CN111332994B - 一种机械施工平台用机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械施工平台用机械臂，包括大臂、小臂、伸缩驱动机构、旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机、花键轴、花键带轮、同步带、滑套、第一移动导向机构、旋转齿盘、轴承座、导向带轮；所述大臂和小臂呈上下叠加设置，且所述小臂位于所述大臂的上方；所述小臂通过所述伸缩驱动机构与所述大臂相连接；所述旋转齿盘包括盘体、沿所述盘体上圆周均布设置的多个驱动齿；所述滑套外套于所述大臂和小臂上，所述滑套通过所述第一移动导向机构与所述大臂移动配合连接，所述滑套通过所述第一移动导向机构与所述小臂移动配合连接。本发明结构设计巧妙，使用方便，制造成本低。

Description

一种机械施工平台用机械臂

技术领域

本发明涉及工程机械设备技术领域，尤其是涉及一种机械施工平台用机械臂。

背景技术

现有建筑工程等作业中，一般采用剪叉式作业平台等高空作业设备辅助作业人员进行高空作业，给作业带来了极大的便利。但现有高空作业设备包括的伸缩臂由于具有较复杂的液压系统等，结构复杂，制造成本高，提高了作业成本，因此有待设计一种新型机械施工平台用机械臂，能用于高空作业，而且没有复杂的液压系统，制造成本低，此有待进一步研发解决。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种结构设计巧妙，使用方便，制造成本低的机械施工平台用机械臂。为了实现上述目的，本发明提供了一种机械施工平台用机械臂，包括大臂、小臂、伸缩驱动机构、旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机、花键轴、花键带轮、同步带、滑套、第一移动导向机构、旋转齿盘、轴承座、导向带轮；

所述大臂和小臂呈上下叠加设置，且所述小臂位于所述大臂的上方；所述小臂通过所述伸缩驱动机构与所述大臂相连接；所述旋转齿盘包括盘体、沿所述盘体上圆周均布设置的多个驱动齿；

所述滑套外套于所述大臂和小臂上，所述滑套通过所述第一移动导向机构与所述大臂移动配合连接，所述滑套通过所述第一移动导向机构与所述小臂移动配合连接；两所述花键轴相平行且分别通过所述轴承座转动安装于所述小臂和大臂上；所述花键轴上安装有所述花键带轮，所述滑套外壁转动安装有多个所述导向带轮，所述同步带绕设在所述花键带轮和导向带轮上；位于所述大臂上的花键轴与所述旋转驱动电机相连接，所述旋转驱动电机安装于所述大臂上；位于所述小臂上的花键轴的端部与所述旋转齿盘包括的盘体相连接，所述驱动齿与所述齿槽相配合。

进一步地，所述第一移动导向机构包括导向槽、与所述导向槽相配合的滑块，所述滑块与所述滑套相连接，所述大臂和小臂上均设有所述导向槽。

进一步地，所述导向槽呈T型结构、燕尾槽结构、V型结构中的任一种。

进一步地，所述伸缩驱动机构包括缩回驱动组件、伸出驱动组件和第二移动导向机构，所述缩回驱动组件包括缩回驱动电机、缩回驱动带轮、缩回导向带轮、缩回同步带，所述伸出驱动组件包括伸出驱动电机、伸出驱动带轮、伸出导向带轮、伸出同步带；

所述伸出驱动电机和缩回驱动电机均安装于所述大臂的下端，所述伸出驱动带轮安装于所述伸出驱动电机上，所述缩回驱动带轮安装于所述缩回驱动电机上；所述伸出导向带轮转动安装于所述大臂的上端；所述伸出同步带的一端与所述伸出驱动带轮相连接，且绕设在所述伸出导向带轮上后，所述伸出同步带的另一端与所述小臂的下端相连接；

两所述缩回导向带轮相间转动安装于所述大臂的上端；所述缩回同步带的一端与所述缩回驱动带轮相连接，依次绕设两所述缩回导向带轮后，所述缩回同步带的另一端与所述小臂的上端相连接；所述大臂和小臂之间通过所述第二移动导向机构相连接。

进一步地，所述第二移动导向机构包括齿条、齿轮、齿轮滑座，所述大臂和小臂上均设有齿条，且所述大臂的齿条和小臂上的齿条相对，所述齿轮安装于两所述齿条之间，且所述齿轮与两所述齿条相啮合，所述小臂上设有滑轨，所述齿轮滑座上设有滑槽，所述齿轮滑座通过所述滑槽移动配合安装于所述滑轨上，所述齿轮滑座与所述齿轮转动连接。

进一步地，所述机械臂还包括上下摆动驱动机构，所述上下摆动驱动机构包括摆动驱动电机、第一牵引绳、第二牵引绳、驱动轮、驱动轴、导向轮、过渡轮、转动轴、转动轮，所述大臂的下端设有所述驱动轴，所述小臂的上端设有所述转动轴；

所述驱动轮安装于所述驱动轴上，所述转动轮安装于所述转动轴上，所述摆动驱动电机与所述驱动轴相连接；所述导向轮转动安装于所述大臂的上端；所述过渡轮转动安装于所述齿轮滑座上；

所述第一牵引绳的一端与所述驱动轮相连接，且所述第一牵引绳依次绕设所述导向轮和过渡轮后与所述转动轮相连接；所述第二牵引绳的一端与所述驱动轮相连接，且所述第二牵引绳依次绕设所述导向轮和过渡轮后与所述转动轮相连接；所述第一牵引绳驱动所述转动轮旋转的方向与所述第二牵引绳驱动所述转动轮旋转的方向的相反。

本发明还提供了一种机械施工平台，包括控制室、底盘、支撑座、回转机构、平台本体和所述的机械臂，所述平台本体包括安装架、转动安装于所述安装架上的旋转平台；所述旋转平台底部呈球形结构，所述旋转平台球形结构处沿圆周均布设有多个相间的齿槽；

所述控制室安装于所述支撑座上，所述大臂的下端与所述支撑座相连接，所述小臂的上端与所述安装架相连接，所述支撑座通过所述回转机构转动安装于所述底盘上；所述驱动齿与所述齿槽相配合

进一步地，所述大臂的下端通过所述驱动轴与所述支撑座转动连接，所述小臂的上端通过所述转动轴与所述安装架转动连接；所述摆动驱动电机与所述支撑座相连接。

本发明通过伸缩驱动机构驱动小臂相对于大臂伸缩，以实现机械臂长度的调节，从而提高作业范围。通过旋转驱动机构实现旋转平台旋转角度的调节，且机械臂伸缩时，旋转驱动机构依然可以传递动力，实现机械臂边伸缩边调节旋转平台的角度，使用灵活。

本发明通过上下摆动驱动机构，驱动机械臂上下摆动，以实现平台本体高度的调节，提高作业范围。且机械臂上下摆动过程中，驱动平台本体同步摆动，保证平台本体始终与地面平行，保证作业人员作业的安全性。

本发明通过控制室控制机械臂动作，回转机构实现整个平台的360°回转。底盘根据现有工况可以采用轮式底盘，也可以采用履带式底盘。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明机械臂的立体图。

图2为图1的结构示意图。

图3为图1旋转一定角度后的立体图。

图4为图1剖切滑套处的局剖剖面图。

图5为本发明机械施工平台的立体图。

图6为图5旋转一定角度后的立体图。

图7为图5的局部放大立体图。

图8为本发明旋转平台的立体图。

上述附图标记：

1底盘，2回转机构，20回转支撑，21回转驱动电机，3控制室，4支撑座，5平台本体，50旋转平台，501齿槽，51安装架，6机械臂，60大臂，61小臂，611滑轨，620旋转驱动电机，621花键轴，622滑套，623花键带轮，624导向带轮，625同步带，626轴承座，627旋转齿盘，629滑块，6270盘体，6271驱动齿，630伸出驱动电机，631缩回驱动电机，632伸缩驱动带轮，633缩回驱动带轮，634伸出同步带，635缩回同步带，636伸出导向带轮，637缩回导向带轮，638齿条，639齿轮，6391齿轮滑座，640摆动驱动电机，641第一牵引绳，642第二牵引绳，643导向轮，644过滤轮，645转动轮，646转动轴，648驱动轴。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-8所示，本实施方式提供的一种机械施工平台用机械臂6，包括大臂60、小臂61、伸缩驱动机构、旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机620、花键轴621、花键带轮623、同步带625、滑套622、第一移动导向机构、旋转齿盘627、轴承座626、导向带轮624；

所述大臂60和小臂61呈上下叠加设置，且所述小臂61位于所述大臂60的上方；所述小臂61通过所述伸缩驱动机构与所述大臂60相连接；所述旋转齿盘627包括盘体6270、沿所述盘体6270上圆周均布设置的多个驱动齿6271；

所述滑套622外套于所述大臂60和小臂61上，所述滑套622通过所述第一移动导向机构与所述大臂60移动配合连接，所述滑套622通过所述第一移动导向机构与所述小臂60移动配合连接；两所述花键轴621相平行且分别通过所述轴承座626转动安装于所述小臂61和大臂60上；所述花键轴621上安装有所述花键带轮623，所述滑套622外壁转动安装有多个所述导向带轮624，所述同步带625绕设在所述花键带轮623和导向带轮624上；位于所述大臂61上的花键轴621与所述旋转驱动电机620相连接，所述旋转驱动电机620安装于所述大臂60上；位于所述小臂61上的花键轴621的端部与所述旋转齿盘627包括的盘体6270相连接。

本实施方式还提供的一种机械施工平台，包括控制室3、底盘1、支撑座4、回转机构2、平台本体5和所述的机械臂6，所述平台本体5包括安装架51、转动安装于所述安装架51上的旋转平台50；所述旋转平台50底部呈球形结构，所述旋转平台50球形结构处沿圆周均布设有多个相间的齿槽501；所述控制室3安装于所述支撑座4上，所述大臂60的下端与所述支撑座4相连接，所述小臂61的上端与所述安装架51相连接，所述支撑座4通过所述回转机构2转动安装于所述底盘1上；所述驱动齿6271与所述齿槽501相配合。

本实施方式通过伸缩驱动机构驱动小臂61相对于大臂61伸缩，以实现机械臂6长度的调节，从而提高作业范围。

本实施方式旋转驱动机构工作原理如下：

旋转驱动电机620启动，驱动位于大臂60上的花键轴621旋转，从而驱动此花键轴621上的花键带轮623旋转，在同步带625作用下，带动位于小臂61上的花键轴621及此花键轴621上的花键带轮623旋转，从而驱动旋转齿盘627旋转，多个驱动齿6271旋转的过程中与旋转平台50上的齿槽501不断啮合，从而驱动旋转平台50在安装架51上转动，以实现旋转平台50旋转角度的调节。

本实施方式旋转驱动机构的设计，使得旋转驱动电机620设置机械臂6上，如图1所示，设于机械臂6下端，无需设置在旋转平台50上，提高了整体平台的稳定性，降低平台本体5的重量，提高机械臂6的结构稳定性和使用寿命，同时进一步可以降低机械臂6的使用要求，降低机械臂6的制造成本。

本实施方式机械臂6伸缩时，旋转驱动机构依然可以传递动力，实现机械臂6边伸缩边调节旋转平台50的角度，使用灵活。

本实施方式在第一移动导向机构作用下，实现小臂61相对于大臂60伸缩时的导向功能，保证小臂61对于大臂60的移动精度。本实施方式优选地，所述第一移动导向机构包括导向槽、与所述导向槽相配合的滑块629，所述滑块629与所述滑套622相连接，所述大臂60和小臂61上均设有所述导向槽。优选地，所述导向槽呈T型结构、燕尾槽结构、V型结构中的任一种。

本实施方式通过控制室3控制机械臂6动作，回转机构2实现整个平台的360°回转。其中底盘1根据现有工况可以采用轮式底盘，也可以采用履带式底盘，此不做具体限定。作业时，人站在平台本体5上进行作业。其中回转机构2可以采用现有回转支撑20与回转驱动电机21相组合的结构，当然也可以采用现有的其他回转结构，此不做具体限定。

本实施方式进一步优选地，所述伸缩驱动机构包括缩回驱动组件、伸出驱动组件和第二移动导向机构，所述缩回驱动组件包括缩回驱动电机631、缩回驱动带轮633、缩回导向带轮637、缩回同步带635，所述伸出驱动组件包括伸出驱动电机630、伸出驱动带轮632、伸出导向带轮636、伸出同步带634；

所述伸出驱动电机630和缩回驱动电机631均安装于所述大臂60的下端，所述伸出驱动带轮632安装于所述伸出驱动电机630上，所述缩回驱动带轮633安装于所述缩回驱动电机631上；所述伸出导向带轮636转动安装于所述大臂60的上端；所述伸出同步带634的一端与所述伸出驱动带轮632相连接，且绕设在所述伸出导向带轮636上后，所述伸出同步带634的另一端与所述小臂61的下端相连接；

两所述缩回导向带轮637相间转动安装于所述大臂60的上端；所述缩回同步带635的一端与所述缩回驱动带轮633相连接，依次绕设两所述缩回导向带轮637后，所述缩回同步带635的另一端与所述小臂61的上端相连接；所述大臂60和小臂61之间通过所述第二移动导向机构相连接。

本实施方式优选地，所述第二移动导向机构包括齿条638、齿轮639、齿轮滑座6391，所述大臂60和小臂61上均设有齿条638，且所述大臂60的齿条638和小臂61上的齿条638相对，所述齿轮639安装于两所述齿条638之间，且所述齿轮639与两所述齿条638相啮合，所述小臂61上设有滑轨611，所述齿轮滑座6391上设有滑槽，所述齿轮滑座6391通过所述滑槽移动配合安装于所述滑轨611上，所述齿轮滑座6391与所述齿轮639转动连接。

本实方式伸缩驱动机构的工作原理如下：

伸出驱动组件工作时，伸缩驱动电机630启动，以驱动伸缩驱动带轮632旋转，从而伸出同步带634收卷，使得小臂61相对于大臂60伸出，实现机械臂6的伸长，伸出驱动组件伸出时，缩回驱动组件包括的缩回同步带635同步放卷。缩回驱动组件工作时，缩回驱动电机631启动，以驱动缩回驱动带轮633旋转，从而缩回同步带635收卷，使得小臂61相对于大臂60缩回，实现机械臂6的缩短，缩回驱动组件缩回时，伸出驱动组件包括的伸出同步带634同步放卷。

本实施方式在第二移动导向机构作用下，实现小臂61相对于大臂60伸缩时的导向功能，保证小臂61对于大臂60的移动精度。同时实现了小臂61与大臂60之间的支撑，保证机械臂6的结构强度。

本实施方式进一步优选地，所述机械臂6还包括上下摆动驱动机构，所述上下摆动驱动机构包括摆动驱动电机640、第一牵引绳641、第二牵引绳642、驱动轮(图中未显示）、驱动轴648、导向轮643、过渡轮644、转动轴646、转动轮645，所述大臂60的下端设有所述驱动轴648，所述小臂61的上端设有所述转动轴646；

所述驱动轮安装于所述驱动轴648上，所述转动轮645安装于所述转动轴646上，所述摆动驱动电机640与所述驱动轴648相连接；所述导向轮643转动安装于所述大臂60的上端；所述过渡轮644转动安装于所述齿轮滑座6391上；

所述第一牵引绳641的一端与所述驱动轮相连接，且所述第一牵引绳641依次绕设所述导向轮643和过渡轮644后与所述转动轮645相连接；所述第二牵引绳642的一端与所述驱动轮相连接，且所述第二牵引绳642依次绕设所述导向轮643和过渡轮644后与所述转动轮645相连接；所述第一牵引绳641驱动所述转动轮645旋转的方向与所述第二牵引绳642驱动所述转动轮645旋转的方向的相反。

本实施方式还提供的一种机械施工平台，进一步地，所述大臂60的下端通过所述驱动轴648与所述支撑座转4动连接，所述小臂61的上端通过所述转动轴646与所述安装架51转动连接；所述摆动驱动电机640与所述支撑座4相连接。

本实施方式摆动驱动电机640启动，驱动机械臂6上下摆动，以实现平台本体5高度的调节，提高作业范围。同时摆动驱动电机640驱动驱动轴648及驱动轮旋转，从而驱动第一牵引绳641收卷，对应的第二牵引绳642放卷，或者驱动第二牵引绳642收卷，第一牵引绳641放卷，经导向轮643和过渡轮644，以驱动转动轮645和转动轴646旋转，从而驱动安装架51上下摆动，以实现平台本体5上下摆动，其中第一牵引绳641驱动转动轮645旋转的方向与第二牵引绳642驱动转动轮645旋转的方向的相反，如此当摆动驱动电机640驱动机械臂6上下摆动时，在第一牵引绳641、第二牵引绳642、驱动轮、驱动轴648、导向轮643、过渡轮644、转动轴648、转动轮645配合作用下，驱动平台本体5同步摆动，保证平台本体5始终与地面平行，保证作业人员作业的安全性。

本实施方式中驱动轮、转动轮645、导向轮643和过渡轮644均具有一定宽度，使得第一牵引绳641和第二牵引绳642并排分布在相应的驱动轮、转动轮645、导向轮643和过渡轮644上。

本实施方式进一步优选地，所述平台本体5还包括设于所述旋转平台50上方的围栏。通过围栏以起到保护作用，保证作业人员的安全。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种机械施工平台用机械臂，其特征在于，包括大臂、小臂、伸缩驱动机构、旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机、花键轴、花键带轮、同步带、滑套、第一移动导向机构、旋转齿盘、轴承座、导向带轮；

所述大臂和小臂呈上下叠加设置，且所述小臂位于所述大臂的上方；所述小臂通过所述伸缩驱动机构与所述大臂相连接；所述旋转齿盘包括盘体、沿所述盘体上圆周均布设置的多个驱动齿；

所述滑套外套于所述大臂和小臂上，所述滑套通过所述第一移动导向机构与所述大臂移动配合连接，所述滑套通过所述第一移动导向机构与所述小臂移动配合连接；两所述花键轴相平行且分别通过所述轴承座转动安装于所述小臂和大臂上；所述花键轴上安装有所述花键带轮，所述滑套外壁转动安装有多个所述导向带轮，所述同步带绕设在所述花键带轮和导向带轮上；位于所述大臂上的花键轴与所述旋转驱动电机相连接，所述旋转驱动电机安装于所述大臂上；位于所述小臂上的花键轴的端部与所述旋转齿盘包括的盘体相连接。

2.根据权利要求1所述的一种机械施工平台用机械臂，其特征在于，所述第一移动导向机构包括导向槽、与所述导向槽相配合的滑块，所述滑块与所述滑套相连接，所述大臂和小臂上均设有所述导向槽。

3.根据权利要求2所述的一种机械施工平台用机械臂，其特征在于，所述导向槽呈T型结构、燕尾槽结构、V型结构中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种机械施工平台用机械臂，其特征在于，所述伸缩驱动机构包括缩回驱动组件、伸出驱动组件和第二移动导向机构，所述缩回驱动组件包括缩回驱动电机、缩回驱动带轮、缩回导向带轮、缩回同步带，所述伸出驱动组件包括伸出驱动电机、伸出驱动带轮、伸出导向带轮、伸出同步带；

所述伸出驱动电机和缩回驱动电机均安装于所述大臂的下端，所述伸出驱动带轮安装于所述伸出驱动电机上，所述缩回驱动带轮安装于所述缩回驱动电机上；所述伸出导向带轮转动安装于所述大臂的上端；所述伸出同步带的一端与所述伸出驱动带轮相连接，且绕设在所述伸出导向带轮上后，所述伸出同步带的另一端与所述小臂的下端相连接；

两所述缩回导向带轮相间转动安装于所述大臂的上端；所述缩回同步带的一端与所述缩回驱动带轮相连接，依次绕设两所述缩回导向带轮后，所述缩回同步带的另一端与所述小臂的上端相连接；所述大臂和小臂之间通过所述第二移动导向机构相连接。

5.根据权利要求4所述的一种机械施工平台用机械臂，其特征在于，所述第二移动导向机构包括齿条、齿轮、齿轮滑座，所述大臂和小臂上均设有齿条，且所述大臂的齿条和小臂上的齿条相对，所述齿轮安装于两所述齿条之间，且所述齿轮与两所述齿条相啮合，所述小臂上设有滑轨，所述齿轮滑座上设有滑槽，所述齿轮滑座通过所述滑槽移动配合安装于所述滑轨上，所述齿轮滑座与所述齿轮转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种机械施工平台用机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括上下摆动驱动机构，所述上下摆动驱动机构包括摆动驱动电机、第一牵引绳、第二牵引绳、驱动轮、驱动轴、导向轮、过渡轮、转动轴、转动轮，所述大臂的下端设有所述驱动轴，所述小臂的上端设有所述转动轴；

所述驱动轮安装于所述驱动轴上，所述转动轮安装于所述转动轴上，所述摆动驱动电机与所述驱动轴相连接；所述导向轮转动安装于所述大臂的上端；所述过渡轮转动安装于所述齿轮滑座上；

所述第一牵引绳的一端与所述驱动轮相连接，且所述第一牵引绳依次绕设所述导向轮和过渡轮后与所述转动轮相连接；所述第二牵引绳的一端与所述驱动轮相连接，且所述第二牵引绳依次绕设所述导向轮和过渡轮后与所述转动轮相连接；所述第一牵引绳驱动所述转动轮旋转的方向与所述第二牵引绳驱动所述转动轮旋转的方向的相反。

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