转轴8转动安装于转盘2上，伸缩杆7内设置有第一驱动装置且第一驱动装置与设置于转盘2上的皮带轮组6连接，第一驱动装置满足：当伸缩杆7伸长或者缩短时可驱动第一平衡装置、第二平衡装置在转盘2上进行横向移动，其中一个第一转轴8上套固有第二齿轮9且第二齿轮9啮合有竖向滑动连接于转盘2上的第一传动装置，第一传动装置满足：当伸缩杆7经两第一转轴8转动一定角度时，可驱动第一平衡装置、第二平衡装置沿相反方向转动同样角度；

所述转盘2经设置于小车1上的转动电机10驱动。

该实施例在使用的时候，在本方案中机械臂3上连接有机械手并且该机械手可检测所夹持到的零部件的重量，在此，本方案提供一种机械手夹爪55结构，参照附图16所示，包括机械手夹爪55且两机械手夹爪55上竖向滑动连接有L形板58，L形板58与机械手夹爪55之间经伸缩筒57连接并且实现竖向滑动配合，伸缩筒57包括竖向滑动配合的圆杆、圆筒并且我们在圆筒底壁上固定设置有压力传感器，当机械手夹爪55未夹持零件56时，圆杆下端面抵触于压力传感器上，在本方案中小车1以及机械臂3的伸缩、弯曲等动作均由控制系统进行控制并且所有控制系统集成在控制面板内工作人员可以遥控操作该机械臂3，压力传感器与控制系统电性连接；

我们将机械臂3设置于小车1上，使得该机械臂3可根据工作需求移动到任意需要的地方，增加了机械臂3的灵活性，从而大大提高了机械臂3的使用效率；

在具体工作的时候，工作人员控制小车1使其移动到所要夹持的零件56附近，随后通过控制装置控制机械臂3进行动作，从而使得机械臂3夹爪朝着靠近零件56的方向移动，在机械臂3动作的过程中，伸缩杆7会伴随着机械臂3的动作而进行相应的伸长、缩短并且伸缩杆7与转盘2之间的夹角也会随着机械臂3的动作（伸长、缩短、抬高、较低）而同步发生变化，与此同时设置于伸缩杆7内的第一驱动装置伴随着伸缩杆7的伸长或者缩短通过与之连接的皮带轮组6，驱动第一平衡装置、两第二平衡装置在转盘2上进行横向移动，如附图1所示，当伸缩杆7伸长时（当机械臂3伸长时必然带动伸缩杆7的伸长，机械臂3伸长意味着机械手夹爪55所夹持的零件56距离小车1中心位置越远，此时零件56的重力矩增加）设置于伸缩杆7内的第一驱动装置通过与之连接的皮带轮组6带动第一平衡装置、第二平衡装置朝着背离机械手夹爪55的方向在转盘2上进行移动，即，使得第一平衡装置、两第二平衡装置朝着远离机械手夹爪55的方向进行移动，增加第一平衡装置、两第二平衡装置距离小车1中心的位置，使得小车1两侧的受力实现平衡，避免小车1因两侧受力不均匀，导致小车1侧翻可能的发生；

较好的，当伸缩杆7伴随着机械臂3的动作使得伸缩管与转盘2之间的夹角产生变化时，即，伸缩杆7带动第一转轴8发生转动，即而通过套固于第一转轴8上的第二齿轮9驱动与之啮合的第一传动装置，通过第一传动装置可驱动第一平衡装置、两第二平衡装置沿相反方向转动同样的角度，即，当伸缩杆7经第一转轴8进行逆时针方向转动时，通过第一传动装置驱动第一平衡装置、两第二平衡装置沿顺时针方向进行转动，当伸缩杆7经第一转轴8进行顺时针方向转动时，通过第一传动装置驱动第一平衡装置、两第二平衡装置沿逆时针方向进行转动，参照附图2所示，我们可得知伸缩杆7与转盘2之间的夹角越小，说明机械手夹爪55所夹持的零件56其重力垂线距离小车1中心位置越远（在第一传动装置的驱动下，此时第一平衡装置、第二平衡装置沿顺时针方向转动，其重力垂线距离小车1中心位置也同步增加），伸缩杆7与转盘2之间的夹角越大，说明机械手夹爪55所夹持的零件56且重力垂线距离小车1中心越近（在第一传动装置的驱动下，此时第一平衡装置、第二平衡装置沿逆时针方向转动，其重力垂线距离小车1中心位置的距离也同步减小），通过以上动作进一步实现小车1两侧的受力平衡，为机械臂3平稳、安全的夹持零件56提供强有力的支撑、保障；

在本方案中，当伸缩杆7伸长或者缩短时通过第一驱动装置带动皮带轮组6，即而皮带轮组6驱动第一齿轮5转动，第一齿轮5转动带动与之啮合的第一齿条4移动，最终实现带动第一平衡装置在转盘2上进行移动的效果；

当机械臂3夹持有零件56时，第二传动装置与归位装置断开连接并且与第二驱动装置实现连接，第二驱动装置经皮带轮组6驱动，此时皮带轮组6通过第二驱动装置将动力传递给第二传动装置，即而通过第二传动装置带动第二平衡装置在转盘2上进行相应移动，当机械臂3将夹持的零件56放下时，即，机械臂3空载时，在切换装置的控制下，第二传动装置与第二驱动装置断开连接并且与归位装置实现连接，此时在归位装置的驱动下，使得第二平衡装置归位（即，使得第二平衡装置恢复至初始位置），当第二平衡装置归位后，切换装置使得第二传动装置与归位装置断开连接并且再次与第二驱动装置实现连接；

我们在转盘2上设有对第二平衡装置定位的锁定装置，当机械臂3还未夹持到零件56时，即，机械臂3本身在控制装置的控制下在小车1上进行转动、伸出、缩短等动作，此时，第一平衡装置在伸缩杆7内第一驱动装置的作用下，在转盘2上进行移动，从而实现小车1两侧的受力平衡配比，此时两第二平衡装置在锁定装置的作用下，处于被定位状态不能移动，当机械手夹爪55上夹持有零件56时，控制装置控制锁定装置解除对第二平衡装置的定位，此时第二平衡装置通过第二驱动装置经皮带轮组6传动在转盘2上进行移动，此时第二平衡装置与第一平衡装置同步在转盘2上进行移动。

实施例2，在实施例1的基础上，所述伸缩杆7包括与机械臂3转动安装的矩形杆11且矩形杆11滑动连接有矩形筒12，矩形筒12底壁上转动安装有与矩形杆11为螺纹配合的螺杆13，螺杆13上套固有第一锥齿轮14，第一锥齿轮14啮合有转动安装于矩形筒12内且与第一转轴8同轴心设置的第二锥齿轮15，第二锥齿轮15与皮带轮组6连接。

该实施例在使用的时候， 参照附图4所示，伸缩杆7包括相互滑动配合的矩形杆11、矩形筒12，矩形筒12经两第一转轴8转动安装于转盘2上，矩形杆11转动安装于机械臂3上，参照附图5所示，矩形筒12底壁转动安装有螺杆13且螺杆13与矩形杆11之间为螺纹配合（螺杆13与矩形杆11之间的螺纹为大螺距设置，以满足当矩形杆11在矩形筒12内移动时可驱动螺杆13沿矩形筒12底壁转动），当矩形杆11在矩形筒12内进行滑动，即，在机械臂3的带动下，伸缩杆7伸长或者缩短时，可驱动螺杆13沿矩形筒12底壁转动进而通过套固于螺杆13上的第一锥齿轮14驱动与之啮合的第二锥齿轮15转动，第二锥齿轮15与皮带轮组6连接并且驱动皮带轮组6。

实施例3，在实施例1的基础上，所述转盘2上设有与第一平衡装置、第二平衡装置相配合的滑槽16且第一平衡装置、第二平衡装置包括横向滑动连接于滑槽16内的承托板17，承托板17上转动安装有配重块18且承托板17上转动安装有与配重块18同轴转动的第三齿轮19，所述第三齿轮19与第一传动装置连接。

该实施例在使用的时候，第一平衡装置、两第二平衡装置包括滑动连接于滑槽16内的承托板17，参照附图13所示，承托板17上转动安装有配重块18，在本方案中配重块18可选用铅块制作，我们在承托板17上转动安装有与配重块18同轴转动的第三齿轮19并且第三齿轮19与第一传动装置连接，第一传动装置在第二齿轮9的驱动下，带动第三齿轮19同步进行转动，即，带动多个配重块18在承托板17上进行转动，当伸缩杆7在机械臂3的带动下沿逆时针方向转动时，在第一传动装置的驱动下，若干配重块18沿顺时针方向进行转动，当伸缩杆7在机械臂3的带动下沿顺时针方向转动时，在第一传动装置的驱动下，若干配重块18沿逆时针方向进行转动，以实现小车1两侧受力的平衡。

实施例4，在实施例3基础上，所述第二传动装置包括与位于纵向两侧承托板17固定连接的连接支架20且连接支架20另一端固定连接有横向滑动连接于转盘2上的U形架21，所述U形架21两悬臂之间滑动配合有第二齿条22且第二齿条22横向滑动连接于转盘2上，第二齿条22与U形架21之间连接有伸缩弹簧23且第二齿条22与归位装置、第二驱动装置配合，第二齿条22上设有用于实现将第二齿条22与U形架21固定连接的连接装置。

该实施例在使用的时候，参照附图6、7所示，位于纵向两侧的承托板17分别固定连接有连接支架20，参照附图11所示，连接之间另一端固定连接有U形架21且U形架21内经伸缩弹簧23连接有与之滑动配合的第二齿条22，并且第二齿条22横向滑动连接于转盘2，当机械手夹爪55未夹持有零件56时，伴随着机械臂3的动作（伸长、缩短，俯仰），此时只有第一平衡装置，即，位于中间位置的配重块18在转盘2上进行移动，通过设置于伸缩杆7内的第一驱动装置带动皮带轮组6进而驱动第一齿轮5转动，第一齿轮5通过与之啮合的第一齿条4带动位于中间位置的承托板17沿滑槽16滑动，从而实现带动配重块18移动的效果；

与此同时，皮带轮组6同步将动力传递给第二驱动装置，进而第二驱动装置驱动与之啮合的第二齿条22在转盘2上进行移动，由于初始状态时，机械手夹爪55上未夹持有零件56，此时第二驱动装置只能驱动第二齿条22在转盘2上移动并且拉伸伸缩弹簧23，此时位于纵向两侧的配重块18是处于被定位状态的，不能移动，当机械手夹爪55上夹持有零件56时，此时设置于机械手夹爪55上的压力传感器检测到机械手夹爪55夹持有零件56，参照附图16所示，压力传感器此时检测到所夹持零件56的重力的大小；

针对所夹持的零件56，我们设定两个重量等级，当零件56的重力处于第一等级之内时，此时压力传感器将信号传送至控制系统并且通过控制系统控制使得位于纵向一侧的锁定装置解除对承托板17的定位，从而使得位于纵向一侧的配重块18移动至相应位置处，以实现小车1两侧受力的平衡，当零件56的重力超过第一等级且处于第二等级内时，此时压力传感器将信号传递给控制系统并且通过控制系统控制使得位于纵向两侧的锁定装置同时解除对承托板17的定位，从而使得位于纵向两侧的配重块18移动至相应位置处，以实现小车1两侧的受力平衡；

当锁定装置解除对承托板17的定位时，由于连接于第二齿条22与U形架21之间的伸缩弹簧23已被拉伸，此时在伸缩弹簧23弹力作用下，处于自由状态的承托板17沿滑槽16进行移动并且移动至相应位置处，当伸缩弹簧23处于自然伸长状态时承托板17停止移动，并且此时设置于第二齿条22上的连接装置，在控制系统的控制下将第二齿条22与U形架21之间由软连接（经伸缩弹簧23连接）切换为硬连接，随后机械臂3在夹持有零件56的情况下产生相应动作时，通过皮带轮组6驱将动力传递给第二驱动装置并且驱动第二齿条22移动，进而实现驱动位于纵向两侧配重块18移动的效果。

实施例5，在实施例4的基础上，所述第二驱动装置包括与第二齿条22啮合且转动安装于转盘2的第四齿轮24，第四齿轮24同轴转动有第一啮合盘25且第一啮合盘25配合有第二啮合盘26，第一齿轮5经第一轴27转动安装于转盘2，第二啮合盘26同轴转动有第二轴28且第二轴28另一端与第一轴27轴向滑动配合，第二啮合盘26背离第一啮合盘25一侧经复位弹簧30连接有固定在第二轴28的第一固定板29。

该实施例在使用的时候，参照附图11所示，第一齿轮5经第一轴27转动安装于转盘2上并且第一轴27纵向两端分别轴向滑动连接有第二轴28，参照附图10所示，关于第二驱动装置是如何实现与第二齿条22断开以及连接的，在以下做详细描述；

当需要将第二驱动装置与第二齿条22断开时，此时在切换装置的控制下，驱动第二轴28沿第一轴27进行轴向滑动并且带动第二轴28朝着远离第二齿条22的方向移动，将第一啮合盘25与第二啮合盘26脱离，此时皮带轮组6的动力不能传递给第二齿条22，从而实现将第二驱动装置与第二齿条22断开的效果，当需要将第二驱动装置与第二齿条22连接在一起实现动力的传递时，在切换装置的控制下，带动第二轴28朝着靠近第二齿条22的方向沿第一轴27进行轴向滑动，进而带动第二啮合盘26朝着靠近第一啮合盘25的方向移动，最终实现第一啮合盘25与第二啮合盘26的啮合并且实现动力的传递，若第一啮合盘25与第二啮合盘26在啮合的过程中发生头部相抵触的情况（在本方案中第一啮合盘25、第二啮合盘26结构相同，包括：抵接圆板60且抵接圆板60一侧壁间隔环绕设置有若干抵接柱59，若第二啮合盘26朝着第一啮合盘25靠近过程中，两抵接圆板60上的抵接柱59相互抵触在一起而不是相互错开交叉在一起，此时便压缩复位弹簧30，由于第二啮合盘26在皮带轮组6的驱动下处于转动状态，当设置于第二啮合盘26上的抵接柱59伴随着第二啮合盘26的转动与设置于第一啮合盘25上的抵接柱59错开时，在复位弹簧30弹力作用下，使得两啮合盘上的抵接柱59相互交叉抵接在一起，从而实现第一啮合盘25与第二啮合盘26的啮合）。

实施例6，在实施例5基础上，所述归位装置包括与第二齿条22啮合且转动安装于转盘2的第五齿轮31，第五齿轮31同轴转动有第三啮合盘32且第三啮合盘32配合有第四啮合盘33，第四啮合盘33同轴转动有第三轴34，第三轴34经固定于转盘2上的归位电机35驱动且第三轴34与归位电机35输出轴之间轴向滑动安装，第四啮合盘33背离第三啮合盘32一侧经归位弹簧36连接有固定在第三轴34上的第二固定板37。

该实施例在使用的时候，参照附图11所示，当需要使归位装置与第二齿条22断开时，在切换装置的控制下，驱动第三轴34朝着远离第二齿条22的方向沿归位电机35输出轴进行轴向滑动，从而使得相互啮合在一起第三啮合盘32与第四啮合盘33脱离，即而实现归位装置与第二齿条22的断开，当需要将归位装置与第二齿条22啮合在一起时，在切换装置的控制下，带动第三轴34朝着靠近第二齿条22的方向沿归位电机35输出轴进行轴向移动，最终实现第三啮合盘32与第四啮合盘33的啮合，当两者啮合在一起后，在归位电机35的驱动下，通过相互啮合的第三啮合盘32、第四啮合盘33将动力传递给第五齿轮31并且第五齿轮31驱动第二齿条22移动，由于此时第二齿条22与U形架21之间为硬连接，进而通过连接之间带动承托板17移动至初始位置，实现将位于纵向两侧承托板17归位的效果；

我们在滑槽16横向一侧壁上设置有与控制系统电性连接的接触式开关，在归位电机35的驱动下，使得承托板17移动至初始位置时，此时承托板17面向接触式开关一侧抵触于接触式开关并且接触式开关将信号传递给控制系统，在控制系统的控制下设置于转盘2内的锁定装置再次实现对承托板17的定位， 并且使得第二齿条22与U形架21之间由硬连接切换为软连接（伸缩弹簧23连接），此时在控制系统的控制下，控制系统控制切换装置并且使得切换装置驱动归位装置与第二齿条22脱离，使得第二驱动装置与第二齿条22实现连接；

在此值得注意的是，在切换装置的控制下，使得归位装置与第二齿条22断开的同时，同步实现将第二驱动装置与第二齿条22连接，反之，归位装置与第二齿条22连接的同时，同步实现将第二驱动装置与第二齿条22断开。

实施例7，在实施例6基础上，所述切换装置包括分别与第二轴28、第三轴34转动安装配合的圆环38，圆环38另一端滑动连接有滑筒39，两滑筒39之间设有固定于转盘2上的切换电机40且切换电机40驱动有转杆41，两滑筒39分别转动安装于转杆41的两端。

该实施例在使用的时候，参照附图10所示，切换电机40驱动有转杆41且转杆41中心位置与切换电机40输出轴固定连接，转杆41两端分别转动安装有滑筒39且滑筒39内滑动连接有分别与第二轴28、第三轴34转动安装配合的圆环38（圆环38与第三轴34、第二轴28之间转动安装配合，即，第二轴28、第三轴34能在圆环38内转动，圆环38又能拉动第二轴28、第三轴34进行轴向移动），如附图12所示，切换电机40控制器与控制系统电性连接，切换电机40在切换电机40控制器的控制下（电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路），参照附图12所示，沿逆时针方向转动一定角度使得第三啮合盘32与第四啮合盘33脱离，使得第一啮合盘25与第二啮合盘26啮合；

同样，切换电机40控制器在控制系统的控制下控制切换电机40反转同样角度，使得第三啮合盘32与第四啮合盘33脱离，使得第一啮合盘25与第二啮合盘26啮合。

实施例8，在实施例1基础上，所述第一传动装置包括竖向滑动连接于转盘2的第一L形齿条42且第一L形齿条42其水平部分滑动连接有第二L形齿条43，第二L形齿条43和位于中间位置的第三齿轮19啮合且第二L形齿条43竖向滑动连接于位于中间位置的承托板17，第一L形齿条42上端固定连接有U形杆44且U形杆44两悬臂内分别滑动连接有第三L形齿条45，第三L形齿条45分别与之对应的第三齿轮19啮合且第三L形齿条45竖向滑动连接于与之对应的承托板17。

该实施例在使用的时候，参照附图7所示，套固于第一转轴8上的第二齿轮9啮合有竖向滑动连接于转盘2上的第一L形齿条42且第一L形齿条42上端固定连接有U形杆44，U形杆44两悬臂内分别滑动连接有与位于纵向两侧承托板17竖向滑动配合的第三L形齿条45，第一L形齿条42横向滑动连接有与处于中间位置承托板17竖向滑动配合的第二L形齿条43，我们在转盘2上设置有与第一L形齿条42竖向滑动配合的通孔，同样在纵向两侧的承托板17上也设置有与第三L形齿条45竖向滑动配合的通孔，通孔的设置为第一L形齿条42、第二L形齿条43、第三L形齿条45的竖向滑动提供导向，两第二L形齿条43分别滑动连接于U形杆44的两悬臂，为了配合位于纵向两侧的承托板17在滑槽16内的移动，第一L形齿条42与第二L形齿条43之间横向滑动配合为了配合位于中间位置的承托板17在与之对应的滑槽16内的移动；

当伸缩杆7在机械臂3的带动下沿逆时针或者顺时针方向转动时，通过相互配合的L形齿条分别驱动相应的配重块18同步沿相反方向进行转动，以实现平衡小车1两侧受力的效果，当机械臂3夹持有零件56时，使得小车1更加平稳、放置侧倾情况的发生。

实施例9，在实施例4的基础上，所述锁定装置包括设置于滑槽16侧壁上的滑孔46且滑孔46内滑动连接有定位柱47，定位柱47与滑孔46底壁之间连接有锁定弹簧48，承托板17上相应一侧壁上设有与定位柱47相配合的定位孔49，定位孔49内固定有第一电磁铁且定位柱47由易被磁铁吸引的材质制成，第一电磁铁串联于设置在转盘2上的第一稳压回路中。

该实施例在使用的时候，参照附图8所示，我们在滑槽16侧壁上设置有滑孔46并且滑孔46内滑动连接有定位柱47，定位柱47与滑孔46底壁之间连接有锁定弹簧48，相应的我们在位于转盘2纵向两侧的承托板17相应侧壁上设置有与定位柱47配合的定位孔49，初始状态时，第一稳压回路处于接通状态，此时串联于第一稳压回路中的第一电磁铁得电产生电磁力，第一电磁铁通过电磁力吸引定位柱47（定位柱47由易被磁铁吸引的材质制成），使得定位柱47在电磁力的吸引下插入之定位孔49中实现对承托板17的定位（此时锁定弹簧48处于被拉伸状态，并且我们在设置的时候使得当锁定弹簧48处于自然伸长状态时，定位柱47完全位于滑孔46内，如附图8所示），当机械手夹爪55夹持有零件56时，通过设置于机械手夹爪55上的压力传感器向控制系统发出信号，控制系统控制第一稳压回路开关断开使得稳压回路断电，使得第一电磁铁失电，进而第一电磁铁失去电磁力，定位柱47在锁定弹簧48弹力作用下由定位孔49撤回至滑孔46内，此时承托板17处于自由状态，即，解除锁定装置对承托板17的定位，当位于转盘2纵向两侧的承托板17在归位装置的驱动下移动至初始位置时，此时控制系统控制第一稳压回路开关闭合，使得第一稳压回路接通，此时第一电磁铁得电产生电磁力并且将位于承托板17上滑孔46内的定位柱47吸引之定位孔49中，实现对承托板17的定位。

实施例10，在实施例4的基础上，所述连接装置包括设置于U形架21两悬臂上的若干连接孔50且第二齿条22侧壁内经连接弹簧51滑动连接有连接柱52，第二齿条22内固定有第二电磁铁且第二电磁铁串联于第二稳压回路中，连接柱52由易被磁铁吸引的材质制成。

该实施例在使用的时候，参照附图12所示，我们在U形架21两悬臂上设置有若干间隔排布的连接孔50，且第二齿条22内滑动连接有连接柱52（如附图14所示），第二电磁铁串联于第二稳压回路中，初始状态时，第二稳压回路处于接通状态

，此时第二电磁铁得电产生电磁力并且通过电磁力吸引连接柱52（连接柱52由易被磁铁吸引的材质制成），使得连接柱52完全收缩至第二齿条22内（此时连接弹簧51处于被压缩状态），此时第二齿条22与U形架21之间经伸缩弹簧23连接，机械手未夹持有零件56时，伸缩杆7伴随着机械臂3的动作，通过皮带轮组6驱动位于中间位置的配重块18进行移动，此时位于纵向两侧的配重块18由于被锁定装置处于锁定状态无法移动，此时皮带轮组6通过第二驱动装置只能驱动第二齿条22进行移动，并且将伸缩弹簧23拉伸；

当机械手夹爪55夹持有零件56时，控制系统控制锁定装置并且解除对位于转盘2纵向两侧承托板17的定位，则承托板17在伸缩弹簧23弹力作用下沿转盘2进行滑动，当伸缩弹簧23处于自然伸长状态时承托板17停止在滑槽16内移动，我们设定当控制系统控制锁定装置解除对承托板17的定位后一定时间后，控制系统再控制第二稳压回路开关断开（我们可通过给控制系统设定程序来控制该时间间隔的长短，并且该时间间隔满足：使得伸缩弹簧23由被拉伸状态变为自然状态，此时伸缩弹簧23的弹性势能已经被完全释放）使得第二稳压回路断开，此时第二电磁铁失电并且失去电磁力，位于第二齿条22内的连接柱52在连接弹簧51的弹力作用下向外弹出并且连接柱52抵触于U形架21悬臂上，当皮带轮组6通过第二驱动装置驱动第二齿条22移动时，则同步带动两连接柱52进行移动，由于U形杆44两悬臂上间隔排布有若干连接孔50，则连接柱52伴随着第二齿条22的移动，并且使得当连接柱52与设置于U形架21悬臂上的连接孔50相对应时，连接柱52插入至连接孔50内，实现第二齿条22与U形架21之间的由软连接向硬连接的切换，随后在皮带轮组6的驱动下通过第二驱动装置驱动第二齿条22移动，进而实现驱动位于转盘2纵向两侧配重块18的移动。

该机械臂3承托架可根据需求移动到任何工位进而完成处于不同工位情况下的工作，相对于传统的机械臂3托架处于固定状态且不能移动的情况，该机械臂3托架的灵活性更高，参照附图1所示，我们在转盘2下端面间隔环绕设有若干竖向延伸的支撑柱53并且在小车1上端面设有与若干支撑柱53滑动配合的环形槽54，转动电机10输出轴和转盘2中心位置固定连接，当转动电机10驱动转盘2转动时，转盘2带动若干支撑柱53同步沿环形槽54进行移动，多个支撑柱53的设置起到了对转盘2支撑的效果，在本方案中各稳压回路以及转动电机、切换电机均电性连接有电源或者蓄电池。

而且该机械臂3托架上设有配重平衡装置，该配重平衡装置可根据机械臂3所夹持的零部件的重力的大小以及机械臂3相对于托架的移动（机械臂3的伸缩以及机械臂3与小车1之间的夹角的改变），自动调节整个机械臂3托架的平衡，当机械臂3在夹持零部件的时候，通过调节设置于小车1上的配重块18，使得小车1整体保持在一个较为稳固、平衡的状态。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高端装备制造机械臂托架，包括小车（1）且小车（1）上转动安装有转盘（2），所述转盘（2）中心部位固定有机械臂（3），其特征在于，所述机械臂（3）横向一侧横向滑动连接有第一平衡装置且位于第一平衡装置纵向两侧的转盘（2）上分别滑动连接有第二平衡装置，第一平衡装置固定连接有滑动连接于转盘（2）上的第一齿条（4）且第一齿条（4）啮合有转动安装于转盘（2）上的第一齿轮（5），第一齿轮（5）连接有设置于转盘（2）上的皮带轮组（6）；

两第二平衡装置分别连接有第二传动装置，第二传动装置分别配合有设置于转盘（2）上的归位装置、第二驱动装置，两第二驱动装置经皮带轮组（6）驱动，归位装置与第二驱动装置之间连接有切换装置，切换装置满足：当机械臂（3）空载时使得第二传动装置与归位装置实现连接并且与第二驱动装置断开，当第二平衡装置归位时，使得第二传动装置与归位装置断开并且与第二驱动装置连接，转盘（2）上设置有对第二平衡装置定位的锁定装置；

所述机械臂（3）上转动安装有伸缩杆（7）且伸缩杆（7）另一端经第一转轴（8）转动安装于转盘（2）上，伸缩杆（7）内设置有第一驱动装置且第一驱动装置与设置于转盘（2）上的皮带轮组（6）连接，第一驱动装置满足：当伸缩杆（7）伸长或者缩短时可驱动第一平衡装置、第二平衡装置在转盘（2）上进行横向移动，其中一个第一转轴（8）上套固有第二齿轮（9）且第二齿轮（9）啮合有竖向滑动连接于转盘（2）上的第一传动装置，第一传动装置满足：当伸缩杆（7）经两第一转轴（8）转动一定角度时，可驱动第一平衡装置、第二平衡装置沿相反方向转动同样角度；

所述转盘（2）经设置于小车（1）上的转动电机（10）驱动。

2.根据权利要求1所述的一种高端装备制造机械臂托架，其特征在于，所述伸缩杆（7）包括与机械臂（3）转动安装的矩形杆（11）且矩形杆（11）滑动连接有矩形筒（12），矩形筒（12）底壁上转动安装有与矩形杆（11）为螺纹配合的螺杆（13），螺杆（13）上套固有第一锥齿轮（14），第一锥齿轮（14）啮合有转动安装于矩形筒（12）内且与第一转轴（8）同轴心设置的第二锥齿轮（15），第二锥齿轮（15）与皮带轮组（6）连接。

3.根据权利要求1所述的一种高端装备制造机械臂托架，其特征在于，所述转盘（2）上设有与第一平衡装置、第二平衡装置相配合的滑槽（16）且第一平衡装置、第二平衡装置包括横向滑动连接于滑槽（16）内的承托板（17），承托板（17）上转动安装有配重块（18）且承托板（17）上转动安装有与配重块（18）同轴转动的第三齿轮（19），所述第三齿轮（19）与第一传动装置连接。

4.根据权利要求3所述的一种高端装备制造机械臂托架，其特征在于，所述第二传动装置包括与位于纵向两侧承托板（17）固定连接的连接支架（20）且连接支架（20）另一端固定连接有横向滑动连接于转盘（2）上的U形架（21），所述U形架（21）两悬臂之间滑动配合有第二齿条（22）且第二齿条（22）横向滑动连接于转盘（2）上，第二齿条（22）与U形架（21）之间连接有伸缩弹簧（23）且第二齿条（22）与归位装置、第二驱动装置配合，第二齿条（22）上设有用于实现将第二齿条（22）与U形架（21）固定连接的连接装置。

5.根据权利要求4所述的一种高端装备制造机械臂托架，其特征在于，所述第二驱动装置包括与第二齿条（22）啮合且转动安装于转盘（2）的第四齿轮（24），第四齿轮（24）同轴转动有第一啮合盘（25）且第一啮合盘（25）配合有第二啮合盘（26），第一齿轮（5）经第一轴（27）转动安装于转盘（2），第二啮合盘（26）同轴转动有第二轴（28）且第二轴（28）另一端与第一轴（27）轴向滑动配合，第二啮合盘（26）背离第一啮合盘（25）一侧经复位弹簧（30）连接有固定在第二轴（28）的第一固定板（29）。

6.根据权利要求5所述的一种高端装备制造机械臂托架，其特征在于，所述归位装置包括与第二齿条（22）啮合且转动安装于转盘（2）的第五齿轮（31），第五齿轮（31）同轴转动有第三啮合盘（32）且第三啮合盘（32）配合有第四啮合盘（33），第四啮合盘（33）同轴转动有第三轴（34），第三轴（34）经固定于转盘（2）上的归位电机（35）驱动且第三轴（34）与归位电机（35）输出轴之间轴向滑动安装，第四啮合盘（33）背离第三啮合盘（32）一侧经归位弹簧（36）连接有固定在第三轴（34）上的第二固定板（37）。

7.根据权利要求6所述的一种高端装备制造机械臂托架，其特征在于，所述切换装置包括分别与第二轴（28）、第三轴（34）转动安装配合的圆环（38），圆环（38）另一端滑动连接有滑筒（39），两滑筒（39）之间设有固定于转盘（2）上的切换电机（40）且切换电机（40）驱动有转杆（41），两滑筒（39）分别转动安装于转杆（41）的两端。

8.根据权利要求1所述的一种高端装备制造机械臂托架，其特征在于，所述第一传动装置包括竖向滑动连接于转盘（2）的第一L形齿条（42）且第一L形齿条（42）其水平部分滑动连接有第二L形齿条（43），第二L形齿条（43）和位于中间位置的第三齿轮（19）啮合且第二L形齿条（43）竖向滑动连接于位于中间位置的承托板（17），第一L形齿条（42）上端固定连接有U形杆（44）且U形杆（44）两悬臂内分别滑动连接有第三L形齿条（45），第三L形齿条（45）分别与之对应的第三齿轮（19）啮合且第三L形齿条（45）竖向滑动连接于与之对应的承托板（17）。

9.根据权利要求4所述的一种高端装备制造机械臂托架，其特征在于，所述锁定装置包括设置于滑槽（16）侧壁上的滑孔（46）且滑孔（46）内滑动连接有定位柱（47），定位柱（47）与滑孔（46）底壁之间连接有锁定弹簧（48），承托板（17）上相应一侧壁上设有与定位柱（47）相配合的定位孔（49），定位孔（49）内固定有第一电磁铁且定位柱（47）由易被磁铁吸引的材质制成，第一电磁铁串联于设置在转盘（2）上的第一稳压回路中。

10.根据权利要求4所述的一种高端装备制造机械臂托架，其特征在于，所述连接装置包括设置于U形架（21）两悬臂上的若干连接孔（50）且第二齿条（22）侧壁内经连接弹簧（51）滑动连接有连接柱（52），第二齿条（22）内固定有第二电磁铁且第二电磁铁串联于第二稳压回路中，连接柱（52）由易被磁铁吸引的材质制成。

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