CN110640720A - 一种柔性柱升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性柱升降装置，包括底座板、导轨立柱、直线导轨、滑动板和升降驱动机构，导轨立柱采用四根，下端固定连接在底座板上，滑动板通过四根直线导轨连接到四根导轨立柱，滑动板连接有升降驱动机构。本发明采用四个滑块导轨连接立柱和滑动板，并通过升降驱动机构驱动滑动板，能够实现滑动板的升降，升降快速，滑动板通过与直线导轨的四个滑块连接，四个滑块和四个导轨连接，以此用来使滑动板定位只能在导轨上下移动，避免了滑动板承载着重物左右移动，横向纵向承载力好，升降的滑动板定位导向精度高。

Description

一种柔性柱升降装置

技术领域

本发明涉及一种柔性柱升降装置，属于柔性机械设备技术领域。

背景技术

现有的升降装置通常采用丝杠丝母驱动滑动板，悬臂方式进行升降，该方式对立柱承载力要求高，而且横向、纵向承载力较差，易导致竖向导轨变形，导向精度差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种柔性柱升降装置，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种柔性柱升降装置，包括底座板、导轨立柱、直线导轨、滑动板和升降驱动机构，导轨立柱采用四根，下端固定连接在底座板上，滑动板通过四根直线导轨连接到四根导轨立柱，滑动板连接有升降驱动机构。

优选的，上述升降驱动机构包括升降电机、驱动链轮、驱动链条箱、弧形导轨以及两组十字交叉的内连杆和外连杆，升降电机固定连接在电机架上，驱动链轮固定连接在升降电机的电机轴上，驱动链轮箱采用多个，相邻两个驱动链轮箱间铰接，竖直后两个驱动链轮箱间端面保持接触对接，每个驱动链轮箱背面连接在弧形导轨上，另一侧开口，内部设置有与其铰接的两个小链节，驱动链轮能与每个驱动链轮箱内的两个小链节相啮合，弧形导轨固定连接在存储箱的侧壁上，为直角折弯结构，折弯处圆弧过渡，存储箱固定连接在底座板上，每组内连杆和外连杆活动铰接，上下两端分别铰接短连接杆一和短连接杆二，短连接杆一和短连接杆二分别铰接在滑动板和底座板上，最上端的驱动链轮箱上端面固定连接在滑动板底部。

优选的，上述滑动板通过上部的工字型连接座固定连接悬臂。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：

（1）本发明采用四个滑块导轨连接立柱和滑动板，并通过升降驱动机构驱动滑动板，能够实现滑动板的升降，升降快速，滑动板通过与直线导轨的四个滑块连接，四个滑块和四个导轨连接，以此用来使滑动板定位只能在导轨上下移动，避免了滑动板承载着重物左右移动，横向纵向承载力好，升降的滑动板定位导向精度高；

（2）采用链轮啮合驱动链条箱，驱动链条线在弧形导轨上行走，且处于链轮上方竖直方向的相邻两驱动链条箱能够承载滑动板的竖向支撑力，链轮旋转，实现滑动板的快速升降，折弯链条的升降驱动机构，结构紧凑，交叉的十字连杆机构，能够确保滑动板传动过程中的稳定性；

（4）该旋转台的装置结构紧凑，运动平稳，可以负载比较大的重物，其的运动精度还很高，采用上下法兰方式连接涡轮轴，连接方便，制造容易，安装容易。

附图说明

图1是柔性机械装置的立体结构示意图；

图2是柔性机械装置的俯视结构示意图；

图3是图2中A-A剖面结构示意图；

图4是柔性机械装置的旋转台剖视结构示意图；

图5是柔性机械装置的左视结构示意图；

图6是图3中C向结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图6所示，一种柔性柱升降装置2，包括底座板18、导轨立柱19、直线导轨20、滑动板21和升降驱动机构，导轨立柱19采用四根，下端固定连接在底座板18上，滑动板21通过四根直线导轨20连接到四根导轨立柱19，滑动板21连接有升降驱动机构；升降驱动机构包括升降电机22、驱动链轮23、驱动链条箱24、弧形导轨25以及两组十字交叉的内连杆26和外连杆27，升降电机22固定连接在电机架28上，驱动链轮23固定连接在升降电机22的电机轴上，驱动链轮箱24采用多个，相邻两个驱动链轮箱24间铰接，竖直后两个驱动链轮箱24间端面保持接触对接，每个驱动链轮箱24背面连接在弧形导轨25上，另一侧开口，内部设置有与其铰接的两个小链节28，驱动链轮23能与每个驱动链轮箱24内的两个小链节28相啮合，弧形导轨25固定连接在存储箱29的侧壁上，为直角折弯结构，折弯处圆弧过渡，存储箱29固定连接在底座板18上，每组内连杆26和外连杆27活动铰接，上下两端分别铰接短连接杆一30和短连接杆二31，短连接杆一30和短连接杆二31分别铰接在滑动板21和底座板18上，最上端的驱动链轮箱24上端面固定连接在滑动板21底部，柔性柱装置是在链轮的在链传动基础上，经过改变链条的形式，把完整的链条拆开成单节链，再用活动铰链将每个单节连接在放在弧形轨道上，将柔性的链节变为具有单向刚性的柔性柱装置，但是它的承载的能力和行程能力确是大大的增强，由图可知，滑动板通过与四个滑块连接，四个滑块和四个导轨连接，以此用来使滑动板定位只能在导轨上下移动，避免了滑动板承载着重物左右移动，重物压着滑动板，将负载往下传给驱动链条箱，驱动链条箱里有两个小链节，两个小链节通过四个滚子链轴和四块侧板和驱动链条箱连接，相邻两个驱动链条箱通过活动铰链相连接，在将每一个驱动链条箱用螺钉连接在v型轨道面的弧形轨道上，多个串接的驱动链条箱可以在弧形轨道上实现水平方向、垂直方向运动和一个曲线运动，在驱动电机连接的链轮与驱动链条箱里的链节相互啮合，将滑动板负载的力通过驱动链条箱传递到链轮，链轮通过电机轴和电机连接实现整个柔性柱的驱动，交叉的十字连杆机构，能够确保滑动板传动过程中的稳定性。

优选的，上述滑动板21通过上部的工字型连接座32固定连接悬臂3。

实施例2：如图1-图6所示，一种三自由度柔性机械装置，包括旋转台1、柔性柱升降装置2、悬臂3和手抓4，柔性柱升降装置2下端安装在旋转台1上，悬臂3一端固定连接在柔性柱升降装置2上端，手抓4固定连接在伸缩气缸5的缸杆上，伸缩气缸5固定连接在悬臂3的另一端。

优选的，上述伸缩气缸5通过缸座6连接到悬臂3，缸座6上安装有两直线轴承7，直线轴承7一端固定连接在手抓4上。

优选的，上述旋转台1包括箱座8、涡轮蜗杆变速器9、驱动座臂10和旋转电机11，涡轮蜗杆变速器9固定连接在箱座8上，涡轮蜗杆变速器9的蜗杆轴12连接驱动电机11，驱动电机11固定连接在涡轮蜗杆变速器9上，驱动座臂10固定连接在涡轮蜗杆变速器9的竖直涡轮轴13上端，驱动座臂10固定连接柔性升降机2；涡轮蜗杆变速器9包括涡轮箱14，竖直涡轮轴13上下两端分别可旋转地连接涡轮箱上法兰15和涡轮箱下法兰16上，涡轮箱上法兰15和涡轮箱下法兰16分别固定连接在涡轮箱14上端的箱盖17和下端上，采用上下法兰的连接方式，加工方便，安装容易，调节对中也容易，涡轮箱14下端通过法兰与箱座1固定连接，旋转台中沿着竖直涡轮轴的底端往上看，用的是法兰盘和一个法兰轴承与涡轮轴连接，法兰与箱底底座进行连接，法兰轴承与涡轮轴进行连接，法兰轴承起的是定位和受轴向力的作用，因为底座的转速不是太快，但是负载比较大，在底下法兰盘的上端安装一个推力球轴承与涡轮轴连接，推力球轴承可以受轴向载荷，此轴承可以大大的满足这个要求，沿此轴承的上端是涡轮蜗杆与涡轮盘进行啮合，底座涡轮轴用普通的三个平键与涡轮盘进行连接，增加负载的能力，轴承的上部采用的是深沟球轴承，沿着深沟球轴承的上端是底座上法兰，整位传动过程是在涡轮箱进行的，在底座上法兰和涡轮轴的最上端的连接处是添加了一个密封挡圈，可以防止水渗透下去对下面各个零部件腐蚀，整个底座传动装置的顶部是驱动座臂和涡轮轴进行连接，驱动座臂承载柔性柱装置、悬臂和抓取重物的重量，这个旋转台的装置结构紧凑，运动平稳，可以负载比较大的重物，其的运动精度还很高。

优选的，上述柔性柱升降装置2包括底座板18、导轨立柱19、直线导轨20、滑动板21和升降驱动机构，导轨立柱19采用四根，下端固定连接在底座板18上，滑动板21通过四根直线导轨20连接到四根导轨立柱19，滑动板21连接有升降驱动机构；升降驱动机构包括升降电机22、驱动链轮23、驱动链条箱24、弧形导轨25以及两组十字交叉的内连杆26和外连杆27，升降电机22固定连接在电机架28上，驱动链轮23固定连接在升降电机22的电机轴上，驱动链轮箱24采用多个，相邻两个驱动链轮箱24间铰接，竖直后两个驱动链轮箱24间端面保持接触对接，每个驱动链轮箱24背面连接在弧形导轨25上，另一侧开口，内部设置有与其铰接的两个小链节28，驱动链轮23能与每个驱动链轮箱24内的两个小链节28相啮合，弧形导轨25固定连接在存储箱29的侧壁上，为直角折弯结构，折弯处圆弧过渡，存储箱29固定连接在底座板18上，每组内连杆26和外连杆27活动铰接，上下两端分别铰接短连接杆一30和短连接杆二31，短连接杆一30和短连接杆二31分别铰接在滑动板21和底座板18上，最上端的驱动链轮箱24上端面固定连接在滑动板21底部，柔性柱装置是在链轮的在链传动基础上，经过改变链条的形式，把完整的链条拆开成单节链，再用活动铰链将每个单节连接在放在弧形轨道上，将柔性的链节变为具有单向刚性的柔性柱装置，但是它的承载的能力和行程能力确是大大的增强，由图可知，滑动板通过与四个滑块连接，四个滑块和四个导轨连接，以此用来使滑动板定位只能在导轨上下移动，避免了滑动板承载着重物左右移动，重物压着滑动板，将负载往下传给驱动链条箱，驱动链条箱里有两个小链节，两个小链节通过四个滚子链轴和四块侧板和驱动链条箱连接，相邻两个驱动链条箱通过活动铰链相连接，在将每一个驱动链条箱用螺钉连接在v型轨道面的弧形轨道上，多个串接的驱动链条箱可以在弧形轨道上实现水平方向、垂直方向运动和一个曲线运动，在驱动电机连接的链轮与驱动链条箱里的链节相互啮合，将滑动板负载的力通过驱动链条箱传递到链轮，链轮通过电机轴和电机连接实现整个柔性柱的驱动，交叉的十字连杆机构，能够确保滑动板传动过程中的稳定性。

优选的，上述滑动板21通过上部的工字型连接座32固定连接悬臂3。

本柔性机械装置为三个自由度的机械手，第一个自由度为旋转台采用涡轮蜗杆实现360度的转动，第二个自由度：腰部采用柔性柱装置实现上下升降，升降的距离在0-60厘米，第三个自由度采用悬臂，悬臂上末端上安装一个伸缩气缸，伸缩气缸在垂直方向实现移动，移动的距离为0-30厘米，整个结构机械臂可以应用于搬运，实现抓取运动

柔性机械装置具有如下优点：

（1）采用旋转台、柔性柱升降装置、悬臂和气动的手抓，能够快速实现物品的指定位置的吸取和指定位置的放置，避免人工操作导致的放置位置不准确，提高物品扫码包装质量，省时省力，降低劳动强度，柔性柱升降装置能够确保传动部件传动过程中弯曲，提高设备的柔性；

（2）采用两直线轴承对手抓伸缩进行定向导向，定向精度更高；

（3）采用链轮啮合驱动链条箱，驱动链条线在弧形导轨上行走，且处于链轮上方竖直方向的相邻两驱动链条箱能够承载滑动板的竖向支撑力，链轮旋转，实现滑动板的快速升降，折弯链条的升降驱动机构，结构紧凑，交叉的十字连杆机构，能够确保滑动板传动过程中的稳定性；

（4）该旋转台的装置结构紧凑，运动平稳，可以负载比较大的重物，其的运动精度还很高，采用上下法兰方式连接涡轮轴，连接方便，制造容易，安装容易。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种柔性柱升降装置，其特征在于：包括底座板（18）、导轨立柱（19）、直线导轨（20）、滑动板（21）和升降驱动机构，导轨立柱（19）采用四根，下端固定连接在底座板（18）上，滑动板（21）通过四根直线导轨（20）连接到四根导轨立柱（19），滑动板（21）连接有升降驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种柔性柱升降装置，其特征在于：升降驱动机构包括升降电机（22）、驱动链轮（23）、驱动链条箱（24）、弧形导轨（25）以及两组十字交叉的内连杆（26）和外连杆（27），升降电机（22）固定连接在电机架（28）上，驱动链轮（23）固定连接在升降电机（22）的电机轴上，驱动链轮箱（24）采用多个，相邻两个驱动链轮箱（24）间铰接，竖直后两个驱动链轮箱（24）间端面保持接触对接，每个驱动链轮箱（24）背面连接在弧形导轨（25）上，另一侧开口，内部设置有与其铰接的两个小链节（28），驱动链轮（23）能与每个驱动链轮箱（24）内的两个小链节（28）相啮合，弧形导轨（25）固定连接在存储箱（29）的侧壁上，为直角折弯结构，折弯处圆弧过渡，存储箱（29）固定连接在底座板（18）上，每组内连杆（26）和外连杆（27）活动铰接，上下两端分别铰接短连接杆一（30）和短连接杆二（31），短连接杆一（30）和短连接杆二（31）分别铰接在滑动板（21）和底座板（18）上，最上端的驱动链轮箱（24）上端面固定连接在滑动板（21）底部。

3.根据权利要求1所述的一种柔性柱升降装置，其特征在于：滑动板（21）通过上部的工字型连接座（32）固定连接悬臂（3）。

Images