CN210998714U - 升降运动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及升降机械手的技术领域，提供了一种升降运动装置，其包括底座、支撑在底座上的壳体以及设置在壳体内的支撑架、滑块座和升降驱动机构；升降驱动机构包括顶部转轮、底部转轮、包绕在两者之间的升降传动带以及使升降传动带转动的升降驱动组件，顶部转轮可转动地支撑在支撑架的顶部，底部转轮可转动地支撑在支撑架的底部；滑块座滑动设置在支撑架上并与升降传动带连接固定；升降驱动组件包括升降驱动轮、升降从动轮、包绕在两者之间的升降驱动带，以及使升降驱动轮转动的升降驱动电机。与现有技术对比，本实用新型提供的升降运动装置，成本大幅降低，且重量更轻盈，结构更为紧凑。

Description

升降运动装置

技术领域

本实用新型涉及升降机械手的技术领域，尤其是涉及一种升降运动装置。

背景技术

目前，水平关节机器人手臂目前已经被非常广泛应用，在搬运、加工、装配等环境中有非常重要的作用，它本身具有动作灵活、结构紧凑、空间要求小、重复定位精度高等特点，能够精确、快速达到空间的一点。水平关节三轴机器人相对于多轴工业机器人来说具有体积小，灵活，成本低等优势，在未来工业流水线中被大量使用将会是必然趋。加大对水平关节三轴机器人的研究也非常必要，目前国内外水平关节多轴机器人的主要品牌包括爱普生、雅马哈、库卡等企业。

市场上现有的水平关节三轴机器人大多数结构采用谐波减速器或者RV减速器，其上下Z轴和旋转R轴设在末端，前面两个大臂体组成两个机械臂，从而实现三轴机器人在空间上的不同动作。然而，现有的机械臂重量过大，价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种升降运动装置，以解决现有技术中存在的重量过重、成本高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种升降运动装置，包括底座、支撑在所述底座上的壳体以及设置在所述壳体内的支撑架、滑块座和升降驱动机构；所述升降驱动机构包括顶部转轮、底部转轮、包绕在两者之间的升降传动带以及使所述升降传动带转动的升降驱动组件，所述顶部转轮可转动地支撑在所述支撑架的顶部，所述底部转轮可转动地支撑在所述支撑架的底部；所述滑块座滑动设置在所述支撑架上并与所述升降传动带连接固定；所述升降驱动组件包括升降驱动轮、升降从动轮、包绕在两者之间的升降驱动带，以及使所述升降驱动轮转动的升降驱动电机。

进一步地，所述升降驱动电机支撑在所述底座上，所述升降从动轮与所述底部转轮连接且同轴设置。

进一步地，所述升降驱动电机为步进电机，所述升降驱动带为同步带，所述升降驱动轮、升降从动轮为同步轮。

进一步地，所述支撑架上设置有沿垂直于所述底座顶面方向延伸的滑轨，所述滑轨上设置有导向滑块，所述导向滑块滑动设置在所述滑轨上，所述滑块座与所述导向滑块连接固定。

进一步地，所述升降传动带为同步带，所述顶部转轮、底部转轮为同步轮；所述支撑架上设置有顶部定轴，所述顶部转轮通过轴承设置在所述顶部定轴上；所述顶部定轴固定设置在所述支撑架上；或者，所述顶部定轴可上下调节地设置在所述支撑架上。

进一步地，所述壳体内设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与所述支撑架和所述滑块座连接。

进一步地，所述支撑架的顶部设置有滚轮，所述滚轮与所述顶部转轮同轴设置，所述滚轮绕设有与所述滑块座连接固定的牵引线，所述弹簧的一端固定在所述支撑架的底部，另一端与所述牵引线连接固定。

进一步地，所述壳体具有位于其侧壁上且沿垂直于所述底座顶面方向延伸的升降槽；所述升降运动装置还包括设置在所述支撑架的顶部上的上辊筒组件、设置在所述底座内上的下辊筒组件，以及绕设于所述上辊筒组件和所述下辊筒组件且用于闭合所述升降槽的防尘带；所述底座开设有供所述防尘带穿过的带进出孔。

进一步地，所述上辊筒组件和所述下辊筒组件均包括辊筒支架、支撑在所述辊筒支架上的辊轴以及可转动地设置在所述辊轴上的辊筒。

进一步地，升降运动装置还包括光学式长度编码器，其包括设置在所述支撑架的侧壁上的条形码盘和设置在所述滑块座上的长度编码器读头。

与现有技术对比，本实用新型提供的升降运动装置，采用升降驱动机构，升降驱动机构包括顶部转轮、底部转轮、升降传动带以及使升降传动带转动的升降驱动组件，升降驱动组件包括升降驱动轮、升降从动轮、包绕在两者之间的升降驱动带，以及使升降驱动轮转动的升降驱动电机，这样，升降驱动电机可驱动升降驱动轮转动，通过升降驱动带带动升降从动轮转动，进而使升降传动带转动，以实现滑块座的升降运动。

本实用新型提供的升降运动装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型采用直驱式的升降驱动机构，较采用减速器的驱动机构成本大幅降低，且提高了重复定位精度，此外，设备的重量更轻盈，结构更为紧凑。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的升降运动装置的立体示意图；

图2是本实用新型实施例提供的升降运动装置的分解示意图；

图3为图1中B-B面的剖视示意图；

图4为图1中C-C面的剖视示意图。

主要元件符号说明

100：升降运动装置 110：底座

120：壳体 130：支撑架

140：滑块座 150：升降驱动机构

151：顶部转轮 152：底部转轮

153：升降传动带 160：升降驱动组件

161：升降驱动轮 162：升降从动轮

163：升降驱动带 164：升降驱动电机

121：左壳 122：右壳

123：顶盖 131：顶部定轴

132：滑轨 133：导向滑块

134：夹持部件 111：控制板组件

112：升降槽 171：上辊筒组件

172：下辊筒组件 173：防尘带

113：带进出孔 174：辊筒支架

175：辊轴 176：辊筒

181：弹簧 182：滚轮

190：光学式长度编码器 191：条形码盘

192：长度编码器读头 193：编码器座

194：编码器转接板 124：走线板

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述。

为叙述方便，下文中所称的“前”“后”“左”“右”“上”“下”与附图本身的前、后、左、右、上、下方向一致，但并不对本实用新型的结构起限定作用。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

如图1至4所示，为本实用新型提供的一较佳实施例。

参见图1至4，本实施例提供的升降运动装置100，其包括底座110、支撑在底座110上的壳体120以及设置在壳体120内的支撑架130、滑块座140和升降驱动机构150；升降驱动机构150包括顶部转轮151、底部转轮152、包绕在两者之间的升降传动带153以及使升降传动带153转动的升降驱动组件160，顶部转轮151可转动地支撑在支撑架130的顶部，底部转轮152可转动地支撑在支撑架130的底部；滑块座140滑动设置在支撑架130上并与升降传动带153连接固定；升降驱动组件160包括升降驱动轮161、升降从动轮162、包绕在两者之间的升降驱动带163，以及使升降驱动轮161转动的升降驱动电机164。

上述的升降运动装置100，采用升降驱动机构150，升降驱动机构150包括顶部转轮151、底部转轮152、升降传动带153以及使升降传动带153转动的升降驱动组件160，升降驱动组件160包括升降驱动轮161、升降从动轮162、包绕在两者之间的升降驱动带163，以及使升降驱动轮161转动的升降驱动电机164，这样，升降驱动电机164可驱动升降驱动轮161转动，通过升降驱动带163带动升降从动轮162转动，进而使升降传动带153转动，以实现滑块座140的升降运动，这样，采用直驱式的升降驱动机构150，较采用减速器的驱动机构成本大幅降低，且提高了重复定位精度，此外，设备的重量更轻盈，结构更为紧凑。

参见图1至4，本实施例的升降运动装置100，包括底座110、壳体120、支撑架130、滑块座140和升降驱动机构150。

从图1和2可以看出，壳体120支撑在底座110上，支撑架130放置在壳体120内并由底座110支撑，壳体120由但不局限于左壳121(图示的左侧壳)、右壳122(图示的右侧壳)和顶盖123组成，左壳121、右壳122分别通过螺钉等一切现有的固定方式固定连接于支撑架130，顶盖123盖合在左壳121、右壳122的上端(图示的上端)，并通过螺钉、卡合等等一切现有的固定方式与左壳121和右壳122连接固定。支撑架130通过螺钉等一切现有的固定方式固定连接于底座110上，从而将壳体120于底座110连接固定。

参见图1至4，升降驱动机构150包括顶部转轮151、底部转轮152、升降传动带153和升降驱动组件160，升降传动带153包绕在顶部转轮151和底部转轮152两者之间，升降驱动组件160能够使升降传动带153转动，顶部转轮151可转动地支撑在支撑架130的顶部，底部转轮152可转动地支撑在支撑架130的底部；滑块座140滑动设置在支撑架130上并与升降传动带153连接固定。在本实施例中，支撑架130的顶部设置有顶部定轴131，其底部设置有底部转轴，顶部转轮151通过轴承套设在顶部定轴131上，并可相对该顶部定轴131转动。支撑架130的侧壁上开设有沿其高度方向(图示的上下方向)延伸的腰形孔，顶部定轴131可上下调节地设置在支撑架130上，并不可相对于支撑架130转动，可通过上下调节顶部定轴131的位置，来调节升降传动带153的松紧。底部转轴通过轴承可转动地支撑在支撑架130上，底部转轮152与底部转轴为一体成型制成。升降传动带153为但不局限于同步带，顶部转轮151、底部转轮152为但不局限于同步轮，升降驱动组件160与底部转轴传动连接，可以理解的是，在升降驱动组件160的驱动下，使底部转轴带动底部转轮152转动，从而带动升降传动带153转动并使滑块座140上下(图示的上下方向)相对支撑架130移动。

在又一实施例中，顶部定轴131固定设置在支撑架130上。

在又一实施例中，底部转轴通过轴承可转动地支撑在支撑架130上，底部转轮152套设在底部转轴上，且二者之间通过键连接、紧配合等方式不可转动地连接。

在又一实施例中，升降驱动组件160与顶部转轮151传动连接，以驱动顶部转轮151转动。

请继续参见图1至4，在本实施例中，支撑架130上设置有滑轨132，滑轨132上设置有导向滑块133，导向滑块133滑动设置在滑轨132上，滑块座140与导向滑块133连接固定，在本实施例中，滑轨132通过螺钉等一切现有的固定方式固定连接于支撑架130，并沿垂直于底座110顶面方向(即图示的上下方向)延伸设置，滑块座140通过螺钉等一切现有的固定方式固定连接于导向滑块133，容易理解的是，通过滑轨132和滑动于该滑轨132的导向滑块133，可对滑块座140的升降进行引导和导向，从而保证滑块座140升降运动时的移动平稳性。

在又一实施例中，可在支撑架130上设置导向槽、导向杆，滑块座140滑动于导向槽或通过直线轴承与导向杆连接。

参见图1至4，在本实施例中，升降传动带153上设置有夹持部件134，该夹持部件134包括一对夹持构件，夹持构件的内侧面上具有与升降传动带153表面配合的齿，两个夹持构件通过螺钉等一切现有的固定方式连接固定，从而可在升降传动带153转动时一同上下移动，滑块座140通过螺钉等一切现有的固定方式与夹持部件134连接固定，这样，便于滑块座140的安装和拆卸，方便部件的更换和维护。

参见图1至4，升降驱动组件160包括升降驱动轮161、升降从动轮162、升降驱动带163和升降驱动电机164，升降驱动带163包绕在升降驱动轮161和升降从动轮162之间，升降驱动电机164能够驱动升降驱动轮161转动，升降驱动电机164支撑在底座110上，升降从动轮162与底部转轮152连接且同轴设置。在本实施例中，升降驱动电机164为步进电机，升降驱动带163为但不局限于同步带，升降驱动轮161、升降从动轮162为但不局限于同步轮，升降驱动电机164通过螺钉等一切现有的固定方式固定安装在底座110上，升降驱动轮161安装在升降驱动电机164的输出轴上，升降从动轮162套设在底部转轴，且二者之间通过键连接、紧配合等方式不可转动地连接，底座110内设置有与升降驱动电机164电性连接的控制板组件111。容易理解的使，在升降驱动电机164的驱动下，升降驱动轮161转动并通过升降从动轮162带动底部转轮152转动，进而实现滑块座140的升降运动。

参见图1至3，壳体120具有位于其侧壁上且沿垂直于底座110顶面方向延伸的升降槽112；升降运动装置100还包括设置在支撑架130的顶部上的上辊筒组件171、设置在底座110内的下辊筒组件172，以及绕设于上辊筒组件171和下辊筒组件172且用于闭合升降槽112的防尘带173；底座110开设有供防尘带173穿过的带进出孔113。在本实施例中，带进出孔113的数量为但不局限于两个，且分别连通壳体120的内部与底座110的内部。防尘带173为但不局限于柔性的不锈钢带，具有两个自由端，两个自由端分别安装在固定座177上，该固定座177与滑块座140连接固定。上辊筒组件171和下辊筒组件172均包括辊筒支架174、支撑在辊筒支架174上的辊轴175以及可转动地设置在辊轴175上的辊筒176，上辊筒组件171的辊筒支架174通过螺钉等一切现有的固定方式固定安装在支撑架130的顶部，且顶盖123通过螺钉与该辊筒支架174连接固定，下辊筒组件172的辊筒支架174通过螺钉等一切现有的固定方式固定安装在底座110内，可以理解的是，上辊筒组件171、下辊筒组件172对防尘带173进行引导，以在固定座177随滑块座140升降运动时，引导防尘带173转动，从而实现在滑块座140升降时对升降槽112的闭合，以对壳体120内进行防尘。

参见图2至4，壳体120内设置有弹簧181，弹簧181的两端分别与支撑架130和滑块座140连接。在本实施例中，弹簧181为不局限于拉伸弹簧，支撑架130的顶部设置有滚轮182，滚轮182套设在顶部定轴131上，两者之间通过轴承可相对转动地连接，滚轮182上绕设有与滑块座140连接固定的牵引线183，牵引线183为但不局限于钢丝线。弹簧181的一端通过侧面紧固件184固定在支撑架130的底部，另一端与牵引线183连接固定，牵引线183的与连接有弹簧181一端相对的另一端通过侧面紧固件184固定在滑块座140上，侧面紧固件184可以是螺钉、螺栓、销钉等。需要指出的是，通过弹簧181进行配重，一是能够设备断电时对滑块座140及承载其上的外接装置进行制动，以避免滑块座140及承载其上的外接装置因自重而立马下落的情况发生；二是可利用弹簧181的拉力抵消滑块座140及承载其上的外接装置的部分重量，有利于手动拖动滑块座140及承载其上的外接装置上下运动，轻易实现拖动示教。

参见图2至4，升降运动装置100还包括光学式长度编码器190，其包括设置在支撑架130的侧壁上的条形码盘191和设置在滑块座140上的长度编码器读头192。在本实施例中，该光学式长度编码器190为但不局限于增量型光学式长度编码器，其包括条形码盘191、编码器座193、长度编码器读头192和编码器转接板194，条形码盘191具有格子状的刻度，长度编码器读头192与编码器转接板194电性连接，编码器座193固定安装在滑块座140上，长度编码器读头192及编码器转接板194固定安装在编码器座193，以在滑块座140上下移动时一同移动，从而测试滑块座140的位移、位置等信息。

参见图2至4，壳体120内部设置有走线板124，底座110上开设有与走线板124对应的过线孔，这样，其内部走线可固定在走线板124上，以保证内部的线路齐整，便于维护。

以上所述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、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种升降运动装置，其特征在于，包括底座、支撑在所述底座上的壳体以及设置在所述壳体内的支撑架、滑块座和升降驱动机构；所述升降驱动机构包括顶部转轮、底部转轮、包绕在两者之间的升降传动带以及使所述升降传动带转动的升降驱动组件，所述顶部转轮可转动地支撑在所述支撑架的顶部，所述底部转轮可转动地支撑在所述支撑架的底部；所述滑块座滑动设置在所述支撑架上并与所述升降传动带连接固定；所述升降驱动组件包括升降驱动轮、升降从动轮、包绕在两者之间的升降驱动带，以及使所述升降驱动轮转动的升降驱动电机，所述升降驱动电机支撑在所述底座上。

2.如权利要求1所述的升降运动装置，其特征在于，所述升降从动轮与所述底部转轮连接且同轴设置。

3.如权利要求2所述的升降运动装置，其特征在于，所述升降驱动电机为步进电机，所述升降驱动带为同步带，所述升降驱动轮、升降从动轮为同步轮。

4.如权利要求1至3任一项所述的升降运动装置，其特征在于，所述支撑架上设置有沿垂直于所述底座顶面方向延伸的滑轨，所述滑轨上设置有导向滑块，所述导向滑块滑动设置在所述滑轨上，所述滑块座与所述导向滑块连接固定。

5.如权利要求1至3任一项所述的升降运动装置，其特征在于，所述升降传动带为同步带，所述顶部转轮、底部转轮为同步轮；所述支撑架上设置有顶部定轴，所述顶部转轮通过轴承设置在所述顶部定轴上；

所述顶部定轴固定设置在所述支撑架上；

或者，所述顶部定轴可上下调节地设置在所述支撑架上。

6.如权利要求1至3任一项所述的升降运动装置，其特征在于，所述壳体内设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与所述支撑架和所述滑块座连接。

7.如权利要求6所述的升降运动装置，其特征在于，所述支撑架的顶部设置有滚轮，所述滚轮与所述顶部转轮同轴设置，所述滚轮绕设有与所述滑块座连接固定的牵引线，所述弹簧的一端固定在所述支撑架的底部，另一端与所述牵引线连接固定。

8.如权利要求1至3任一项所述的升降运动装置，其特征在于，所述壳体具有位于其侧壁上且沿垂直于所述底座顶面方向延伸的升降槽；所述升降运动装置还包括设置在所述支撑架的顶部上的上辊筒组件、设置在所述底座内上的下辊筒组件，以及绕设于所述上辊筒组件和所述下辊筒组件且用于闭合所述升降槽的防尘带；所述底座开设有供所述防尘带穿过的带进出孔。

9.如权利要求8所述的升降运动装置，其特征在于，所述上辊筒组件和所述下辊筒组件均包括辊筒支架、支撑在所述辊筒支架上的辊轴以及可转动地设置在所述辊轴上的辊筒。

10.如权利要求1至3任一项所述的升降运动装置，其特征在于，还包括光学式长度编码器，其包括设置在所述支撑架的侧壁上的条形码盘和设置在所述滑块座上的长度编码器读头。

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