CN114536395A - 高刚性机械臂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高刚性机械臂，包括第一结构梁、手臂滑板、移动驱动机构、传动组件及第二结构梁，第一结构梁可滑动地设置于手臂滑板上；移动驱动机构设置于手臂滑板上并与第一结构梁连接；传动组件包括惰轮组及同步传动件，两个惰轮组呈间隔地设置于第一结构梁上，同步传动件绕设于两个惰轮组上，手臂滑板与同步传动件的下传动段固定连接；第二结构梁可滑动地设置于第一结构梁的上部，第二结构梁的底部与同步传动件的上传动段固定连接；第一结构梁和第二结构梁中的一者设有第一卡槽，第一结构梁和第二结构梁中的另一者设有第一卡合件；第二结构梁滑动至目标位置时，第一卡合件与第一卡槽卡合。
Description
技术领域
本发明专利涉及机械手技术领域，尤其涉及一种高刚性机械臂。
背景技术
大型机械手臂的行程长，末端刚度较差，作水平方向的前进和后退取出产品或埋入镶件时，由于末端晃动大，易造成产品损伤或埋入位置偏差无法埋入，损坏镶件和模具，现有解决方案是把机械臂水平前进和后退速度放慢或增加延时，减小晃动，但会导致模内动作时间变长，生产效率降低；另外方案是通过加大机械臂的手臂尺寸或厚度来提高刚度，减少末端晃动，但会带来一系列变大改动，伺服电机功率、滑块、导轨、同步带等，造成机械臂的整机质量增大，能耗和成本增高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种刚性高的高刚性机械臂。
为实现上述目的，本发明提供了一种高刚性机械臂，包括第一结构梁、手臂滑板、移动驱动机构、传动组件及第二结构梁，所述第一结构梁可滑动地设置于所述手臂滑板上；所述移动驱动机构设置于所述手臂滑板上并与所述第一结构梁连接；所述传动组件包括惰轮组及同步传动件，两个所述惰轮组呈间隔地设置于所述第一结构梁上，所述同步传动件绕设于两个所述惰轮组上，所述手臂滑板与所述同步传动件的下传动段固定连接；所述第二结构梁可滑动地设置于所述第一结构梁上，所述第二结构梁的底部与所述同步传动件的上传动段固定连接；借由所述移动驱动机构驱动所述第一结构梁滑动并带动所述同步传动件，使得所述同步传动件带动所述第二结构梁同步滑动；所述第一结构梁和所述第二结构梁中的一者设有第一卡槽，所述第一卡槽的开槽方向与所述第二结构梁的滑动方向相同，所述第一结构梁和所述第二结构梁中的另一者设有第一卡合件；所述第二结构梁滑动至目标位置时，所述第一卡合件与所述第一卡槽卡合。
较佳地，所述第一结构梁的底部设有第一导轨，所述手臂滑板的上部设有第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨滑动配合。
较佳地，所述第一结构梁的底部设有第一导轨，所述手臂滑板的上部设有第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨滑动配合。
较佳地，所述手臂滑板上枢接有毛毡轮，所述毛毡轮与所述齿条啮合。
较佳地，所述手臂滑板上设有第一夹板，所述第一夹板与所述同步传动件的下传动段固定连接。
较佳地，所述第一结构梁的上部设有第二滑块，所述第二结构梁的底部设有第二导轨，所述第二滑块与所述第二导轨滑动配合。
较佳地，所述第二结构梁的底部设有第二夹板，所述第二夹板与所述同步传动件的上传动段固定连接。
较佳地，所述第一卡合件为凸轮轴承。
较佳地，所述第一结构梁与所述手臂滑板中的一者设有第二卡槽，所述第一结构梁与所述手臂滑板中的另一者设有第二卡合件，所述第一结构梁滑动至目标位置时，所述第二卡合件与所述第二卡槽卡合。
较佳地，所述第二卡合件为凸轮轴承。
较佳地，所述高刚性机械臂还包括治具翻转单元，所述治具翻转单元设置于所述第二结构梁上。
与现有技术相比，本发明的高刚性机械臂通过在所述第一结构梁和所述第二结构梁中的一者设置第一卡槽，在所述第一结构梁和所述第二结构梁中的另一者设置第一卡合件，利用所述移动驱动机构驱动所述第一结构梁滑动并带动所述同步传动件，使得所述同步传动件带动所述第二结构梁滑动，在所述第二结构梁相对第一结构梁滑出至目标位置时，所述第一卡合件与所述第一卡槽卡合，通过第一卡合件与第一卡槽的高刚性，增加机械臂的整体刚性，同时加强了第一滑块和第二滑块螺钉的受力，保护了第一结构梁和第二结构梁的结构稳固性。
附图说明
图1是本发明的高刚性机械臂在原点位置时的立体结构图。
图2是本发明的高刚性机械臂在手臂滑板位置处的结构图。
图3是本发明的高刚性机械臂在第一结构梁位置处的结构图。
图4是本发明的高刚性机械臂在第一结构梁位置处的另一角度的结构图。
图5是本发明的高刚性机械臂在目标位置时的立体结构图。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。
请参阅图1、图3及图5，本发明的高刚性机械臂100包括第一结构梁1、手臂滑板2、移动驱动机构3、传动组件4及第二结构梁5，第一结构梁1可滑动地设置于手臂滑板2上；移动驱动机构3设置于手臂滑板2上并与第一结构梁1连接；传动组件4包括惰轮组41及同步传动件42，两个惰轮组41呈间隔地设置于第一结构梁1上，同步传动件42绕设于两个惰轮组41上，手臂滑板2与同步传动件42的下传动段固定连接；第二结构梁5可滑动地设置于第一结构梁1上，第二结构梁5的底部与同步传动件42的上传动段固定连接；借由移动驱动机构3驱动第一结构梁1滑动并带动同步传动件42，使得同步传动件42带动第二结构梁5同步滑动；第一结构梁1和第二结构梁5中的一者设有第一卡槽11，第一卡槽11的开槽方向与第二结构梁5的滑动方向相同，第一结构梁1和第二结构梁5中的另一者设有第一卡合件51；第二结构梁5滑动至目标位置时，第一卡合件51与第一卡槽11卡合。一方面，通过第一卡合件51与第一卡槽11的高刚性，增加机械臂的整体刚性；另一方面，限制了第二结构梁5在负载产品时相对第一结构梁1的晃动，保护了第一结构梁1和第二结构梁5的结构稳固性，并保护第一结构梁1和第二结构梁5的滑块螺钉，改善机器长时间工作后出现螺钉拉断的问题。在本实施例中，第一结构梁1设有第一卡槽11，第二结构梁5设有第一卡合件51。具体地，第一结构梁1设有第一连接件111，第一卡槽11设置于第一连接件111上，但不以此为限。更具体地，若干个第一连接件111分别设置于第一结构梁1的两侧，若干个第一卡合件51分别设置于第二结构梁5的两侧，第一卡合件51为凸轮轴承，凸轮轴承可滑入第一卡槽11内。
请参阅图1及图2，在本实施例中，移动驱动机构3包括旋转驱动机构31、齿轮32及齿条33，齿条33固定于第一结构梁1上，旋转驱动机构31设置于手臂滑板2上，旋转驱动机构31的输出端与齿轮32连接，齿轮32与齿条33啮合。旋转驱动机构31可驱动齿轮32转动，由于齿轮32与齿条33啮合，齿条33固定在第一结构梁1，从而可驱使第一结构梁1在手臂滑板2上滑动。其中，旋转驱动机构31可采用现有的伺服电机与减速机配合的结构。但移动驱动机构3的结构不以此为限。举例而言，移动驱动机构3也可采用电机与丝杆机构配合的结构驱动第一结构梁1滑动。进一步地，手臂滑板2上枢接有毛毡轮22，毛毡轮22与齿条33啮合。
请参阅图1、图3及图4，在本实施例中，第一结构梁1的底部设有第一导轨12，手臂滑板2的上部设有第一滑块21，第一滑块21与第一导轨12滑动配合；第一结构梁1的上部设有第二滑块13，第二结构梁5的底部设有第二导轨52，第二滑块13与第二导轨52滑动配合。
请参阅图2及图4，手臂滑板2上设有第一夹板23，第一夹板23与同步传动件42的下传动段固定连接。第二结构梁5的底部设有第二夹板53，第二夹板53与同步传动件42的上传动段固定连接。
请参阅图1及图2，第一结构梁1与手臂滑板2中的一者设有第二卡槽24，第一结构梁1与手臂滑板2中的另一者设有第二卡合件14，第一结构梁1滑动至目标位置时，第二卡合件14与第二卡槽24卡合。在本实施例中，手臂滑板2设有第二卡槽24，第一结构梁1设有第二卡合件14。其中，第一卡槽11位于第一结构梁1的一端，第二卡合件14位于第一结构梁1的另一端。具体地，手臂滑板2上设有第二连接件241，第二卡槽24设置于第二连接件241上，但不以此为限。更具体地，若干个第二连接件241设置于手臂滑板2的两侧，若干个第二卡合件14设置于第一结构梁1的两侧，第二卡合件14为凸轮轴承，凸轮轴承可滑入第二卡槽24内。
请参阅图1，在本实施例中，高刚性机械臂100还包括治具翻转单元6，治具翻转单元6设置于第二结构梁5上。但不以此为限，第二结构梁5上可设置其他现有的执行机构。
结合图1至图5，本发明的高刚性机械臂100的具体工作原理如下：
旋转驱动机构31驱动齿轮32转动，由于齿轮32与齿条33啮合，齿条33固定在第一结构梁1上，而齿轮32、旋转驱动机构31安装在手臂滑板2上，故可驱使第一结构梁1滑动，并通过第一夹板23驱使同步传动件42绕惰轮组41转动，同步传动件42的上传动段通过第二夹板53驱使第二结构梁5相对第一结构梁1同步滑动，进而可带动治具翻转单元6移动伸出或收回。其中，手臂滑板2固定不动。在高刚性机械臂100从图1所示的原点位置运动至图5所示的目标位置时，第一卡合件51卡合于第一卡槽11内，第二卡合件14卡合于第二卡槽24内。第一结构梁1通过第一卡槽11支撑第二结构梁5，通过第二卡合件14进一步支撑手臂滑板2及设置于手臂滑槽上的部件。
综上，本发明的高刚性机械臂100通过在第一结构梁1和第二结构梁5中的一者设置第一卡槽11，在第一结构梁1和第二结构梁5中的另一者设置第一卡合件51，通过第一结构梁1与手臂滑板2中的一者设置第二卡槽24，第一结构梁1与手臂滑板2中的另一者设置第二卡合件14，利用移动驱动机构3驱动第一结构梁1滑动并带动同步传动件42，使得同步传动件42带动第二结构梁5滑动，在第二结构梁5相对第一结构梁1滑出至目标位置时，第一卡合件51与第一卡槽11卡合，第二卡合件14与第二卡槽24卡合，通过第一卡合件51与第一卡槽11的高刚性，第二卡合件14与第二卡槽24的高刚性，增加机械臂的整体刚性，同时，限制了第二结构梁5在负载产品时相对第一结构梁1的晃动，保护了第一结构梁1和第二结构梁5的结构稳固性，并保护第一结构梁1和第二结构梁5的滑块螺钉，改善机器长时间工作后出现螺钉拉断的风险问题。
值得注意的是，以上的“上部”、“底部”等方位的描述以图1所示的方位为参考，在其他实施例中，当高刚性机械臂100的安装方向发生变化时，以上的“上部”、“底部”等方位的描述也随之变化。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。
Claims (11)
1.一种高刚性机械臂，其特征在于，包括：
第一结构梁；
手臂滑板，所述第一结构梁可滑动地设置于所述手臂滑板上；
移动驱动机构，所述移动驱动机构设置于所述手臂滑板上并与所述第一结构梁连接；
传动组件，所述传动组件包括惰轮组及同步传动件，两个所述惰轮组呈间隔地设置于所述第一结构梁上，所述同步传动件绕设于两个所述惰轮组上，所述手臂滑板与所述同步传动件的下传动段固定连接；
第二结构梁，所述第二结构梁可滑动地设置于所述第一结构梁上，所述第二结构梁的底部与所述同步传动件的上传动段固定连接；借由所述移动驱动机构驱动所述第一结构梁，并带动所述同步传动件，使得所述同步传动件带动所述第二结构梁同步滑动；
所述第一结构梁和所述第二结构梁中的一者设有第一卡槽，所述第一卡槽的开槽方向与所述第二结构梁的滑动方向相同，所述第一结构梁和所述第二结构梁中的另一者设有第一卡合件；所述第二结构梁滑动至目标位置时，所述第一卡合件与所述第一卡槽卡合。
2.根据权利要求1所述的高刚性机械臂，其特征在于，所述第一结构梁的底部设有第一导轨，所述手臂滑板的上部设有第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨滑动配合。
3.根据权利要求1所述的高刚性机械臂，其特征在于，所述移动驱动机构包括旋转驱动机构、齿轮及齿条，所述齿条固定于所述第一结构梁上，所述旋转驱动机构设置于所述手臂滑板上，所述旋转驱动机构的输出端与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合。
4.根据权利要求3所述的高刚性机械臂，其特征在于，所述手臂滑板上枢接有毛毡轮，所述毛毡轮与所述齿条啮合。
5.根据权利要求1所述的高刚性机械臂，其特征在于，所述手臂滑板上设有第一夹板，所述第一夹板与所述同步传动件的下传动段固定连接。
6.根据权利要求1所述的高刚性机械臂，其特征在于，所述第一结构梁的上部设有第二滑块，所述第二结构梁的底部设有第二导轨，所述第二滑块与所述第二导轨滑动配合。
7.根据权利要求1所述的高刚性机械臂，其特征在于，所述第二结构梁的底部设有第二夹板，所述第二夹板与所述同步传动件的上传动段固定连接。
8.根据权利要求1所述的高刚性机械臂，其特征在于，所述第一卡合件为凸轮轴承。
9.根据权利要求1所述的高刚性机械臂，其特征在于，所述第一结构梁与所述手臂滑板中的一者设有第二卡槽，所述第一结构梁与所述手臂滑板中的另一者设有第二卡合件，所述第一结构梁滑动至目标位置时，所述第二卡合件与所述第二卡槽卡合。
10.根据权利要求1所述的高刚性机械臂，其特征在于，所述第二卡合件为凸轮轴承。
11.根据权利要求1所述的高刚性机械臂，其特征在于，还包括治具翻转单元，所述治具翻转单元设置于所述第二结构梁上。
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