CN111890333B - 一种弧形导轨滑车机构及其驱动方式 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弧形导轨滑车机构及其驱动方式,包括第一导轨板、齿条板、方铝架、直角连接件、加固管、第二导轨板、第一塞打螺栓、滑车外侧板、滑车底板、电机、电机后托板、支撑板、电机固定板、第二塞打螺栓、齿轮轴、第一法兰轴承、小齿轮、大齿轮、齿轮轴固定板、第二法兰轴承、隔离柱、驱动齿轮、第三塞打螺栓、轴承、插销板、滑车顶板和滑车内侧板。其特征在于:所述第一导轨板与第二导轨板分别用螺栓固定在方铝架的左右两侧,所述齿条板用螺栓固定在方铝架的中间,滑车机构安装在第一导轨板和第二导轨板上,由一个电机进行驱动。本发明能够实现特定轨迹重复而稳定的运动,能够完成多个传统机构组合才能实现的功能。
Description
技术领域
本发明涉及特定轨迹的重复而稳定的运动,尤其涉及一种弧形导轨滑车机构及其驱动方式。
背景技术
随着自动化技术的普及和人们对自动化任务要求的提高,需要机器人上的某些零部件进行特定轨迹重复而稳定的运动的场合越来越多。但传统的机械结构往往只能完成单一的直线运动或旋转运动,要实现特定轨迹的运动就需要多种结构的组合,这既增大了结构的占用空间和装配难度,又增加了成本和不稳定性;为了实现特定轨迹的运动,目前市场上有较为成熟的曲线导轨滑块,但其导轨截面和滑块内部结构都较为复杂,占用空间多,生产加工难度大,成本高。
发明内容
本发明的目的是:为使用者提供一种同时具备直线部分和弧形部分的导轨滑车机构及其驱动方式。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种弧形导轨滑车机构及其驱动方式,包括第一导轨板、齿条板、方铝架、直角连接件、加固管、第二导轨板、第一塞打螺栓、滑车外侧板、滑车底板、电机、电机后托板、支撑板、电机固定板、第二塞打螺栓、齿轮轴、第一法兰轴承、小齿轮、大齿轮、齿轮轴固定板、第二法兰轴承、隔离柱、驱动齿轮、第三塞打螺栓、轴承、插销板、滑车顶板和滑车内侧板。其特征在于:所述第一导轨板与第二导轨板分别用螺栓固定在方铝架的左右两侧,所述齿条板用螺栓固定在方铝架的中间,且齿条板的底部与方铝架之间连接有两个直角连接件,用于加固齿条板,所述齿条板和第二导轨板之间连接有两个加固管,用于减少齿条板的挠度;所述滑车顶板和滑车底板之间垂直插入了四块小板,靠外侧两块为滑车外侧板,靠内侧两块为滑车内侧板,所述滑车外侧板的凸块与滑车顶板和滑车底板的凹槽相配合,保证二者的相对位置唯一,所述滑车内侧板的凸块与滑车顶板和滑车底板的方孔相配合,保证二者的相对位置唯一,所述滑车顶板与滑车底板的左右两侧各有四个圆孔,且每侧的圆孔均位于该侧的滑车内侧板和滑车外侧板之间,八个所述第一塞打螺栓穿插在这些圆孔中,且每个第一塞打螺栓上安装有两个轴承,所述滑车内侧板与滑车外侧板上各有两个圆孔,且圆孔均位于滑车顶板和滑车底板之间,四个所述第三塞打螺栓穿插在这些圆孔中,且每个第三塞打螺栓上安装有一个轴承,所述滑车底板的另一侧垂直插入了三块小板,从左到右依次为电机后托板、电机固定板和齿轮轴固定板,所述支撑板位于电机后托板和电机固定板之下,且支撑板与滑车底板之间连接有四个螺栓,所述电机穿过电机后托板且固定在电机固定板上,所述驱动齿轮固定安装在电机轴上,所述插销板用螺栓固定在滑车底板上,且插销板的凸块与齿轮轴固定板上的方孔相配合,所述小齿轮和大齿轮固定在齿轮轴上,所述齿轮轴两端均安装有第二法兰轴承,所述第二法兰轴承分别安装在电机固定板和齿轮轴固定板上,所述电机固定板和齿轮轴固定板之间用螺栓连接有两个隔离柱,用于增加稳定性,所述电机固定板和齿轮轴固定板底端穿插有第二塞打螺栓,两个所述第一法兰轴承安装在第二塞打螺栓上。
优选的,所述第一导轨板与第二导轨板在左右侧面的投影互相重合。
优选的,所述第一导轨板与第二导轨板的导轨部分的直线与圆弧相切,且直线与圆弧可以有多种组合方式,图示仅为一个例子。
优选的,所述齿条板在直线与圆弧交界处的齿形为一半直线形,一半弧形。
优选的,所述轴承的内径与第一塞打螺栓和第三塞打螺栓的外径相配合,且第一塞打螺栓上的轴承部分插入滑车外侧板或滑车内侧板的孔中,第三塞打螺栓上的轴承部分插入滑车顶板或滑车底板的孔中,由此保证轴承的轴向定位。
优选的,所述齿条板、驱动齿轮、小齿轮和大齿轮上的齿模数均相同,且驱动齿轮与大齿轮相啮合,齿条板与小齿轮相啮合。
优选的,两个所述第一法兰轴承相对放置且法兰朝外,中间及两边均用套筒轴向定位。
优选的,所述齿条板在厚度方向上位于两个第一法兰轴承的法兰之间,且两个第一法兰轴承的非法兰部分位于齿条板的封闭槽中并与封闭槽的壁面形成滚动副,用于承受扭矩。
优选的,所述齿条板的封闭槽形状与齿条形状相匹配,保证小齿轮在齿条板上任意位置滚动时第一法兰轴承都能在封闭槽中顺利滚动。
优选的,所述第一塞打螺栓和第三塞打螺栓上的轴承包围成两个长方形空间,分布在滑车机构的左右两端,且此长方形的长和宽与导轨部分的宽度和厚度相匹配,所述第一导轨板和第二导轨板的导轨部分分别穿插过这两个长方形空间,且包围的轴承均与导轨部分的外表面相切。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)运用导轨加滑车的机构实现特定轨迹重复而稳定的运动,能够完成多个传统机构组合才能实现的功能;(2)导轨和滑车的主体都采用板件构成,没有复杂的型面和截面,加工装配简单,成本低廉,便于推广;(3)采用齿轮组二级减速,减速比大,能够有效的抵抗冲击;采用双导轨双滑车的结构,整体的稳定性好。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明滑车机构的立体结构示意图。
图3是本发明滑车机构局部的爆炸视图。
图4是本发明导轨板的平面示意图。
图5是本发明齿条板的平面示意图。
图6是本发明用于抓发一体装置时抓球状态的示意图。
图7是本发明用于抓发一体装置时中间过渡状态的示意图。
图8是本发明用于抓发一体装置时发球状态的示意图。
图中:1-第一导轨板、2-齿条板、3-方铝架、4-直角连接件、5-加固管、6-第二导轨板、7-第一塞打螺栓、8-滑车外侧板、9-滑车底板、10-电机、11-电机后托板、12-支撑板、13-电机固定板、14-第二塞打螺栓、15-齿轮轴、16-第一法兰轴承、17-小齿轮、18-大齿轮、19-齿轮轴固定板、20-第二法兰轴承、21-隔离柱、22-驱动齿轮、23-第三塞打螺栓、24-轴承、25-插销板、26-滑车顶板、27-滑车内侧板。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例和附图,对本发明实例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
实施例1:如图1-3所示,一种弧形导轨滑车机构及其驱动方式,包括第一导轨板1、齿条板2、方铝架3、直角连接件4、加固管5、第二导轨板6、第一塞打螺栓7、滑车外侧板8、滑车底板9、电机10、电机后托板11、支撑板12、电机固定板13、第二塞打螺栓14、齿轮轴15、第一法兰轴承16、小齿轮17、大齿轮18、齿轮轴固定板19、第二法兰轴承20、隔离柱21、驱动齿轮22、第三塞打螺栓23、轴承24、插销板25、滑车顶板26和滑车内侧板27。其特征在于:所述第一导轨板1与第二导轨板6分别用螺栓固定在方铝架3的左右两侧,所述齿条板2用螺栓固定在方铝架3的中间,且齿条板2的底部与方铝架3之间连接有两个直角连接件4,用于加固齿条板2,所述齿条板2和第二导轨板6之间连接有两个加固管5,用于减少齿条板2的挠度;所述滑车顶板26和滑车底板9之间垂直插入了四块小板,靠外侧两块为滑车外侧板8,靠内侧两块为滑车内侧板27,所述滑车外侧板8的凸块与滑车顶板26和滑车底板9的凹槽相配合,保证二者的相对位置唯一,所述滑车内侧板27的凸块与滑车顶板26和滑车底板9的方孔相配合,保证二者的相对位置唯一,所述滑车顶板26与滑车底板9的左右两侧各有四个圆孔,且每侧的圆孔均位于该侧的滑车内侧板27和滑车外侧板8之间,八个所述第一塞打螺栓7穿插在这些圆孔中,且每个第一塞打螺栓7上安装有两个轴承24,所述滑车内侧板27与滑车外侧板8上各有两个圆孔,且圆孔均位于滑车顶板26和滑车底板9之间,四个所述第三塞打螺栓23穿插在这些圆孔中,且每个第三塞打螺栓23上安装有一个轴承24,所述滑车底板9的另一侧垂直插入了三块小板,从左到右依次为电机后托板11、电机固定板13和齿轮轴固定板19,所述支撑板12位于电机后托板11和电机固定板13之下,且支撑板12与滑车底板9之间连接有四个螺栓,所述电机10穿过电机后托板11且固定在电机固定板13上,所述驱动齿轮22固定安装在电机10轴上,所述插销板25用螺栓固定在滑车底板9上,且插销板25的凸块与齿轮轴固定板19上的方孔相配合,所述小齿轮17和大齿轮18固定在齿轮轴15上,所述齿轮轴15两端均安装有第二法兰轴承20,所述第二法兰轴承20分别安装在电机固定板13和齿轮轴固定板19上,所述电机固定板13和齿轮轴固定板19之间用螺栓连接有两个隔离柱21,用于增加稳定性,所述电机固定板13和齿轮轴固定板19底端穿插有第二塞打螺栓14,两个所述第一法兰轴承16安装在第二塞打螺栓14上。
所述第一导轨板1与第二导轨板6在左右侧面的投影互相重合。
如图4所示,所述第一导轨板1与第二导轨板6的导轨部分的直线与圆弧相切,且直线与圆弧可以有多种组合方式,图示仅为一个例子。
如图5所示,所述齿条板2在直线与圆弧交界处的齿形为一半直线形,一半弧形。
所述轴承24的内径与第一塞打螺栓7和第三塞打螺栓23的外径相配合,且第一塞打螺栓7上的轴承24部分插入滑车外侧板8或滑车内侧板27的孔中,第三塞打螺栓23上的轴承24部分插入滑车顶板26或滑车底板9的孔中,由此保证轴承24的轴向定位。
所述齿条板2、驱动齿轮22、小齿轮17和大齿轮18上的齿模数均相同,且驱动齿轮22与大齿轮18相啮合,齿条板2与小齿轮17相啮合。
两个所述第一法兰轴承16相对放置且法兰朝外,中间及两边均用套筒轴向定位。
所述齿条板2在厚度方向上位于两个第一法兰轴承16的法兰之间,且两个第一法兰轴承16的非法兰部分位于齿条板2的封闭槽中并与封闭槽的壁面形成滚动副,用于承受扭矩。
所述齿条板2的封闭槽形状与齿条形状相匹配,保证小齿轮17在齿条板2上任意位置滚动时第一法兰轴承16都能在封闭槽中顺利滚动。
所述第一塞打螺栓7和第三塞打螺栓23上的轴承24包围成两个长方形空间,分布在滑车机构的左右两端,且此长方形的长和宽与导轨部分的宽度和厚度相匹配,所述第一导轨板1和第二导轨板6的导轨部分分别穿插过这两个长方形空间,且包围的轴承24均与导轨部分的外表面相切。
此装置工作时,电机10轴转动,带动驱动齿轮22同向转动,进而大齿轮18和小齿轮17反向转动,由于与小齿轮17啮合的齿条板2固定不动,小齿轮17的转动表现为在齿条板2上滚动,从而带动整个滑车机构运动,因为滑车机构上的轴承24与第一导轨板1和第二导轨板6的壁面相切且两个第一法兰轴承16与齿条板2的封闭槽壁面形成滚动副,所以滑车机构的运动是唯一确定的,因此,控制电机10的正转与反转就能控制滑车机构沿着导轨部分做重复而稳定的运动。
实施例2:如图6-8所示,本发明用于球类的抓发一体装置,机械爪安装在滑车机构的滑车顶板26和滑车底板9上,摩擦轮发射板安装在方铝架3上;抓球时,滑车机构位于第一导轨板1和第二导轨板6最下方的直线部分,抓好球后,电机10轴转动,带动滑车机构直线上升,确保能够顺利将球取出,然后电机10轴继续同方向转动,滑车从直线部分滑动到圆弧部分再到第二段直线部分,并将球沿直线垂直送入摩擦轮发射板中,完成斜方向发球。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种弧形导向运动装置,包括第一导轨板(1)、齿条板(2)、方铝架(3)、直角连接件(4)、加固管(5)、第二导轨板(6)、第一塞打螺栓(7)、滑车外侧板(8)、滑车底板(9)、电机(10)、电机后托板(11)、支撑板(12)、电机固定板(13)、第二塞打螺栓(14)、齿轮轴(15)、第一法兰轴承(16)、小齿轮(17)、大齿轮(18)、齿轮轴固定板(19)、第二法兰轴承(20)、隔离柱(21)、驱动齿轮(22)、第三塞打螺栓(23)、轴承(24)、插销板(25)、滑车顶板(26)和滑车内侧板(27),所述第一导轨板(1)与第二导轨板(6)的导轨部分均由直线导轨和圆弧导轨共同组成,且分别用螺栓固定在方铝架(3)的左右两侧,所述齿条板(2)用螺栓固定在方铝架(3)的中间,且齿条板(2)的底部与方铝架(3)之间连接有两个直角连接件(4),用于加固齿条板(2),所述齿条板(2)和第二导轨板(6)之间连接有两个加固管(5),用于减少齿条板(2)的挠度;所述滑车顶板(26)和滑车底板(9)之间垂直插入了四块小板,靠外侧两块为滑车外侧板(8),靠内侧两块为滑车内侧板(27),所述滑车外侧板(8)的凸块与滑车顶板(26)和滑车底板(9)的凹槽相配合,保证二者的相对位置唯一,所述滑车内侧板(27)的凸块与滑车顶板(26)和滑车底板(9)的方孔相配合,保证二者的相对位置唯一,所述滑车顶板(26)与滑车底板(9)的左右两侧各有四个圆孔,且每侧的圆孔均位于该侧的滑车内侧板(27)和滑车外侧板(8)之间,八个所述第一塞打螺栓(7)穿插在这些圆孔中,且每个第一塞打螺栓(7)上安装有两个轴承(24),所述滑车内侧板(27)与滑车外侧板(8)上各有两个圆孔,且圆孔均位于滑车顶板(26)和滑车底板(9)之间,四个所述第三塞打螺栓(23)穿插在这些圆孔中,且每个第三塞打螺栓(23)上安装有一个轴承(24),所述滑车底板(9)的另一侧垂直插入了三块小板,从左到右依次为电机后托板(11)、电机固定板(13)和齿轮轴固定板(19),所述支撑板(12)位于电机后托板(11)和电机固定板(13)之下,且支撑板(12)与滑车底板(9)之间连接有四个螺栓,所述电机(10)穿过电机后托板(11)且固定在电机固定板(13)上,所述驱动齿轮(22)固定安装在电机(10)轴上,所述插销板(25)用螺栓固定在滑车底板(9)上,且插销板(25)的凸块与齿轮轴固定板(19)上的方孔相配合,所述小齿轮(17)和大齿轮(18)固定在齿轮轴(15)上,所述齿轮轴(15)两端均安装有第二法兰轴承(20),所述第二法兰轴承(20)分别安装在电机固定板(13)和齿轮轴固定板(19)上,所述电机固定板(13)和齿轮轴固定板(19)之间用螺栓连接有两个隔离柱(21),用于增加稳定性,所述电机固定板(13)和齿轮轴固定板(19)底端穿插有第二塞打螺栓(14),两个所述第一法兰轴承(16)安装在第二塞打螺栓(14)上。
2.根据权利要求1所述的一种弧形导向运动装置,其特征在于:所述第一导轨板(1)与第二导轨板(6)在左右侧面的投影互相重合。
3.根据权利要求1所述的一种弧形导向运动装置,其特征在于:所述第一导轨板(1)与第二导轨板(6)的导轨部分的直线与圆弧相切,且直线与圆弧有多种组合方式。
4.根据权利要求1所述的一种弧形导向运动装置,其特征在于:所述齿条板(2)在直线与圆弧交界处的齿形为一半直线形,一半弧形。
5.根据权利要求1所述的一种弧形导向运动装置,其特征在于:所述轴承(24)的内径与第一塞打螺栓(7)和第三塞打螺栓(23)的外径相配合,且第一塞打螺栓(7)上的轴承(24)部分插入滑车外侧板(8)或滑车内侧板(27)的孔中,第三塞打螺栓(23)上的轴承(24)部分插入滑车顶板(26)或滑车底板(9)的孔中,由此保证轴承(24)的轴向定位。
6.根据权利要求1所述的一种弧形导向运动装置,其特征在于:所述齿条板(2)、驱动齿轮(22)、小齿轮(17)和大齿轮(18)上的齿模数均相同,且驱动齿轮(22)与大齿轮(18)相啮合,齿条板(2)与小齿轮(17)相啮合。
7.根据权利要求1所述的一种弧形导向运动装置,其特征在于:两个所述第一法兰轴承(16)相对放置且法兰朝外,中间及两边均用套筒轴向定位。
8.根据权利要求1所述的一种弧形导向运动装置,其特征在于:所述齿条板(2)在厚度方向上位于两个第一法兰轴承(16)的法兰之间,且两个第一法兰轴承(16)的非法兰部分位于齿条板(2)的封闭槽中并与封闭槽的壁面形成滚动副,用于承受扭矩。
9.根据权利要求1所述的一种弧形导向运动装置,其特征在于:所述齿条板(2)的封闭槽形状与齿条形状相匹配,保证小齿轮(17)在齿条板(2)上任意位置滚动时第一法兰轴承(16)都能在封闭槽中顺利滚动。
10.根据权利要求1所述的一种弧形导向运动装置,其特征在于:所述第一塞打螺栓(7)和第三塞打螺栓(23)上的轴承(24)包围成两个长方形空间,分布在滑车机构的左右两端,且此长方形的长和宽与导轨部分的宽度和厚度相匹配,所述第一导轨板(1)和第二导轨板(6)的导轨部分分别穿插过这两个长方形空间,且包围的轴承(24)均与导轨部分的外表面相切。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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