CN111168644A - 一种机械手臂的驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械手臂的驱动结构技术领域，尤其是一种机械手臂的驱动系统，针对现有的驱动机构使用不便，多固定在一个位置，不便于移动，不能满足不同使用的需求的问题，现提出如下方案，其包括底座和机械手臂，底座的顶部固定安装有立柱，立柱的顶部活动连接有推力杆，推力杆的顶部固定安装有横向调节机构，横向调节机构上滑动安装有纵向调节机构，纵向调节机构上滑动安装有放置盘，放置盘的顶部开设有放置槽，机械手臂与放置槽相适配，底座的底部开设有底槽，底槽内滑动安装有底板。本发明结构简单，操作方便，可以方便对驱动结构本体进行移动和高度调节，且可以在使用时增加稳定性，能满足不同使用的需求。

Description

一种机械手臂的驱动系统

技术领域

本发明属于机械手臂的驱动结构技术领域，尤其涉及一种机械手臂的驱动系统。

背景技术

机械手臂在工业生产中具有十分钟要的作用，通常是需要机械臂在加工设备中起到转运或夹持工件的作用，为了扩大机械手臂的运动范围，通常将机械手臂安装在驱动结构上，通过驱动结构对机械手臂进行驱动，可以扩大机械手臂的活动范围，可以提高使用效率。

现有的驱动机构使用不便，多固定在一个位置，不便于移动，不能满足不同使用的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的驱动机构使用不便，多固定在一个位置，不便于移动，不能满足不同使用需求的缺点，而提出的一种机械手臂的驱动系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种机械手臂的驱动系统，包括底座和机械手臂，底座的顶部固定安装有立柱，立柱的顶部活动连接有推力杆，推力杆的顶部固定安装有横向调节机构，横向调节机构上滑动安装有纵向调节机构，纵向调节机构上滑动安装有放置盘，放置盘的顶部开设有放置槽，机械手臂与放置槽相适配，底座的底部开设有底槽，底槽内滑动安装有底板，底板的底部固定安装有四个万向轮，立柱的顶部开设有导向孔，推力杆与导向孔滑动连接，立柱的顶部转动安装有内螺纹齿轮，推力杆的外侧开设有外螺纹，外螺纹与内螺纹齿轮的内圈螺纹连接，立柱的一侧固定连接有电机，电机与内螺纹齿轮相适配，立柱上开设有腔体，导向孔与腔体相连通，腔体内滑动安装有推挤板，推挤板的底部固定安装有四个推挤杆，腔体的底部内壁上开设有四个推挤孔，推挤杆与对应的推挤孔滑动连接，四个推挤杆的底端均与底板的顶部固定连接，推挤板的底部与腔体之间固定安装有多个弹簧，弹簧为推挤板提供向上的弹力。

优选的，所述电机的输出轴上固定安装有驱动齿轮，立柱的顶部转动安装有传动齿轮，驱动齿轮与传动齿轮啮合，传动齿轮与内螺纹齿轮啮合，电机通过传动齿轮带动内螺纹齿轮转动。

优选的，所述横向调节机构包括横向驱动电机、横向导轨、横向导轨块和横向螺杆，横向导轨上开设有横向导轨槽，横向导轨块与横向导轨槽滑动连接，横向螺杆与横向导轨槽转动连接，横向导轨块与横向螺杆螺纹连接，横向驱动电机的输出轴与横向螺杆固定安装，横向导轨与推力杆固定安装，横向驱动电机带动横向螺杆转动，横向螺杆带动横向导轨块在横向导轨槽内滑动。

优选的，所述纵向调节机构包括纵向导轨、纵向导轨块、纵向螺杆和纵向驱动电机，纵向导轨与横向导轨块固定安装，纵向导轨上开设有纵向导轨槽，纵向导轨块与纵向导轨槽滑动连接，纵向螺杆与纵向导轨槽转动连接，纵向导轨块与纵向螺杆螺纹连接，纵向驱动电机的输出轴与纵向螺杆的一端固定安装，纵向导轨块与放置盘固定安装，纵向驱动电机带动纵向螺杆转动，纵向螺杆带动纵向导轨块移动，纵向导轨块在纵向导轨槽内滑动，纵向导轨块带动放置盘移动。

优选的，所述放置盘的两侧均螺纹连接有固定螺栓，两个固定螺栓相互靠近的一端均转动安装有挤压垫，挤压垫与放置槽滑动连接，挤压垫可以对机械手臂进行固定，通过两个挤压垫对机械手臂固定，可以方便安装与拆卸。

优选的，所述推力杆的两侧均开设有限位槽，两个限位槽内均滑动安装有限位块，两个限位块均与导向孔的内壁固定安装，限位块与限位槽的配合对推力杆进行导向，使得推力杆只能进行垂直滑动。

优选的，所述立柱的顶部开设有环形槽，环形槽内滑动安装有环形块，环形块与内螺纹齿轮的底部固定安装，环形块对内螺纹齿轮进行导向。

优选的，所述环形槽的外侧内壁上开设有环形限位槽，环形限位槽内滑动安装有环形限位块，环形限位块与环形块的外侧固定安装，环形限位块对环形块进行限位。

优选的，所述腔体的两侧内壁上均开设有方槽，两个方槽内均滑动安装有方块，两个方块均与推挤板固定安装，方块对推挤板进行导向。

优选的，所述底座的顶部固定安装有两个支撑套管，两个支撑套管上均滑动安装有伸缩杆，两个伸缩杆均与横向导轨固定安装，推挤板的顶部固定安装有弹性垫，推力杆与弹性垫相适配，支撑套管与伸缩杆配合对横向导轨进行导向和支撑，弹性垫对推力杆起到缓冲作用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本方案通过两个固定螺栓可以带动两个挤压垫移动，两个挤压垫对机械手臂固定，可以方便安装与拆卸。

（2）本方案通过横向调节机构带动机械手臂沿着X轴方向移动，纵向调节机构带动机械手臂沿着Y轴方向移动，可以对机械手臂进行多方位调节，扩大运动范围和行程。

（3）本方案电机通过传动齿轮带动内螺纹齿轮转动，内螺纹齿轮通过推力杆推动横向导轨向上运动，进而推动机械手臂向上运动，可以调节机械手臂的高度，可以适应不同高度的使用需求。

（4）本方案推力杆向下运动，推力杆通过推挤板、四个推挤杆、底板带动四个万向轮向下运动与地面接触，可以方便对底座移动。

（5）本方案需要使用时，推力杆向上运动时，在弹簧的弹力作用下，推挤板向上运动，推挤板通过四个推挤杆带动底板向上运动，底板带动四个万向轮离开地面，可以增加底座的稳定性。

本发明结构简单，操作方便，可以方便对驱动结构本体进行移动和高度调节，且可以在使用时增加稳定性，能满足不同使用的需求。

附图说明

图1为本发明提出的一种机械手臂的驱动系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种机械手臂的驱动系统的A部分结构示意图；

图3为本发明提出的一种机械手臂的驱动系统的B部分结构示意图；

图4为本发明提出的一种机械手臂的驱动系统的C部分结构示意图；

图5为本发明提出的一种机械手臂的驱动系统的推力杆的立体结构示意图。

图中：1底座、2立柱、3推力杆、4横向导轨、5纵向导轨、6机械手臂、7放置盘、8横向驱动电机、9横向导轨槽、10横向螺杆、11横向导轨块、12纵向导轨槽、13纵向导轨块、14纵向螺杆、15放置槽、16固定螺栓、17内螺纹齿轮、18电机、19驱动齿轮、20传动齿轮、21导向孔、22限位槽、23限位块、24环形槽、25环形块、26腔体、27底槽、28底板、29万向轮、30弹簧、31推挤板、32推挤杆、33方槽、34方块、35推挤孔、36弹性垫、37支撑套管、38伸缩杆、39环形限位块、40环形限位槽、41挤压垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1-5，一种机械手臂的驱动系统，包括底座1和机械手臂6，底座1的顶部固定安装有立柱2，立柱2的顶部活动连接有推力杆3，推力杆3的顶部固定安装有横向调节机构，横向调节机构上滑动安装有纵向调节机构，纵向调节机构上滑动安装有放置盘7，放置盘7的顶部开设有放置槽15，机械手臂6与放置槽15相适配，底座1的底部开设有底槽27，底槽27内滑动安装有底板28，底板28的底部固定安装有四个万向轮29，立柱2的顶部开设有导向孔21，推力杆3与导向孔21滑动连接，立柱2的顶部转动安装有内螺纹齿轮17，推力杆3的外侧开设有外螺纹，外螺纹与内螺纹齿轮17的内圈螺纹连接，立柱2的一侧固定连接有电机18，电机18与内螺纹齿轮17相适配，立柱2上开设有腔体26，导向孔21与腔体26相连通，腔体26内滑动安装有推挤板31，推挤板31的底部固定安装有四个推挤杆32，腔体26的底部内壁上开设有四个推挤孔35，推挤杆32与对应的推挤孔35滑动连接，四个推挤杆32的底端均与底板28的顶部固定连接，推挤板31的底部与腔体26之间固定安装有多个弹簧30，弹簧30为推挤板31提供向上的弹力。

本实施例中，电机18的输出轴上固定安装有驱动齿轮19，立柱2的顶部转动安装有传动齿轮20，驱动齿轮19与传动齿轮20啮合，传动齿轮20与内螺纹齿轮17啮合，电机18通过传动齿轮20带动内螺纹齿轮17转动。

本实施例中，横向调节机构包括横向驱动电机8、横向导轨4、横向导轨块11和横向螺杆10，横向导轨4上开设有横向导轨槽9，横向导轨块11与横向导轨槽9滑动连接，横向螺杆10与横向导轨槽9转动连接，横向导轨块11与横向螺杆10螺纹连接，横向驱动电机8的输出轴与横向螺杆10固定安装，横向导轨4与推力杆3固定安装，横向驱动电机8带动横向螺杆10转动，横向螺杆10带动横向导轨块11在横向导轨槽9内滑动。

本实施例中纵向调节机构包括纵向导轨5、纵向导轨块13、纵向螺杆14和纵向驱动电机，纵向导轨5与横向导轨块11固定安装，纵向导轨5上开设有纵向导轨槽12，纵向导轨块13与纵向导轨槽12滑动连接，纵向螺杆14与纵向导轨槽12转动连接，纵向导轨块13与纵向螺杆14螺纹连接，纵向驱动电机的输出轴与纵向螺杆14的一端固定安装，纵向导轨块13与放置盘7固定安装，纵向驱动电机带动纵向螺杆14转动，纵向螺杆14带动纵向导轨块13移动，纵向导轨块13在纵向导轨槽12内滑动，纵向导轨块13带动放置盘7移动，。

本实施例中，放置盘7的两侧均螺纹连接有固定螺栓16，两个固定螺栓16相互靠近的一端均转动安装有挤压垫41，挤压垫41与放置槽15滑动连接，挤压垫41可以对机械手臂6进行固定，通过两个挤压垫41对机械手臂6固定，可以方便安装与拆卸。

本实施例中，推力杆3的两侧均开设有限位槽22，两个限位槽22内均滑动安装有限位块23，两个限位块23均与导向孔21的内壁固定安装，限位块23与限位槽22的配合对推力杆3进行导向，使得推力杆3只能进行垂直滑动。

本实施例中，立柱2的顶部开设有环形槽24，环形槽24内滑动安装有环形块25，环形块25与内螺纹齿轮17的底部固定安装，环形块25对内螺纹齿轮17进行导向。

本实施例中，环形槽24的外侧内壁上开设有环形限位槽40，环形限位槽40内滑动安装有环形限位块39，环形限位块39与环形块25的外侧固定安装，环形限位块39对环形块25进行限位。

本实施例中，腔体26的两侧内壁上均开设有方槽33，两个方槽33内均滑动安装有方块34，两个方块34均与推挤板31固定安装，方块34对推挤板31进行导向。

本实施例中，底座1的顶部固定安装有两个支撑套管37，两个支撑套管37上均滑动安装有伸缩杆38，两个伸缩杆38均与横向导轨4固定安装，推挤板31的顶部固定安装有弹性垫36，推力杆3与弹性垫36相适配，支撑套管37与伸缩杆38配合对横向导轨4进行导向和支撑，弹性垫36对推力杆3起到缓冲作用。

实施例二

参照图1-5，一种机械手臂的驱动系统，包括底座1和机械手臂6，底座1的顶部通过焊接固定安装有立柱2，立柱2的顶部活动连接有推力杆3，推力杆3的顶部通过焊接固定安装有横向调节机构，横向调节机构上滑动安装有纵向调节机构，纵向调节机构上滑动安装有放置盘7，放置盘7的顶部开设有放置槽15，机械手臂6与放置槽15相适配，底座1的底部开设有底槽27，底槽27内滑动安装有底板28，底板28的底部通过焊接固定安装有四个万向轮29，立柱2的顶部开设有导向孔21，推力杆3与导向孔21滑动连接，立柱2的顶部转动安装有内螺纹齿轮17，推力杆3的外侧开设有外螺纹，外螺纹与内螺纹齿轮17的内圈螺纹连接，立柱2的一侧通过螺丝固定连接有电机18，电机18与内螺纹齿轮17相适配，立柱2上开设有腔体26，导向孔21与腔体26相连通，腔体26内滑动安装有推挤板31，推挤板31的底部通过焊接固定安装有四个推挤杆32，腔体26的底部内壁上开设有四个推挤孔35，推挤杆32与对应的推挤孔35滑动连接，四个推挤杆32的底端均与底板28的顶部通过螺丝固定连接，推挤板31的底部与腔体26之间通过焊接固定安装有多个弹簧30，弹簧30为推挤板31提供向上的弹力。

本实施例中，电机18的输出轴上通过焊接固定安装有驱动齿轮19，立柱2的顶部转动安装有传动齿轮20，驱动齿轮19与传动齿轮20啮合，传动齿轮20与内螺纹齿轮17啮合，电机18通过传动齿轮20带动内螺纹齿轮17转动。

本实施例中，横向调节机构包括横向驱动电机8、横向导轨4、横向导轨块11和横向螺杆10，横向导轨4上开设有横向导轨槽9，横向导轨块11与横向导轨槽9滑动连接，横向螺杆10与横向导轨槽9转动连接，横向导轨块11与横向螺杆10螺纹连接，横向驱动电机8的输出轴与横向螺杆10通过焊接固定安装，横向导轨4与推力杆3通过焊接固定安装，横向驱动电机8带动横向螺杆10转动，横向螺杆10带动横向导轨块11在横向导轨槽9内滑动。

本实施例中纵向调节机构包括纵向导轨5、纵向导轨块13、纵向螺杆14和纵向驱动电机，纵向导轨5与横向导轨块11通过焊接固定安装，纵向导轨5上开设有纵向导轨槽12，纵向导轨块13与纵向导轨槽12滑动连接，纵向螺杆14与纵向导轨槽12转动连接，纵向导轨块13与纵向螺杆14螺纹连接，纵向驱动电机的输出轴与纵向螺杆14的一端通过焊接固定安装，纵向导轨块13与放置盘7通过焊接固定安装，纵向驱动电机带动纵向螺杆14转动，纵向螺杆14带动纵向导轨块13移动，纵向导轨块13在纵向导轨槽12内滑动，纵向导轨块13带动放置盘7移动，。

本实施例中，放置盘7的两侧均螺纹连接有固定螺栓16，两个固定螺栓16相互靠近的一端均转动安装有挤压垫41，挤压垫41与放置槽15滑动连接，挤压垫41可以对机械手臂6进行固定，通过两个挤压垫41对机械手臂6固定，可以方便安装与拆卸。

本实施例中，推力杆3的两侧均开设有限位槽22，两个限位槽22内均滑动安装有限位块23，两个限位块23均与导向孔21的内壁通过焊接固定安装，限位块23与限位槽22的配合对推力杆3进行导向，使得推力杆3只能进行垂直滑动。

本实施例中，立柱2的顶部开设有环形槽24，环形槽24内滑动安装有环形块25，环形块25与内螺纹齿轮17的底部通过焊接固定安装，环形块25对内螺纹齿轮17进行导向。

本实施例中，环形槽24的外侧内壁上开设有环形限位槽40，环形限位槽40内滑动安装有环形限位块39，环形限位块39与环形块25的外侧通过焊接固定安装，环形限位块39对环形块25进行限位。

本实施例中，腔体26的两侧内壁上均开设有方槽33，两个方槽33内均滑动安装有方块34，两个方块34均与推挤板31通过焊接固定安装，方块34对推挤板31进行导向。

本实施例中，底座1的顶部通过焊接固定安装有两个支撑套管37，两个支撑套管37上均滑动安装有伸缩杆38，两个伸缩杆38均与横向导轨4通过焊接固定安装，推挤板31的顶部通过焊接固定安装有弹性垫36，推力杆3与弹性垫36相适配，支撑套管37与伸缩杆38配合对横向导轨4进行导向和支撑，弹性垫36对推力杆3起到缓冲作用。

本实施例中，使用时，将电器设备均接通电源和控制器，将机械手臂6放置到放置槽15内，通过两个固定螺栓16可以带动两个挤压垫14移动，两个挤压垫41对机械手臂6固定，可以方便安装与拆卸，通过横向调节机构带动机械手臂6沿着X轴方向移动，纵向调节机构带动机械手臂6沿着Y轴方向移动，电机18通过传动齿轮20带动内螺纹齿轮17转动，内螺纹齿轮17转动带动推力杆3移动，在限位块23对推力杆3的限位情况下，推力杆3向上运动时推动横向导轨4向上运动，进而推动机械手臂6向上运动，可以调节机械手臂6的高度，可以适应不同高度的使用需求，推力杆3向下运动时，推力杆3推动推挤板31向下运动，推挤板31通过四个推挤杆32推动底板28向下运动，底板28带动四个万向轮29向下运动与地面接触，可以方便对底座1移动，方便将驱动结构本体移动到合适位置，需要使用时，推力杆3向上运动时，在弹簧30的弹力作用下，推挤板31向上运动，推挤板31通过四个推挤杆32带动底板28向上运动，底板28带动四个万向轮29离开地面，可以增加底座1的稳定性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械手臂的驱动系统，包括底座（1）和机械手臂（6），其特征在于，所述底座（1）的顶部固定安装有立柱（2），立柱（2）的顶部活动连接有推力杆（3），推力杆（3）的顶部固定安装有横向调节机构，横向调节机构上滑动安装有纵向调节机构，纵向调节机构上滑动安装有放置盘（7），放置盘（7）的顶部开设有放置槽（15），机械手臂（6）与放置槽（15）相适配，底座（1）的底部开设有底槽（27），底槽（27）内滑动安装有底板（28），底板（28）的底部固定安装有四个万向轮（29），立柱（2）的顶部开设有导向孔（21），推力杆（3）与导向孔（21）滑动连接，立柱（2）的顶部转动安装有内螺纹齿轮（17），推力杆（3）的外侧开设有外螺纹，外螺纹与内螺纹齿轮（17）的内圈螺纹连接，立柱（2）的一侧固定连接有电机（18），电机（18）与内螺纹齿轮（17）相适配，立柱（2）上开设有腔体（26），导向孔（21）与腔体（26）相连通，腔体（26）内滑动安装有推挤板（31），推挤板（31）的底部固定安装有四个推挤杆（32），腔体（26）的底部内壁上开设有四个推挤孔（35），推挤杆（32）与对应的推挤孔（35）滑动连接，四个推挤杆（32）的底端均与底板（28）的顶部固定连接，推挤板（31）的底部与腔体（26）之间固定安装有多个弹簧（30）。

2.根据权利要求1所述的一种机械手臂的驱动系统，其特征在于，所述电机（18）的输出轴上固定安装有驱动齿轮（19），立柱（2）的顶部转动安装有传动齿轮（20），驱动齿轮（19）与传动齿轮（20）啮合，传动齿轮（20）与内螺纹齿轮（17）啮合。

3.根据权利要求1所述的一种机械手臂的驱动系统，其特征在于，所述横向调节机构包括横向驱动电机（8）、横向导轨（4）、横向导轨块（11）和横向螺杆（10），横向导轨（4）上开设有横向导轨槽（9），横向导轨块（11）与横向导轨槽（9）滑动连接，横向螺杆（10）与横向导轨槽（9）转动连接，横向导轨块（11）与横向螺杆（10）螺纹连接，横向驱动电机（8）的输出轴与横向螺杆（10）固定安装，横向导轨（4）与推力杆（3）固定安装。

4.根据权利要求1所述的一种机械手臂的驱动系统，其特征在于，所述纵向调节机构包括纵向导轨（5）、纵向导轨块（13）、纵向螺杆（14）和纵向驱动电机，纵向导轨（5）与横向导轨块（11）固定安装，纵向导轨（5）上开设有纵向导轨槽（12），纵向导轨块（13）与纵向导轨槽（12）滑动连接，纵向螺杆（14）与纵向导轨槽（12）转动连接，纵向导轨块（13）与纵向螺杆（14）螺纹连接，纵向驱动电机的输出轴与纵向螺杆（14）的一端固定安装，纵向导轨块（13）与放置盘（7）固定安装。

5.根据权利要求1所述的一种机械手臂的驱动系统，其特征在于，所述放置盘（7）的两侧均螺纹连接有固定螺栓（16），两个固定螺栓（16）相互靠近的一端均转动安装有挤压垫（41），挤压垫（41）与放置槽（15）滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种机械手臂的驱动系统，其特征在于，所述推力杆（3）的两侧均开设有限位槽（22），两个限位槽（22）内均滑动安装有限位块（23），两个限位块（23）均与导向孔（21）的内壁固定安装。

7.根据权利要求1所述的一种机械手臂的驱动系统，其特征在于，所述立柱（2）的顶部开设有环形槽（24），环形槽（24）内滑动安装有环形块（25），环形块（25）与内螺纹齿轮（17）的底部固定安装。

8.根据权利要求7所述的一种机械手臂的驱动系统，其特征在于，所述环形槽（24）的外侧内壁上开设有环形限位槽（40），环形限位槽（40）内滑动安装有环形限位块（39），环形限位块（39）与环形块（25）的外侧固定安装。

9.根据权利要求1所述的一种机械手臂的驱动系统，其特征在于，所述腔体（26）的两侧内壁上均开设有方槽（33），两个方槽（33）内均滑动安装有方块（34），两个方块（34）均与推挤板（31）固定安装。

10.根据权利要求1所述的一种机械手臂的驱动系统，其特征在于，所述底座（1）的顶部固定安装有两个支撑套管（37），两个支撑套管（37）上均滑动安装有伸缩杆（38），两个伸缩杆（38）均与横向导轨（4）固定安装，推挤板（31）的顶部固定安装有弹性垫（36），推力杆（3）与弹性垫（36）相适配。

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