CN211867807U - 一种用于平衡机械臂的机械装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多关节机械臂技术领域，具体涉及一种用于平衡机械臂的机械装置，包括机械臂和立柱，包括传动部和平衡部，传动部包括链轮和链条，链条的一端与机械臂固定连接，链条的另一端与平衡部固定连接，平衡部设置在立柱内，平衡部包括钢块，钢块与链条固定连接，钢块上设置有轴承，轴承同时连接有第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆的一端与轴承连接，另一端分别设置有凸轮，轴承与凸轮之间还连接有弹簧，本实用新型整体通过此平衡装置平衡掉了在运行时的机械臂的大部分自重，降低了驱动电机运行时的功率，从而在选型上有更多的选择，同时还具有自锁功能，在发生故障时，平衡装置能及时防止机械臂掉落发生意外。

Description

一种用于平衡机械臂的机械装置

技术领域

本实用新型涉及多关节机械臂技术领域，具体涉及一种用于平衡机械臂的机械装置。

背景技术

目前市面上绝大多数机械臂七轴联动的行走机构都是基于水平面安装，通过增加减速机、感应器的方式来保障运行时的安全。即使有壁挂的安装方式，机械臂本体的重量及工作范围也相对有限，对于其基于附加轴驱动的伺服电机的功率或性能并没有过高的要求。而在一些领域中，应用到的机械臂其重量远远超过了大部分普通机器人本体的重量，因此如何保障机械臂在立柱上安全高效的运行时一大难题。安全刹车系统基于伺服电机安装，对驱动的机械装置有很大的局限性，如果机械装置的重量过大，超过了所有可选电机的负载，则此安全刹车系统就不再适用，并且由于其安装方式是直接与齿轮箱相连，一旦齿轮箱内部有故障，那么还是会存在刹车系统失灵的可能性，从而导致事故发生。因此，我们想要设计一种安全装置，来保障机械臂工作运行时的安全性，进而扩大其适用性，降低成本。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种用于平衡机械臂的机械装置，所要解决的技术问题是如何平衡机械臂本身的自重从而在其工作时减轻驱动电机的负担，提高安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种用于平衡机械臂的机械装置，包括机械臂和立柱，包括传动部和平衡部，传动部包括链轮和链条，链条匹配环设在链轮上，链条的一端与机械臂固定连接，链条的另一端与平衡部固定连接，平衡部设置在立柱内；

平衡部包括钢块，钢块与链条固定连接，钢块上设置有轴承，轴承同时连接有第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆对称设置，第一连杆和第二连杆的一端与轴承连接，另一端分别设置有凸轮，凸轮与立柱的内壁相贴合并分别位于链条的两侧，轴承与凸轮之间还连接有弹簧。

进一步地，钢块为铅填充钢块。

进一步地，钢块与链条之间通过E型夹固定连接。

进一步地，钢块还固定连接有滚轮，滚轮在与链条相对的另一侧与立柱的内壁相贴合。

本技术方案所带来的有益效果是：整体通过此平衡装置平衡掉了在运行时的机械臂的大部分自重，减轻了驱动电机的工作负担，降低了电机选型时的难度，同时还具有自锁功能，安全有保障。成本低，适用性更高。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型一种用于平衡机械臂的机械装置在实施方式中的外部结构示意图；

图2为本实用新型一种用于平衡机械臂的机械装置在实施方式中的内部结构示意图；

图中：1-机械臂、2-立柱、3-传动部、31-链轮、32-链条、4-平衡部、41-钢块、42-轴承、43-第一连杆、44-第二连杆、45-凸轮、46-弹簧、47-E型夹、48-滚轮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、2所示，这种用于平衡机械臂的机械装置，包括机械臂1和立柱2，还包括传动部3和平衡部4，顾名思义，传动部3用于传动平衡力，平衡部4用于提供平衡力。具体的，传动部3包括链轮31和链条32，链条32匹配环设在链轮31上，链条32的一端与机械臂1固定连接，另一端则与平衡部4固定连接，平衡部4设置在立柱2内，这样可以使得在机械臂1移动工作的同时，会带动链条32转动，从而拉动平衡部4移动，而此时，平衡部4正好能够提供平衡力，来抵消掉机械臂1大部分的自重，使得机械臂1上剩余的重量能够在驱动电机的负载范围内，保证了机械臂1在工作过程中的平稳性和安全性。

平衡部4包括钢块41，钢块41与链条32固定连接，由此实现了通过钢块41本身的重力提供了一个平衡力。钢块41上设置有轴承42，轴承42同时连接有第一连杆43和第二连杆44，第一连杆43和第二连杆44对称设置，其一端分别与轴承42连接，另一端则分别设置有凸轮45，凸轮45与立柱2的内壁相贴合并分别位于链条32的两侧，轴承42与凸轮45之间还连接有弹簧46，这样可以使得在钢块41未受到拉力时，其能够通过弹簧46的作用和与立柱2的内壁滚动连接的凸轮45静止在立柱2内，而当钢块41受到拉力时，第一连杆43和第二连杆44会由于轴承42的作用向内收缩，带动弹簧46和凸轮45向内收缩，由此能够钢块41能够上移或者下降。

在本实施例中，钢块41为铅填充钢块，其具有价格成本低，重量大等优点。

在本实施例中，钢块41与链条32之间通过E型夹47固定连接，其固定效果好。

在本实施例中，钢块41还固定连接有滚轮48，滚轮48在与链条32相对的另一侧与立柱2的内壁相贴合，这样可以防止在凸轮45收缩后，钢块41的方向和位置发生改变，从而发生晃动导致平衡力发生变化，滚轮48主要起到了导向作用。

综上所述，本实用新型一种用于平衡机械臂的机械装置的工作原理是：当机械臂1需要向上移动时，链条32整体从紧固状态开始出现松弛，平衡部4内钢块41受到的拉力也逐渐减少，而又由于钢块41本身的重力会对链条32产生拉力，进而会导致第一连杆43和第二连杆44发生收缩，带动弹簧46和凸轮45收缩，从而使得钢块41在立柱2内通过滚轮48落下，直到链条32重新紧固，由此实现了通过钢块41的重力平衡掉了机械臂1大部分的重力，使得机械臂1剩余的重力在驱动电机的可负载载荷之内，保障了机械臂1的安全运行。当机械臂1向下移动时，钢块41受到链条32传来的拉力，同样由于自身重力，第一连杆43和第二连杆44发生收缩，带动弹簧46和凸轮45收缩，钢块41此时能够通过滚轮48在立柱2内向上移动，进而再次平衡掉了大部分机械臂1的重力，保障了机械臂1的安全运行。当链条32发生故障或机械臂不在工作时，钢块41此时不再受到拉力，仅受重力的钢块41会使第一连杆43和第二连杆44推出，带动弹簧46张开，将凸轮45抵在立柱2的内壁，通过质检的摩擦力保证了整体不会直接掉落，实现了自锁功能。

整体通过此平衡装置平衡掉了在运行时的机械臂的大部分自重，减轻了驱动电机的工作负担，降低了电机选型时的难度，同时还具有自锁功能，安全有保障。成本低，适用性更高。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于平衡机械臂的机械装置，包括机械臂(1)和立柱(2)，其特征在于：包括传动部(3)和平衡部(4)，所述传动部(3)包括链轮(31)和链条(32)，所述链条(32)匹配环设在所述链轮(31)上，所述链条(32)的一端与机械臂(1)固定连接，所述链条(32)的另一端与所述平衡部(4)固定连接，所述平衡部(4)设置在立柱(2)内；

所述平衡部(4)包括钢块(41)，所述钢块(41)与所述链条(32)固定连接，所述钢块(41)上设置有轴承(42)，所述轴承(42)同时连接有第一连杆(43)和第二连杆(44)，所述第一连杆(43)和所述第二连杆(44)对称设置，所述第一连杆(43)和所述第二连杆(44)的一端与所述轴承(42)连接，另一端分别设置有凸轮(45)，所述凸轮(45)与立柱(2)的内壁相贴合并分别位于所述链条(32)的两侧，所述轴承(42)与所述凸轮(45)之间还连接有弹簧(46)。

2.根据权利要求1所述的一种用于平衡机械臂的机械装置，其特征在于：所述钢块(41)为铅填充钢块。

3.根据权利要求1所述的一种用于平衡机械臂的机械装置，其特征在于：所述钢块(41)与所述链条(32)之间通过E型夹(47)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于平衡机械臂的机械装置，其特征在于：所述钢块(41)还固定连接有滚轮(48)，所述滚轮(48)在与所述链条(32)相对的另一侧与立柱(2)的内壁相贴合。

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