CN210525144U - 多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂，包括平衡气缸、立柱、主机头、一号力臂、二号力臂和连接法兰，一号力臂与二号力臂之间，主机头与立柱之间，二号力臂与连接法兰之间均通过旋转关节连接，每个旋转关节处均设置有由制动盘、薄型气缸、制动压块和制动托块组成的制动器，旋转关节设置有位于制动盘上方且带有通孔的载板，薄型气缸无约束地设置于载板的上方，制动压块的顶端与薄型气缸的活塞固连，底端延伸至载板的下方，制动托块位于制动盘的下方，其通过一连接件固连在薄型气缸上。本实用新型利用一只无约束安装的薄型气缸带动制动压块和制动托块位移运动实现了旋转关节处的双面制动效果，提高了旋转关节处的制动性能。

Description

多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂

技术领域

本实用新型用于助力机械领域，特别是涉及多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂。

背景技术

多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂，是类似天平、仿生人体构造的辅助物料搬运设备。该设备是通过接入压缩空气驱动和控制从而平衡掉被搬运物体的重量，使操作者在设备覆盖的作业空间内轻松移动被搬运物体。助力机械手臂的每个关节处均设置可将该关节锁死并定位的制动机构，以实现转动臂任意位置的定位锁死以及工件的准确移位。目前，在旋转关节处所使用的制动机构主要是单面制动器，其依靠快速伸出的制动块与制动盘的一个盘面间产生较大的摩擦力实现旋转关节的制动，但是，制动盘的另一个盘面没有支撑，制动块快速重压制动盘盘面，极易造成制动盘变形，缩减了制动盘的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提供多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂，其一目的是采用双面制动方式实现旋转关节处的快速制动，同时给与制动盘双面支撑，延长制动盘使用寿命。

为达前述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂，包括控制系统、平衡气缸、立柱、主机头、一号力臂、二号力臂和连接法兰，所述立柱的底部设置有地面安装固定板，所述主机头通过旋转关节一安装在所述立柱顶部，所述一号力臂与二号力臂之间通过旋转关节二连接，所述一号力臂相对所述二号力臂的一端与所述平衡气缸的活塞杆铰接连接，所述二号力臂相对所述一号力臂的一端通过旋转关节三与所述连接法兰连接；所述旋转关节一、旋转关节二和旋转关节三处均设置有一制动器；

所述制动器由制动盘、薄型气缸、制动压块和制动托块组成，所述制动盘固定套装在对应的旋转关节的转轴外部；所述旋转关节一、旋转关节二和旋转关节三中均设置有一水平的载板，所述载板位于所述制动盘的上方，所述载板中设置有通孔；所述薄型气缸无约束地设置于所述载板的上方；所述制动压块活动穿设在所述通孔中，顶端与所述薄型气缸的活塞固连，底端延伸至所述载板的下方，所述制动压块的底端设置有凸出台阶；所述制动托块位于所述制动盘的下方，其通过一连接件固连在所述薄型气缸上。

在本技术方案中，助力机械手臂主要是利用压缩空气通过逻辑控制气路驱动和控制平衡气缸带动一号力臂在垂直方向上摆动从而获得上升和下降空间，实现被搬运物体上下运动，利用三个旋转关节实现了杯搬运货物在平面圆周上的旋转。旋转关节处的制动器的制动原理是：薄型气缸的活塞伸出时，制动压块的制动压面下压制动盘的一个面，由于制动盘处于固定状态，此时产生的反向力会带动薄型气缸与制动托块一起朝制动压块的方向运动(即与制动压块的运动相反)，让制动托块的承托面接触制动盘的另一面，形成制动盘两侧同时被夹持的状态，从而产生制动效果；薄型气缸的活塞收回时，制动压块随之后退离开制动盘，由于制动压块上的凸出台阶的存在，台阶面与固定板接触的瞬间形成的反作用力使薄型气缸与固定板紧密接触，与薄型气缸固连的制动托块后退离开制动盘，从而解除了旋转关节的制动。

本实用新型提供的技术方案，还包括以下附加的技术特征：

进一步的是，所述一号力臂为平行四边形结构。

进一步的是，所述二号力臂为一体式结构，包括两根构成L型的直杆，两根直杆之间通过一斜杆连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.利用一只无约束安装的薄型气缸带动制动压块和制动托块位移运动实现了三个旋转关节处的双面制动效果，提高了旋转关节处的制动性能，而且制动压块和制动托块给与了制动盘的双面支撑，延长了制动盘的使用寿命；

2.一号力臂的平行四边形结构确保二号力臂始终处于水平状态并与地面平行；

3.三组旋转关节使得助力机械臂的连接法兰在作业半径内灵活变换位置；

4.三组旋转关节处的制动器可使设备在作业空间内的任一位置悬停，最末端旋转关节处的连接法兰可连接不同的工装治具。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是实施例中公开的助力机械手臂的主视图；

图2是实施例中公开的助力机械手臂的结构图；

图3是实施例中公开的制动器的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

参阅图1和2所示的助力机械手臂，包括控制系统、平衡气缸10、调压过滤器20、立柱30、主机头40、一号力臂50、二号力臂60和连接法兰70，可选配增压器和储气罐等。立柱30的底部设置有地面安装固定板，主机头40通过可360°旋转的旋转关节一80安装在立柱30顶部。一号力臂50与二号力臂60之间通过可360°旋转的旋转关节二90连接，一号力臂50相对二号力臂60的一端与平衡气缸10的活塞杆铰接连接，二号力臂60相对一号力臂50的一端通过可360°旋转的旋转关节三100与连接法兰70连接。连接法兰70可连接不同的工装治具。助力机械手臂主要是利用压缩空气通过逻辑控制气路驱动和控制平衡气缸10带动一号力臂50在垂直方向上摆动从而获得上升和下降空间，实现被搬运物体上下运动，利用三个旋转关节实现了杯搬运货物在平面圆周上的旋转。

一号力臂50为平行四边形结构，二号力臂60为一体式结构，包括两根构成L 型的直杆，两根直杆之间通过一斜杆连接。一号力臂50的平行四边形结构确保二号力臂60始终处于水平状态并与地面平行。

旋转关节一80、旋转关节二90和旋转关节三100处均设置有一制动器A，三个制动器可使设备在作业空间内的任一位置悬停。参见图3，制动器由制动盘A1、薄型气缸A2、制动压块A3和制动托块A4组成，制动盘A1固定套装在对应的旋转关节的转轴外部；旋转关节一80、旋转关节二90和旋转关节三100中均设置有一水平的载板A5，载板A5位于制动盘A1的上方，载板A5中设置有通孔；薄型气缸 A2无约束地设置于载板A5的上方；制动压块A3活动穿设在通孔中，顶端与薄型气缸A2的活塞固连，底端延伸至载板A5的下方，制动压块A3的底端设置有凸出台阶A6；制动托块A4位于制动盘A1的下方，其通过一连接件固连在薄型气缸A2上。

上述制动器的制动原理是：薄型气缸A2的活塞伸出时，制动压块A3的制动压面下压制动盘A1的一个面，由于制动盘A1处于固定状态，此时产生的反向力会带动薄型气缸A2与制动托块A4一起朝制动压块A3的方向运动(即与制动压块 A3的运动相反)，让制动托块A4的承托面接触制动盘A1的另一面，形成制动盘 A1两侧同时被夹持的状态，从而产生制动效果。薄型气缸A2的活塞收回时，制动压块A3随之后退离开制动盘A1，由于制动压块A3上的凸出台阶A6的存在，台阶面与固定板接触的瞬间形成的反作用力使薄型气缸A2与固定板紧密接触，与薄型气缸A2固连的制动托块A4后退离开制动盘A1，从而解除了旋转关节的制动。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所动义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂，其特征在于，包括控制系统、平衡气缸、立柱、主机头、一号力臂、二号力臂和连接法兰，所述立柱的底部设置有地面安装固定板，所述主机头通过旋转关节一安装在所述立柱顶部，所述一号力臂与二号力臂之间通过旋转关节二连接，所述一号力臂相对所述二号力臂的一端与所述平衡气缸的活塞杆铰接连接，所述二号力臂相对所述一号力臂的一端通过旋转关节三与所述连接法兰连接；所述旋转关节一、旋转关节二和旋转关节三处均设置有一制动器；

所述制动器由制动盘、薄型气缸、制动压块和制动托块组成，所述制动盘固定套装在对应的旋转关节的转轴外部；所述旋转关节一、旋转关节二和旋转关节三中均设置有一水平的载板，所述载板位于所述制动盘的上方，所述载板中设置有通孔；所述薄型气缸无约束地设置于所述载板的上方；所述制动压块活动穿设在所述通孔中，顶端与所述薄型气缸的活塞固连，底端延伸至所述载板的下方，所述制动压块的底端设置有凸出台阶；所述制动托块位于所述制动盘的下方，其通过一连接件固连在所述薄型气缸上。

2.根据权利要求1所述的多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂，其特征在于，所述一号力臂为平行四边形结构。

3.根据权利要求1所述的多关节全气动硬臂折臂式助力机械手臂，其特征在于，所述二号力臂为一体式结构，包括两根构成L型的直杆，两根直杆之间通过一斜杆连接。

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