CN212644077U - 机械限位机构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种机械限位机构，包括机架、悬臂、驱动件和限位件，悬臂、驱动件和限位件均安装在机架上，其中，驱动件用于驱动悬臂升降；限位件用于限制所述悬臂的升降高度。悬臂向下运动时，限位件缩回到最小行程，限制了悬臂继续向下运动；悬臂向上移动时，限位件伸长到最大行程，限制了悬臂继续向上运动。在限位件的限制下，悬臂的运动只能在限位件的行程内，通过限位件保证了悬臂的机械上的最大运动行程；在控制设备Z轴方向上起到限位作用，保证了安全性，避免由于限位开关失效而导致悬臂滑落的问题。

Description

机械限位机构

技术领域

本申请涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种机械限位机构。

背景技术

在现有的机械机构中，控制设备Z轴(竖直方向或垂直于当地水平面的方向)悬臂的升降通常需通过Z轴电机的驱动，因此电机需要克服悬臂的重力控制悬臂升降，导致电机驱动悬臂运动过程中和静止状态下的负载均较大。同时控制设备Z轴通过丝杆滑块组合后控制运动，电机带动丝杆转动，再通过螺母座将转动转换为悬臂竖直方向的直线运动，由于悬臂和悬臂端悬挂的转台质量较大，在运动过程中限位开关容易失效，存在安全隐患，并且会对设备造成很大的冲击，造成设备电气器件的损坏。

实用新型内容

本申请提供了一种机械限位机构，缓解悬臂在运动过程中限位开关容易失效的问题。

本申请的提供了一种机械限位机构，其包括：

机架；

悬臂，用于悬挂物品；

驱动件，设置于所述机架，用于驱动所述悬臂升降；

限位件，所述限位件安装于所述机架，所述限位件与所述悬臂连接，并随着所述悬臂的升降而伸缩，用于限制所述悬臂的升降高度。

进一步地，所述限位件还包括电动推杆，所述电动推杆的一端与所述机架固定连接，所述电动推杆的另一端与所述悬臂固定连接，并通过所述电动推杆的拉伸与收缩限制所述悬臂的升降高度。

进一步地，所述电动推杆包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体相对于所述第二杆体伸缩移动；所述第一杆体的一端与所述悬臂连接，所述第二杆体的一端与所述机架连接。

进一步地，所述限位件还包括气弹簧，所述气弹簧的一端与所述机架连接，所述气弹簧的另一端与所述悬臂连接，所述气弹簧用于支撑所述悬臂，并随着所述悬臂的升降而伸缩。

进一步地，所述气弹簧设置至少一个。

进一步地，机械限位机构还包括丝杆，所述丝杆上还套设有螺母座，所述丝杆与所述螺母座转动配合；所述驱动件通过联轴器驱动所述丝杆转动，使所述螺母座上下运动。

进一步地，所述螺母座与所述悬臂连接，所述驱动件驱动所述丝杆转动，使所述螺母座带动所述悬臂上下运动。

进一步地，机械限位机构还包括光杆，所述光杆上设置有滑块，所述滑块与所述光杆滑动配合；所述滑块与所述悬臂固定连接，所述滑块随所述悬臂的升降而升降，且所述滑块沿着所述光杆移动。

进一步地，所述悬臂上设置有连接杆，所述滑块设置两组；一组所述滑块与所述悬臂固定连接；另一组所述滑块与所述连接杆固定连接。

进一步地，所述机架包括支撑板，所述支撑板用于支撑所述电动推杆和所述气弹簧；

所述支撑板底部连接所述驱动件。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的机械限位机构包括机架、悬臂、驱动件和限位件，悬臂、驱动件和限位件均安装在机架上。其中，驱动件用于驱动悬臂升降，限位件用于限制所述悬臂的升降高度。悬臂向下运动时，限位件缩回，当限位件到最小行程时，限位件不能进一步收缩，限制了悬臂继续向下运动。悬臂向上移动时，限位件伸长，当限位件到最大行程时，限位件不能进一步伸长，限制了悬臂继续向上运动。在限位件的限制下，悬臂的运动只能在限位件的行程内，通过限位件保证了悬臂的机械上的最大运动行程；在控制设备Z轴方向上起到限位作用，保证了安全性，避免了由于限位开关失效而导致悬臂滑落的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的机械限位机构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的机械限位机构的主视图；

图3为本申请实施例基于图2的A处的局部放大图；

图4为本申请实施例基于图2的B处的局部放大图；

图5为本申请实施例提供的机械限位机构的侧视图。

附图标记：

1-机架；

11-支撑板；

2-悬臂；

21-连接杆；

3-驱动件；

4-气弹簧；

41-气弹簧连接件；

5-电动推杆；

51-第一杆体；

52-第二杆体；

53-推杆连接件；

6-丝杆；

61-螺母座；

62-联轴器；

63-螺母座连接件；

7-光杆；

71-滑块。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

在一种具体实施例中，下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

现有技术中，机械限位机构主要是通过电机控制悬臂进行升降，电机驱动悬臂运动过程中和静止状态下的负载均较大，因此在运动过程中限位开关容易失效，失效后悬臂会直接坠落，造成设备器件的损坏，存在安全隐患。

如图1-5所示，本申请实施例提供了一种机械限位机构，包括机架1、悬臂2、驱动件3和限位件，悬臂2、驱动件3和限位件均安装在机架1上，其中，驱动件3用于驱动悬臂2升降；限位件用于限制悬臂2的升降高度；悬臂2用于悬挂物品。悬臂2向下运动时，限位件缩回，当限位件到最小行程时，限位件不能进一步收缩，限制了悬臂2继续向下运动；悬臂2向上移动时，限位件伸长，当限位件到最大行程时，限位件不能进一步伸长，限制了悬臂2继续向上运动。在限位件的限制下，悬臂2的运动只能在限位件的行程内，通过限位件保证了悬臂2的机械上的最大运动行程；在控制设备Z轴方向上起到限位作用，保证了安全性，避免了由于限位开关失效而导致悬臂2滑落的问题。

本申请可以通过选用不同行程的限位件实现不同行程的机械限位；也可以通过对限位件的行程设定实现Z轴限位的可调；还可以选用具有自锁功能的限位件，可以保证在断电的情况下悬臂2被锁住不会自由向下坠落；进而本申请可实现多种机械限位形式，且限位效果好，不会存在悬臂2掉落到设备上的问题。

在一种具体实施方式中，限位件可以包括电动推杆5，电动推杆5的一端与机架1的支撑板11固定连接，通过支撑板11支撑电动推杆5，电动推杆5的另一端与悬臂2固定连接，并通过电动推杆5的拉伸与收缩限制悬臂2的升降高度；通过悬臂2的升降，能够带动电动推杆5伸缩，但悬臂2只能在电动推杆5的行程内升降，进而对悬臂2进行限位。

在本申请中，不再对电动推杆5的数量进行具体限制，根据不同的情况，电动推杆5的数量可以为1个、2个或者更多，只要能够在整体结构中起到机械限位的效果即可。

具体的，电动推杆5包括第一杆体51和第二杆体52，第一杆体51相对于第二杆体52伸缩移动；第二杆体52的一端与机架1的支撑板11固定连接，通过支撑板11支撑第二杆体52，第二杆体52的另一端与第一杆体51滑动连接；第一杆体51的一端与第二杆体52滑动连接，第一杆体51的另一端与悬臂2固定连接，通过悬臂2的升降带动第一杆体51在第二杆体52中伸缩，实现对悬臂2的限位。其中，电动推杆5为现有的电动推杆，主要由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳及涡轮、微动控制开关等组成，通过驱动电机经减速齿轮减速后，带动一对丝杆螺母，把驱动电机的旋转运动变成直线运动，利用驱动电机正反转完成推杆动作。

其中，第一杆体51顶部设置有推杆连接件53，第一杆体51通过推杆连接件53与悬臂2固定连接，进而限制悬臂2升降，第一杆体51的伸缩行程可通过驱动器控制。当然，第一杆体51以及第二杆体52也可以为其他非杆状的结构，只要能够通过两者之间的相对运动从而实现机械限位即可。

需要说明的是，驱动件3可以为电机等，用于驱动悬臂3在机架1的范围内运动。

在一种具体实施方式中，限位件还可以包括气弹簧4，气弹簧4的一端与机架1的支撑板11固定连接，通过支撑板11支撑气弹簧4，气弹簧4的另一端固定连接有气弹簧连接件41，并通过气弹簧连接件41与悬臂2固定连接，气弹簧4支撑悬臂2，并随着悬臂2的升降而伸缩。由于气弹簧4为悬臂2提供了一部分支持力，因此驱动件3只需克服悬臂2一部分的力做功，从而减小了驱动件3的负载，有利于增加驱动件3的精度和使用寿命。而且气弹簧4具有近乎线性的弹性曲线，并不会因为压缩长度的改变导致弹力的变化，使作用在悬臂2竖直向上的支撑力在悬臂2升降过程保持恒定；并且可以根据需求选择气弹簧4的弹力。进一步地，气弹簧4的运动也具有最小行程(气弹簧4自身长度最小)和最大行程(气弹簧4自身长度最大)。悬臂2向下运动时，气弹簧4压缩，自身长度减小，当气弹簧4到达最小行程时，气弹簧4不能进一步收缩，其产生的作用力与悬臂2运动方向相反，从而限制了悬臂2继续向下运动。悬臂2向上移动时，气弹簧4伸长，自身长度增加，当气弹簧4到最大行程时，气弹簧4不能进一步伸长，其产生的作用力与悬臂的运动方向相反，从而限制了悬臂2继续向上运动。

具体的，气弹簧4设置至少一个，一般情况下设置两个。能够更好的驱动悬臂2升降，大大减小驱动件3的负载。在本申请中，不对气弹簧4的具体数量进行限定，只要能够提供相应的支持力，从而减小驱动件3的负载，进而提高机械限位的可靠性即可。

在一种具体实施方式中，机械限位机构还包括丝杆6，丝杆6的底部与机架1的支撑板11固定连接，通过支撑板11支撑丝杆6。丝杆6上还套设有螺母座61，丝杆6与螺母座61转动配合，螺母座61通过螺母座连接件63与悬臂2固定连接；驱动件3通过联轴器62驱动丝杆6转动，并通过螺母座61与丝杆6转动配合，驱动螺母座61带动螺母座连接件63上下运动，进而通过螺母座连接件63带动悬臂2沿着丝杆6上下运动，为悬臂2提供驱动力，驱动悬臂2上下移动，同时还能够对悬臂2起到导向的作用。

其中，驱动件3连接在支撑板11底部，驱动件3上连接有联轴器62，通过联轴器62与丝杆6连接，驱动丝杆6转动；支撑板11还能够对驱动件3起到支撑的作用，使驱动件3只用于控制丝杆6的转动，承受悬臂2的负载。

在一种具体实施方式中，机械限位机构还包括光杆7，光杆7的底部与机架1的支撑板11固定连接，通过支撑板11支撑光杆7。光杆7上设置有滑块71，滑块71与光杆7滑动配合；滑块71与悬臂2固定连接，滑块71随悬臂2的升降而升降，且滑块71沿着光杆7上下移动，进而使悬臂2沿着光杆7上下移动，能够对悬臂2起到导向作用；同时通过滑块71与悬臂2的配合，光杆7还能够对机架1起到支撑的作用。

具体的，悬臂2上设置有连接杆21，滑块71设置两组；一组滑块71与悬臂2固定连接，使悬臂2沿着光杆7上下移动；另一组滑块71与连接杆21固定连接，由于连接杆21与悬臂2固定连接，能够对悬臂2起到支撑加强的作用，当连接杆21和悬臂2同时通过滑块71沿着光杆7上下移动时，能够提高光杆7的导向效果，还能够对悬臂2起到支撑的作用，避免悬臂2晃动。

值得一提的是，在本实施例中，悬臂2与滑块71之间还可以设置加强件，可以采用的加强件为加强杆或者加强板等。

在本申请的实施方式中，光杆7的个数可以为至少为1个，也可以为多个，不对光杆7的具体数量进行限定，只要能够提高导向和支撑的作用即可。

此外，在本申请的实施方式中，滑块71可以分别套设在每一个光杆7上，每个滑块71相互独立。滑块71也可以设置为一个，同时套设在多个光杆7上，在滑块71上设置对应的开口，允许丝杆6等部件通过即可。滑块71还可以与螺母座61连接为一个整体，悬臂2连接这个整体，为了减轻重量，这个整体可以形成为框架结构。

在一种具体实施方式中，机械限位机构设置有电动推杆5时，驱动件3通过联轴器62驱动丝杆6转动，并通过螺母座61与丝杆6转动配合，驱动螺母座61带动螺母座连接件63上下运动，进而通过螺母座连接件63带动悬臂2沿着丝杆6上下运动，为悬臂2提供驱动力，驱动悬臂2上下移动。在正常工作状态下，通过驱动件3的驱动，能够控制悬臂2上下移动，并通过限位开关对悬臂的运动进行限制。当电气限位(即限位开关)失效时，驱动件3无法控制悬臂2，悬臂2会直接坠落。因此，电动推杆5的设置能够对悬臂2进行限位，用于限制悬臂2的升降高度。悬臂2向下运动时，电动推杆5缩回，当电动推杆5到最小行程时，电动推杆5不能进一步收缩，限制了悬臂2继续向下运动；悬臂2向上移动时，电动推杆5伸长，当电动推杆5到最大行程时，电动推杆5不能进一步伸长，限制了悬臂2继续向上运动。在电动推杆5的限制下，悬臂2的运动只能在电动推杆5的行程内，通过电动推杆5保证了悬臂的机械上的最大运动行程。电动推杆在控制设备Z轴方向上起到限位作用，保证了安全性，避免了由于限位开关失效而导致悬臂2滑落的问题。

在另一种具体实施方式中，机械限位机构设置有气弹簧4时，驱动件3通过联轴器62驱动丝杆6转动，并通过螺母座61与丝杆6转动配合，驱动螺母座61带动螺母座连接件63上下运动，进而通过螺母座连接件63带动悬臂2沿着丝杆6上下运动，为悬臂2提供驱动力，驱动悬臂2上下移动。在正常工作状态下，通过驱动件3的驱动，能够控制悬臂2上下移动；当电气限位失效时，驱动件3无法控制悬臂2，悬臂2会直接坠落。因此气弹簧4的设置能够为悬臂2提供了一部分支持力，因此驱动件3只需克服悬臂2一部分的力做功，从而减小了驱动件3的负载，有利于增加驱动件3的精度和使用寿命，同时由于气弹簧4的设置还能避免由于限位开关失效而导致悬臂2滑落的问题。

在另一种具体实施方式中，机械限位机构同时设置有气弹簧4和电动推杆5时，驱动件3通过联轴器62驱动丝杆6转动，并通过螺母座61与丝杆6转动配合，驱动螺母座61带动螺母座连接件63上下运动，进而通过螺母座连接件63带动悬臂2沿着丝杆6上下运动，为悬臂2提供驱动力，驱动悬臂2上下移动。在正常工作状态下，通过驱动件3的驱动，能够控制悬臂2上下移动；当电气限位失效时，驱动件3无法控制悬臂2，悬臂2会直接坠落。因此，通过气弹簧4的设置能够为悬臂2提供了一部分支持力，因此驱动件3只需克服悬臂2一部分的力做功，从而减小了驱动件3的负载，有利于增加驱动件3的精度和使用寿命。本实施例通过电动推杆5及气弹簧4能够有效对悬臂2进行限位，用于限制悬臂2的升降高度，在电动推杆5的限制下，悬臂2的运动只能在电动推杆5的行程内，通过电动推杆5保证了悬臂2的机械上的最大运动行程。其中，在本实施例中，电动推杆5的行程范围可以略大于、等于或者略小于气弹簧4的行程范围，两者可以根据实际的需要进行调整，只要确保两者能够通过相互配对悬臂的运动起到限位的效果即可。两者在控制设备Z轴方向上起到限位作用，保证了安全性，避免了由于限位开关失效而导致悬臂2滑落的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械限位机构，其特征在于，包括：

机架(1)；

悬臂(2)，安装于所述机架(1)，用于悬挂物品；

驱动件(3)，安装于所述机架(1)，用于驱动所述悬臂(2)升降；

限位件，所述限位件安装于所述机架(1)，所述限位件与所述悬臂(2)连接，并随着所述悬臂(2)的升降而伸缩，用于限制所述悬臂(2)的升降高度。

2.根据权利要求1所述的机械限位机构，其特征在于，所述限位件包括电动推杆(5)，所述电动推杆(5)的一端与所述机架(1)固定连接，所述电动推杆(5)的另一端与所述悬臂(2)固定连接，并通过所述电动推杆(5)的拉伸与收缩限制所述悬臂(2)的升降高度。

3.根据权利要求2所述的机械限位机构，其特征在于，所述电动推杆(5)包括第一杆体(51)和第二杆体(52)，所述第一杆体(51)相对于所述第二杆体(52)伸缩移动；所述第一杆体(51)一端与所述悬臂(2)连接，所述第二杆体(52)的一端与所述机架(1)连接。

4.根据权利要求1或2所述的机械限位机构，其特征在于，所述限位件包括气弹簧(4)，所述气弹簧(4)的一端与所述机架(1)连接，所述气弹簧(4)的另一端与所述悬臂(2)连接，所述气弹簧(4)用于支撑所述悬臂(2)，并随着所述悬臂(2)的升降而伸缩。

5.根据权利要求4所述的机械限位机构，其特征在于，所述气弹簧(4)设置至少一个。

6.根据权利要求1所述的机械限位机构，其特征在于，还包括丝杆(6)，所述丝杆(6)上还套设有螺母座(61)，所述丝杆(6)与所述螺母座(61)转动配合；所述驱动件(3)通过联轴器(62)驱动所述丝杆(6)转动，使所述螺母座(61)上下运动。

7.根据权利要求6所述的机械限位机构，其特征在于，所述螺母座(61)与所述悬臂(2)连接，所述驱动件(3)驱动所述丝杆(6)转动，使所述螺母座(61)带动所述悬臂(2)上下运动。

8.根据权利要求1所述的机械限位机构，其特征在于，还包括光杆(7)，所述光杆(7)上设置有滑块(71)，所述滑块(71)与所述光杆(7)滑动配合；所述滑块(71)与所述悬臂(2)固定连接，所述滑块(71)随所述悬臂(2)的升降而升降，且所述滑块(71)沿着所述光杆(7)移动。

9.根据权利要求8所述的机械限位机构，其特征在于，所述悬臂(2)上设置有连接杆(21)，所述滑块(71)设置两组；一组所述滑块(71)与所述悬臂(2)固定连接；另一组所述滑块(71)与所述连接杆(21)固定连接。

10.根据权利要求1所述的机械限位机构，其特征在于，所述机架(1)包括支撑板(11)，所述支撑板(11)用于支撑所述限位件；

所述支撑板(11)底部连接所述驱动件(3)。

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