CN206364652U - 一种带有加力机构的机械摆臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有加力机构的机械摆臂,包括定位盘和摆动盘,定位盘中部设置有一个中心步进电机，在定位盘周向还设置有若干周向步进电机,周向步进电机的输出轴上固定连接有一个螺套，在螺套上通过螺纹连接有一个螺杆，在螺杆的外端部设置有一个球头；摆动盘上布置有与若干螺杆对应的若干摆动座，摆动座通过第一轴承与摆动盘转动连接，摆动座内部设置有一个内端开口的周向球形摆动空腔，球头嵌入到对应的周向球形摆动空腔中；在摆动盘的中部还设置有一个内端开口的中心球形摆动空腔，中心步进电机的输出轴外端部设置有一个嵌入到中心球形摆动空腔中的球块。本实用新型优点：实现了小成本、高精度、大驱动力的摆臂的设计。

Description

一种带有加力机构的机械摆臂

技术领域

本实用新型属于机械摆臂结构领域，尤其涉及的是一种带有加力机构的机械摆臂。

背景技术

机械摆臂作为一种摆动机构，在机床、起重机构等领域中使用较为广泛，一般而言，传统的高精度摆臂一般是通过若干个直线步进电机和万向轴的配合实现万向摆动，然而此种结构的负载能力受直线步进电机的影响较大，大负载的直线步进电机采购价也较高；另一种液压摆臂，其摆动方向限制较高，而且液压控制的精度远不如直线步进电机等机构，因此如何设计出一款成本低，负载能力大的机械摆臂就成了难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中传统机械摆臂或者制造成本高、或者精度不够的技术问题，提供了一种带有加力机构的机械摆臂。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种带有加力机构的机械摆臂,包括平行设置的定位盘和摆动盘,所述定位盘中部设置有一个中心步进电机，在所述定位盘周向环绕所述中心步进电机还设置有若干周向步进电机,所述中心步进电机和若干周向步进电机的输出轴均与所述定位盘相垂直,所述周向步进电机的输出轴上固定连接有一个螺套，在所述螺套上通过螺纹连接有一个螺杆，在所述螺杆的外端部设置有一个球头；所述摆动盘上布置有与若干螺杆对应的若干摆动座，所述摆动座通过第一轴承与摆动盘转动连接，所述摆动座内部设置有一个内端开口的周向球形摆动空腔，所述球头嵌入到对应的周向球形摆动空腔中；在所述摆动盘的中部还设置有一个内端开口的中心球形摆动空腔，所述中心步进电机的输出轴外端部设置有一个嵌入到所述中心球形摆动空腔中的球块。

作为本实用新型专利的进一步创新，在所述摆动盘外端中部还设置有一个柱形的压紧空腔，所述压紧空腔与所述中心球形摆动空腔的外端连通，在所述压紧空腔内壁通过螺纹连接有一个压紧块，所述压紧块的内端紧抵所述球块。

作为本实用新型专利的进一步创新，所述若干周向步进电机的输出轴以所述中心步进电机的输出轴为中心呈环形阵列分布。

作为本实用新型专利的进一步创新，所述定位盘上还同轴固定连接有一个支撑盘，所述支撑盘位于所述定位盘和所述摆动盘之间，在所述支撑盘上设置有供若干螺套穿过的若干转动孔，所述螺套与转动孔之间转动连接，在定位盘的中部还设置有一个供所述中心步进电机的输出轴穿过的滑动孔，所述中心步进电机的输出轴与所述滑动孔之间滑动连接。

作为本实用新型专利的进一步创新，所述支撑盘和定位盘之间通过若干个相对定位盘圆心呈环形阵列布置的连接杆固定连接。

作为本实用新型专利的进一步创新，所述转动孔与螺套之间通过第二轴承转动连接。

作为本实用新型专利的进一步创新，所述滑动孔的内壁固定有一个石墨滑套，所述中心步进电机的输出轴与石墨滑套之间滑动连接。

作为本实用新型专利的进一步创新，所述中心步进电机为直线步进电机，所述周向步进电机为旋转式步进电机。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

1、本实用新型提供的一种带有加力机构的机械摆臂,其周向通过螺杆、螺套配合轴向控制的结构并加上相对成本较为低廉的旋转式步进电机，实现了小成本、高精度、大驱动力的摆臂的设计；同时在中心设置一个直线步进电机，可以实现对摆臂整体长度的控制，针对一些锁定磁阻较低的旋转式步进电机，本实用新型加入的直线步进电机可以对长度进行锁定，且位于中部的直线步进电机受到的负载力也相对较低，不会因为需要采购大功率的直线步进电机而提高成本。

2、本实用新型提供的一种带有加力机构的机械摆臂,其支撑盘降低了各个电机输出轴的径向负载力，保证了各旋转步进电机和直线步进电机的稳定工作，降低了各个电机输出轴变形的可能。

3、本实用新型提供的一种带有加力机构的机械摆臂,其压紧块可以实现对中部摆动阻尼的调整，从而对摆动盘提供一定的锁定阻尼，提高定位的稳定性，防止电机急停时摆动盘发生抖动。

附图说明

图1是本实用新型的局部剖视示意图；

图2是图1的右视图。

图中标号：1、定位盘；2、支撑盘；3、摆动盘；4、连接杆；5、周向步进电机；6、中心步进电机；7、螺套；8、螺杆；9、球头；10、球块；11、压紧块；12、第一轴承；13、第二轴承。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1、图2，本实施例公开了一种带有加力机构的机械摆臂,包括平行设置的定位盘1和摆动盘3,定位盘1中部设置有一个中心步进电机6，中心步进电机6采用直线步进电机，在定位盘1周向环绕中心步进电机6还设置有若干周向步进电机5,周向步进电机5采用旋转式步进电机。中心步进电机6和若干周向步进电机5的输出轴均与定位盘1相垂直,若干周向步进电机5的输出轴以中心步进电机6的输出轴为中心呈环形阵列分布。

周向步进电机5的输出轴上固定连接有一个螺套7，在螺套7上通过螺纹连接有一个螺杆8，在螺杆8的外端部设置有一个球头9；摆动盘3上布置有与若干螺杆8对应的若干摆动座，摆动座通过第一轴承12与摆动盘3转动连接，摆动座内部设置有一个内端开口的周向球形摆动空腔，球头9嵌入到对应的周向球形摆动空腔中；在摆动盘3的中部还设置有一个内端开口的中心球形摆动空腔，中心步进电机6的输出轴外端部设置有一个嵌入到中心球形摆动空腔中的球块10。在摆动盘3外端中部还设置有一个柱形的压紧空腔，压紧空腔与中心球形摆动空腔的外端连通，在压紧空腔内壁通过螺纹连接有一个压紧块11，压紧块11的内端紧抵球块10。

其中，定位盘1上还同轴固定连接有一个支撑盘2，支撑盘2位于定位盘1和摆动盘3之间，支撑盘2和定位盘1之间通过若干个相对定位盘1圆心呈环形阵列布置的连接杆4固定连接。连接杆4可以根据实际工况选择不同的长度，在保证机械摆臂摆动范围的同时，保证电机输出轴的稳定性。在支撑盘2上设置有供若干螺套7穿过的若干转动孔，螺套7与转动孔之间通过第二轴承13转动连接，在定位盘1的中部还设置有一个供中心步进电机6的输出轴穿过的滑动孔，中心步进电机6的输出轴与滑动孔之间滑动连接，滑动孔的内壁固定有一个石墨滑套，中心步进电机6的输出轴与石墨滑套之间滑动连接。

使用时，可以在摆动盘3的外端面上安装对应的抓取机构或者切削用的旋转电机；首先启动中心的直线步进电机，使得直线步进电机的输出轴伸长，同时外围的旋转式步进电机也通过旋转带动螺套7旋转，进而带动螺杆8作直线运动，使得整个摆动盘3发生定位移动，移动完成后就实现了对摆动盘3相对定位盘1的距离的调整即摆动臂长度的调整。

驱动时，关闭直线步进电机的驱动电路，启动旋转式步进电机，螺套7在旋转式步进电机的推动下发生旋转，使得螺杆8与螺套7之间通过螺纹发生相对位移，通过一部部分螺杆8伸长，另一部分螺杆8缩短，就可以实现摆动盘3的定位摆动，而此时直线步进电机不参与驱动。

压紧块11可以实现对中部摆动阻尼的调整，从而对摆动盘3提供一定的锁定阻尼，提高定位的稳定性，防止电机急停时摆动盘3发生抖动。摆动座上加入的第一轴承12可以降低球头9的磨损和旋转时的发热，提高球头9的耐用度。

本实施例通过一个螺杆8、螺套7配合轴向控制的结构并加上相对成本较为低廉的旋转式步进电机，实现了小成本、高精度、大驱动力的摆动臂的设计。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带有加力机构的机械摆臂,其特征在于:包括平行设置的定位盘和摆动盘,所述定位盘中部设置有一个中心步进电机，在所述定位盘周向环绕所述中心步进电机还设置有若干周向步进电机,所述中心步进电机和若干周向步进电机的输出轴均与所述定位盘相垂直,所述周向步进电机的输出轴上固定连接有一个螺套，在所述螺套上通过螺纹连接有一个螺杆，在所述螺杆的外端部设置有一个球头；所述摆动盘上布置有与若干螺杆对应的若干摆动座，所述摆动座通过第一轴承与摆动盘转动连接，所述摆动座内部设置有一个内端开口的周向球形摆动空腔，所述球头嵌入到对应的周向球形摆动空腔中；在所述摆动盘的中部还设置有一个内端开口的中心球形摆动空腔，所述中心步进电机的输出轴外端部设置有一个嵌入到所述中心球形摆动空腔中的球块。

2.如权利要求1所述的一种带有加力机构的机械摆臂,其特征在于：在所述摆动盘外端中部还设置有一个柱形的压紧空腔，所述压紧空腔与所述中心球形摆动空腔的外端连通，在所述压紧空腔内壁通过螺纹连接有一个压紧块，所述压紧块的内端紧抵所述球块。

3.如权利要求1所述的一种带有加力机构的机械摆臂,其特征在于:所述若干周向步进电机的输出轴以所述中心步进电机的输出轴为中心呈环形阵列分布。

4.如权利要求1所述的一种带有加力机构的机械摆臂,其特征在于:所述定位盘上还同轴固定连接有一个支撑盘，所述支撑盘位于所述定位盘和所述摆动盘之间，在所述支撑盘上设置有供若干螺套穿过的若干转动孔，所述螺套与转动孔之间转动连接，在定位盘的中部还设置有一个供所述中心步进电机的输出轴穿过的滑动孔，所述中心步进电机的输出轴与所述滑动孔之间滑动连接。

5.如权利要求4所述的一种带有加力机构的机械摆臂,其特征在于：所述支撑盘和定位盘之间通过若干个相对定位盘圆心呈环形阵列布置的连接杆固定连接。

6.如权利要求4所述的一种带有加力机构的机械摆臂,其特征在于:所述转动孔与螺套之间通过第二轴承转动连接。

7.如权利要求4所述的一种带有加力机构的机械摆臂,其特征在于:所述滑动孔的内壁固定有一个石墨滑套，所述中心步进电机的输出轴与石墨滑套之间滑动连接。

8.如权利要求1所述的一种带有加力机构的机械摆臂,其特征在于:所述中心步进电机为直线步进电机，所述周向步进电机为旋转式步进电机。