CN211615669U - 一种两段收缩式机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种两段收缩式机械臂，包括支架，支架上端安装着驱动电机，驱动电机输出轴上安装着主动轮，支架的下端安装着呈三角形分布的三个压带轮，主动轮和压带轮之间安装着第一同步带，支架的侧面安装着上伸缩臂，第一同步带的一端固定在上伸缩臂的顶部，另一端固定在上伸缩臂的底部，上伸缩臂的顶部和底部分别安装着导轮，导轮上安装着第二同步带，上伸缩臂上安装着能在其上滑动的下伸缩臂，下伸缩臂的顶部连接在第二同步带的一侧，第二同步带的另一侧连接到支架。本发明的目的在于提供一种两段收缩式机械臂，提升机械臂的Z向运动行程，同时降低设备高度，提升设备空间利用率，降低制造成本。

Description

一种两段收缩式机械臂

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，特别是涉及一种两段收缩式机械臂。

背景技术

在体外诊断医疗设备中，对于实验载体和样本的转移通常都是通过机械臂完成的，在机械臂进行实验载体或者样本转移的过程中，一般都需要进行Z向的上下运动，传统的机械臂在进行上下运动时，是整个模块一起沿Z向活动，当机械臂向上运动时，就需要在设备的上部留足机械臂向上活动的空间，这就增加了设备的设计高度，也增加了设备制造成本，而通过顶部中空的设计来满足机械臂Z向上升空间又会影响设备的美观，有些场合，为了减小整改设备的结构尺寸，此时固定臂的长度受到限制，而活动臂又要求有较大的行程，要满足大行程的需要，机械臂的导向尺寸需要比较长，若采用单直线导轨形式，则固定臂的长度又需要比较长，这样仍然导致机械结构庞大，现有的机械臂在有限尺寸空间内应用时还不够理想。

这就需要有一种既能满足Z向运动的需要，又不需要太高的设备空间的机械臂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两段收缩式机械臂，用于提升机械臂的Z向运动行程，同时降低设备结构尺寸，提升设备空间利用率，降低制造成本。

本发明通过以下技术方案来实现：一种两段收缩式机械臂，包括支架，支架上端安装着驱动电机，驱动电机输出轴上安装着主动轮，支架的下端安装着呈三角形分布的三个压带轮，主动轮和压带轮之间安装着第一同步带，支架的侧面安装着上伸缩臂，第一同步带的一端固定在上伸缩臂的顶部，另一端固定在上伸缩臂的底部，上伸缩臂的顶部和底部分别安装着导轮，导轮上安装着第二同步带，上伸缩臂上安装着能在其上滑动的下伸缩臂，下伸缩臂的顶部连接在第二同步带的一侧，第二同步带的另一侧连接到支架，当上伸缩臂和下伸缩臂向上收缩到极限位置时，第二同步带与支架的连接位处于第二同步带下方，第二同步带与下伸缩臂的连接位位于第二同步带上方，所述上伸缩臂包括上伸缩支架，上伸缩支架外侧安装着第一直线导轨，第一直线导轨的滑块固定在支架上，所述下伸缩臂包括下伸缩支架，下伸缩支架的侧面安装着第二直线导轨，第二直线导轨的滑块固定在上伸缩支架内侧。

在上述的两段收缩式机械臂中，电机逆时针转动时，第一同步带在主动轮以及上伸缩臂重力作用下往下延伸，上伸缩臂沿其上的第一直线导轨向下运动，支架受到一定拉力，由于第二同步带的一侧连接在支架上，第二同步带会在支架的反向拉力作用下绕上下两端的导轮转动顺时针转动，与第二同步带另一侧连接的下伸缩臂在第二同步带和其自身重力的作用下也向下运动，从而实现上伸缩臂和下伸缩臂在Z向的同步延伸；当电机顺时针转动时，上伸缩臂在第一同步带的拉力作用下向上运动，同时第二同步带在支架的拉力作用下逆时针转动，从而带动下伸缩臂向上收缩，最终实现上伸缩臂和下伸缩臂在Z向的同步收缩。通过采用电机驱动，同步带传动，上下伸缩臂之间的结构设计，在空间尺寸有限的情况下实现较大形成的伸缩运动。

进一步的，上伸缩支架的顶部安装着上支撑板，底部安装着下支撑板，第一同步带的两端分别固定在上支撑板和下支撑板上，上支撑板和下支撑板上分别安装着导轮，第二同步带的一侧通过同步带压块连接到支架，其作用在于：导轮使上伸缩臂具有良好的滑动性能，减轻向上运动过程中的摩擦阻力，从而减轻第一同步带和电机的负载，延长其使用寿命。

进一步的，所述上伸缩支架内侧为U型结构，其作用在于：减轻上伸缩臂的重量，同时给下伸缩臂提供安装空间，减小机械臂的整体重量。

进一步的，下伸缩支架的顶部安装着连接板，连接板的一端固定在第二同步带上，其作用在于：使下伸缩臂具有良好的滑动性能，减轻向上运动过程中的摩擦阻力，同时其结构简单重量轻，从而减轻了第二同步带和电机的负载。

进一步的，所述下伸缩支架的底部安装着机械抓手，其作用在于：适应体外诊断医疗设备对实验载体和样本转移的需要。

进一步的，所述支架底部安装有感应片，机械抓手对应位置安装着光电开关，当机械抓手上升到Z向极限位置时，感应片进入光电开关感应区域，其作用在于：对机械臂的初始位置进行感应和监控。

进一步的，所述支架和下伸缩臂之间连接有坦克链，所述坦克链穿过上伸缩臂的顶部连接到下伸缩臂的顶部，其作用在于：对机械抓手的线路进行保护，避免频繁的上下运动导致线路损坏。

进一步的，所述第一同步带顶端与距离其最近的压带轮之间的部分平行于上伸缩臂的滑动方向，所述第一同步带底端与距离其最近的压带轮之间的部分平行于上伸缩臂的滑动方向，其作用在于：降低机械臂运动过程中第一同步带和电机的负载，受力集中。

综上所述，本发明所提供的一种两段收缩式机械臂，具有以下有益效果：

本发明所提供的两段收缩式机械臂，能够在相同长度的情况下增加一倍的行程，同时降低了其上升到极限位置时所需的空间，降低了设备高度，提升了设备的空间利用率，降低了制造成本。

另外，在Z向运动过程中，上伸缩臂和下伸缩臂同时运动，提升了其运动速度，因此也提升了机械臂在临床实验过程中工作效率。

附图说明

图1为本发明所述两段收缩式机械臂的结构示意图。

图2为本发明所述两段收缩式机械臂的工作状态示意图。

图3为本发明所述的同步带压块的安装位置示意图。

其中，1-支架，2-第一同步带，3-主动轮，4-电机，5-坦克链，6-上支撑板，7-导轮，8-连接板，9-上伸缩臂，10-下伸缩臂，11-第二同步带，12-压带轮，13-下支撑板，14-机械抓手，15-光电开关，16-感应片，17-第一直线导轨，18-上伸缩支架，19-第二直线导轨，20-下伸缩支架，21-同步带压块。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术特征和所实现的目的和效果，以下结合附图做进一步的描述:

如图1至图3所示，一种两段收缩式机械臂，包括支架1，支架1上端安装着驱动电机4，驱动电机4输出轴上安装着主动轮3，支架1的下端安装着呈三角形分布的三个压带轮12，主动轮3和压带轮12之间安装着第一同步带2，支架1的侧面安装着上伸缩臂9，第一同步带2的一端固定在上伸缩臂9的顶部，另一端固定在上伸缩臂9的底部，上伸缩臂9的顶部和底部分别安装着导轮7，导轮7上安装着第二同步带11，上伸缩臂9上安装着能在其上滑动的下伸缩臂10，下伸缩臂10的顶部连接在第二同步带11的一侧，第二同步带11的另一侧连接到支架1，当上伸缩臂9和下伸缩臂10向上收缩到极限位置时，第二同步带11与支架1的连接位处于第二同步带11下方，第二同步带11与下伸缩臂10的连接位处于第二同步带11上方，上伸缩臂9包括上伸缩支架18，上伸缩支架18外侧安装着第一直线导轨17，第一直线导轨17的滑块固定在支架1上，所述下伸缩臂10包括下伸缩支架20，下伸缩支架20的侧面安装着第二直线导轨19，第二直线导轨19的滑块固定在上伸缩支架18内侧。

优选的，上伸缩支架18的顶部安装着上支撑板6，底部安装着下支撑板13，第一同步带2的两端分别固定在上支撑板6和下支撑板上13，上支撑板6和下支撑板13上分别安装着导轮7，第二同步带11的一侧通过同步带压块21连接到支架1。

优选的，所述上伸缩支架18内侧为U型结构。

优选的，下伸缩支架20的顶部安装着连接板8，连接板8的一端固定在第二同步带11上。

优选的，所述下伸缩支架20的底部安装着机械抓手14。

优选的，所述支架1底部安装有感应片16，机械抓手14对应位置安装着光电开关15，当机械抓手14上升到Z向极限位置时，感应片16进入光电开关15感应区域。

优选的，所述支架1和下伸缩臂10之间连接有坦克链5，所述坦克链5穿过上伸缩臂9的顶部连接到下伸缩臂10的顶部。

优选的，所述第一同步带2顶端与距离其最近的压带轮12之间的部分平行于上伸缩臂9的滑动方向，所述第一同步带2底端与距离其最近的压带轮12之间的部分平行于上伸缩臂9的滑动方向。

以上实施例所提供的两段收缩式机械臂，其具体实施步骤如下：

当机械臂需要向下运动时，电机4逆时针转动，第一同步带2在主动轮3以及上伸缩臂9重力作用下往下延伸，第一直线导轨17沿支架1向下滑动，由于第二同步带11的一侧通过同步带压块21连接在支架1上，当上伸缩臂9向下运动时，支架1和同步带压块21会对第二同步带11产生一个反向的拉力，从而使第二同步带11绕导轮7顺时针转动，通过连接板8与第二同步带11另一侧相连接的下伸缩臂在第二同步带11和其自身重力的作用下也向下运动，第二直线导轨19沿上伸缩支架18内侧向下滑动，从而实现上伸缩臂9和下伸缩臂10在Z向的同步延伸。

当机械臂需要向上运动时，电机4顺时针转动，第一同步带2在主动轮3的拉力作用下向上延伸，第一直线导轨17沿支架1向上滑动，支架1和同步带压块21对第二同步带11产生一个反向的拉力，使第二同步带11绕导轮7逆时针转动，从而带动连接块8向上运动，第二直线导轨19沿上伸缩支架18向上滑动，从而实现上伸缩臂9和下伸缩臂10在Z向的同步收缩。

当机械臂向下运动到指定高度时，机械抓手14可以完成对制定高度的实验载体或者样本的抓取和放置，在机械抓手14的运动过程中，其线路在坦克链5中随坦克链5进行运动，避免在频繁的往复运动过程中导致的线路损坏。

当机械臂向上运动到极限位置时，感应片16进入光电开关15的感应区域，此时光电开关15对感应信号进行反馈，设备控制系统记录机械臂的复位信息。

由于所述第一同步带11顶端与距离其最近的压带轮12之间的部分平行于上伸缩臂9的滑动方向，所述第一同步带11底端与距离其最近的压带轮12之间的部分平行于上伸缩臂9的滑动方向，因此，在机械臂进行上下运动的过程中，第一同步带2对上伸缩臂9的拉力方向与上伸缩臂9的运动方向相同，此时第一同步带2对上伸缩臂9的拉力全部用于拉动上伸缩臂9进行上下运动，没有额外的分力，从而使机械臂运动过程中第一同步带2和电机4的负载最小。

综上所述，本发明所提供的两段收缩式机械臂，在相同长度的情况下，其上升到极限位置时的最高点远低于普通的机械臂，获得大的导向范围和足够大的行程，能够充分降低临床检验设备的设计高度，提升了设备的空间利用率，降低了制造成本。

申请人声明，以上所述实施例仅表达了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，对于本行业的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思和范围的前提下，还可以做出各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有实施方式均在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种两段收缩式机械臂，其特征在于：包括支架，支架上端安装着驱动电机，驱动电机输出轴上安装着主动轮，支架的下端安装着呈三角形分布的三个压带轮，主动轮和压带轮之间安装着第一同步带，支架的侧面安装着上伸缩臂，第一同步带的一端固定在上伸缩臂的顶部，另一端固定在上伸缩臂的底部，上伸缩臂的顶部和底部分别安装着导轮，导轮上安装着第二同步带，上伸缩臂上安装着能在其上滑动的下伸缩臂，下伸缩臂的顶部连接在第二同步带的一侧，第二同步带的另一侧连接到支架，当上伸缩臂和下伸缩臂向上收缩到极限位置时，第二同步带与支架的连接位处于第二同步带下方，第二同步带与下伸缩臂的连接位处于第二同步带上方，所述上伸缩臂包括上伸缩支架，上伸缩支架外侧安装着第一直线导轨，第一直线导轨的滑块固定在支架上，所述下伸缩臂包括下伸缩支架，下伸缩支架的侧面安装着第二直线导轨，第二直线导轨的滑块固定在上伸缩支架内侧。

2.根据权利要求1所述的两段收缩式机械臂，其特征在于：所述上伸缩支架的顶部安装着上支撑板，底部安装着下支撑板，第一同步带的两端分别固定在上支撑板和下支撑板上，上支撑板和下支撑板上分别安装着导轮，第二同步带的一侧通过同步带压块连接到支架。

3.根据权利要求2所述的两段收缩式机械臂，其特征在于：所述上伸缩支架内侧为U型结构。

4.根据权利要求1或2或3所述的两段收缩式机械臂，其特征在于：所述下伸缩支架的顶部安装着连接板，连接板的一端固定在第二同步带上。

5.根据权利要求4所述的两段收缩式机械臂，其特征在于：所述下伸缩支架的底部安装着机械抓手。

6.根据权利要求1或5所述的两段收缩式机械臂，其特征在于：所述支架底部安装有感应片，机械抓手对应位置安装着光电开关，当机械抓手上升到Z向极限位置时，感应片进入光电开关感应区域。

7.根据权利要求1所述的两段收缩式机械臂，其特征在于：所述支架和下伸缩臂之间连接有坦克链，所述坦克链穿过上伸缩臂的顶部连接到下伸缩臂的顶部。

8.根据权利要求1所述的两段收缩式机械臂，其特征在于：所述第一同步带顶端与距离其最近的压带轮之间的部分平行于上伸缩臂的滑动方向，所述第一同步带底端与距离其最近的压带轮之间的部分平行于上伸缩臂的滑动方向。

Images