CN214024215U

CN214024215U - 用于三维修复的机械臂

Info

Publication number: CN214024215U
Application number: CN202022609051.8U
Authority: CN
Inventors: 钱旭升; 戴亚康; 周志勇; 胡冀苏; 耿辰
Original assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2030-11-12

Abstract

本实用新型公开了一种用于三维修复的机械臂，包括：滑轨、可滑动设置在所述滑轨上的升降滑动座、用于驱动所述升降滑动座相对所述滑轨滑动的驱动机构以及设置在所述升降滑动座上的机械臂主体。本实用新型的用于三维修复的机械臂通过设置滑轨、驱动机构，使得机械臂主体可在Y方向进行大范围的移动；通过升降滑动座使得机械臂主体可在Z方向进行较大的位置调整，从而可适应大尺寸样品的焊接，可克服机械臂主体只能在较小的范围内进行Y方向和Z方向的位置移动的缺陷。

Description

用于三维修复的机械臂

技术领域

本实用新型涉及增材修复设备领域，特别涉及一种用于三维修复的机械臂。

背景技术

目前，三维修复技术应用日益广泛，其通常是通过三维建模获取待修复零部件的三维模型，然后采用专门的设备对零部件进行修复。激光熔覆修复设备具有对准精度高、光束尺寸可以精确控制等优点，被广泛应用于零部件修复，以使得要报废的昂贵零部件得以重新利用，例如汽轮机叶片，其在使用过程中常受高温、高压蒸汽的作用，导致叶片容易出现损伤，需要对其进行修复，以延长使用寿命。激光熔覆修复设备通常包括机械臂、夹具、送粉设备、控制设备等，其采用携带焊枪的机械臂进行自动焊接。目前市场上的机械臂具有多个自由度，以满足工作需求，但由于机械臂结构特点的限制，使得机械臂的活动范围较小，导致设备的操作、布置容易受到限制，另外难以适应体积大的零部件的焊接修复，例如大型汽轮机叶片等。中国专利 201711487351.X公开了一种自动焊接机械臂，其用于焊接的三维修复机械臂可在底座上滑动，从而使得水平方向可焊接范围变大，但竖直方向的可焊接范围没有变化，对于高度上尺寸较大的零部件，仍然不方便焊接。且另一方面，该自动焊接机械臂主体直接在底座上滑动，摩擦力较大，难以保证顺畅稳定的滑动。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于三维修复的机械臂。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：用于三维修复的机械臂，包括：滑轨、可滑动设置在所述滑轨上的升降滑动座、用于驱动所述升降滑动座相对所述滑轨滑动的驱动机构以及设置在所述升降滑动座上的机械臂主体；

所述升降滑动座包括底板、固接在所述底板上的支撑框、固接在所述底板上的若干导向杆、可相对所述导向杆沿Z向滑动设置在所述支撑框上部的顶板以及设置在所述支撑框内的用于驱动所述顶板沿Z向运动的至少一个气缸，所述机械臂主体连接在所述底板上。

优选的是，所述顶板上开设有供所述导向杆配合穿过的导向滑孔。

优选的是，所述滑轨上沿Y方向开设有滑动槽，所述升降滑动座配合设置在所述滑动槽内。

优选的是，所述驱动机构包括沿Y向设置在所述滑动槽内的丝杆、固接在所述支撑框上且螺纹套设在所述丝杆上的丝杆套以及用于驱动所述丝杆转动的电机。

优选的是，所述丝杆的两端通过轴承与可转动连接在所述滑轨上，所述支撑框沿Y方向的前后侧板上均开设有驱动孔，所述丝杆套固定设置在所述驱动孔内。

优选的是，所述滑轨的底部还设置有安装边沿。

优选的是，所述顶板上设置有若干滑动导向件，所述滑动导向件包括固接在所述底板上的安装套、开设在所述底板上且贯穿至所述安装套内部的插孔、固定设置在所述插孔内的滑套、可滑动插设在所述滑套内的支柱、固定套设在所述支柱上且处于所述插孔内的限位环、套设在所述支柱上且处于所述插孔的内壁和限位环之间的弹簧、固接在所述支柱下端的支座、开设在所述支座底部的安装槽以及通过转轴枢接在所述安装槽内的滚轮。

优选的是，所述滑轨上处于所述滑动槽的两侧沿Y向开设有两导向槽，所述滚轮配合设置在所述导向槽内。

优选的是，所述顶板的四个角上各设置有一个所述滑动导向件。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的用于三维修复的机械臂通过设置滑轨、驱动机构，使得机械臂主体可在Y方向进行大范围的移动；通过升降滑动座使得机械臂主体可在Z方向进行较大的位置调整，从而可适应大尺寸样品的焊接，可克服机械臂主体只能在较小的范围内进行Y方向和Z方向的位置移动的缺陷；

本实用新型通过设置滑动导向件，能使得升降滑动座整体能稳定顺畅地相对滑轨沿Y方向进行运动。

附图说明

图1为本实用新型的实施例中的用于三维修复的机械臂的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例中的机械臂主体的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例中的升降滑动座的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例中的滑动导向件的结构示意图。

附图标记说明：

1—滑轨；10—滑动槽；11—安装边沿；12—导向槽；

2—升降滑动座；20—底板；21—支撑框；22—导向杆；23—顶板；24 —气缸；

3—驱动机构；30—丝杆；31—丝杆套；32—电机；

4—机械臂主体；

5—滑动导向件；50—安装套；51—插孔；52—滑套；53—支柱；54—限位环；55—弹簧；56—支座；57—安装槽；58—转轴；59—滚轮；

6—焊枪。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

本实施例的一种用于三维修复的机械臂，包括：滑轨1、可滑动设置在滑轨1上的升降滑动座2、用于驱动升降滑动座2相对滑轨1滑动的驱动机构3以及设置在升降滑动座2上的机械臂主体4；

升降滑动座2包括底板20、固接在底板20上的支撑框21、固接在底板 20上的若干导向杆22、可相对导向杆22沿Z向滑动设置在支撑框21上部的顶板23以及设置在支撑框21内的用于驱动顶板23沿Z向运动的至少一个气缸24，机械臂主体4连接在底板20上。本实施例中，包括两个气缸24，气缸24的输出杆与顶板23连接，从而通过气缸24可带动顶板23上下运动，从而实现机械臂主体4在Z方向的大范围移动。

本实施例中，顶板23上开设有供导向杆22配合穿过的导向滑孔(图中未示出)，顶板23上下滑动时，导向杆22在导向滑孔内滑动，限制顶板23 只能沿Z向进行直线滑动。

本实施例中，滑轨1上沿Y方向开设有滑动槽10，升降滑动座2配合设置在滑动槽10内。驱动机构3包括沿Y向设置在滑动槽10内的丝杆30、固接在支撑框21上且螺纹套设在丝杆30上的丝杆套31以及用于驱动丝杆30 转动的电机32。丝杆30的两端通过轴承与可转动连接在滑轨1上，支撑框 21沿Y方向的前后侧板上均开设有驱动孔，丝杆套31固定设置在驱动孔内。

电机32带动丝杆30转动，丝杆套31与丝杆30螺纹配合，从而进行Y 方向的移动，最终带动升降滑动座2整体沿Y方向进行运动，从而实现机械臂主体4在Y方向的大范围移动。

其中，需要理解的是，机械臂主体4选择常规产品(如ABB用于三维修复的机械臂)，其具有多个自由度，包括XYZ三个方向的旋转自由度以及XYZ 三个方向的小范围的移动，由于机械臂主体4的结构特点的限制，使得其在 XYZ三个方向的位置移动的范围会较下；焊枪6设置在机械臂主体4的运动端部，通过机械臂主体4带动焊枪6移动到指定位置以进行工作。本实施例的改进点主要在于：通过设置滑轨1、驱动机构3，使得机械臂主体4可在Y 方向进行大范围的移动；通过升降滑动座2使得机械臂主体4可在Z方向进行较大的位置调整，从而可适应大尺寸样品的焊接，可克服机械臂主体4只能在较小的范围内进行Y方向和Z方向的位置移动的缺陷。

本实用新型既可用于常规小型零部件的修复，也可用于大型零部件的修复。

在优选的实施例中，滑轨1的底部还设置有安装边沿11，安装边沿11 通过螺钉与地面或其他安装面固接。

实施例2

作为实施例1的基础上的进一步改进，本实施例中，顶板23上设置有若干滑动导向件5，滑动导向件5包括固接在底板20上的安装套50、开设在底板20上且贯穿至安装套50内部的插孔51、固定设置在插孔51内的滑套52、可滑动插设在滑套52内的支柱53、固定套设在支柱53上且处于插孔51内的限位环54、套设在支柱53上且处于插孔51的内壁和限位环54之间的弹簧55、固接在支柱53下端的支座56、开设在支座56底部的安装槽57以及通过转轴58枢接在安装槽57内的滚轮59。

其中，限位环54尺寸大于滑套52的内径，从而防止支柱53脱离滑套 52。

其中，滑轨1上处于滑动槽10的两侧沿Y向开设有两导向槽12，滚轮 59配合设置在导向槽12内。

本实施例中，顶板23的四个角上各设置有一个滑动导向件5。

参照图1-3，顶板23的宽度大于底板20，电机32带动升降滑动座2整体相对滑轨1沿Y方向进行运动时，底板20和支撑框21设置在滑动槽10内，顶板23搭接在滑轨1的上表面，滚轮59配合设置在导向槽12内，与滑轨1 滚动接触，能减小顶板23与滑轨1之间的摩擦力；另外，支柱53可上下滑动插设在滑套52内，弹簧55为压簧，被压缩在限位环54和插孔51的上部内壁之间，弹簧55对支柱53产生向下的弹力作用，使得支柱53下端的滚轮 59与导向槽12的底面能始终保持接触，使得滚轮59的滚动保持稳定顺畅，且弹簧55同时也能起到一定的吸振作用，从而能利于顶板23在滑轨1上稳定顺畅的滑动。顶板23通过四个滑动导向件5在导向槽12上滚动，从而使得升降滑动座2整体能稳定顺畅地相对滑轨1沿Y方向进行运动。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

Claims

1.一种用于三维修复的机械臂，其特征在于，包括：滑轨、可滑动设置在所述滑轨上的升降滑动座、用于驱动所述升降滑动座相对所述滑轨滑动的驱动机构以及设置在所述升降滑动座上的机械臂主体；

2.根据权利要求1所述的用于三维修复的机械臂，其特征在于，所述顶板上开设有供所述导向杆配合穿过的导向滑孔。

3.根据权利要求2所述的用于三维修复的机械臂，其特征在于，所述滑轨上沿Y方向开设有滑动槽，所述升降滑动座配合设置在所述滑动槽内。

4.根据权利要求3所述的用于三维修复的机械臂，其特征在于，所述驱动机构包括沿Y向设置在所述滑动槽内的丝杆、固接在所述支撑框上且螺纹套设在所述丝杆上的丝杆套以及用于驱动所述丝杆转动的电机。

5.根据权利要求4所述的用于三维修复的机械臂，其特征在于，所述丝杆的两端通过轴承与可转动连接在所述滑轨上，所述支撑框沿Y方向的前后侧板上均开设有驱动孔，所述丝杆套固定设置在所述驱动孔内。

6.根据权利要求1所述的用于三维修复的机械臂，其特征在于，所述滑轨的底部还设置有安装边沿。

7.根据权利要求5所述的用于三维修复的机械臂，其特征在于，所述顶板上设置有若干滑动导向件，所述滑动导向件包括固接在所述底板上的安装套、开设在所述底板上且贯穿至所述安装套内部的插孔、固定设置在所述插孔内的滑套、可滑动插设在所述滑套内的支柱、固定套设在所述支柱上且处于所述插孔内的限位环、套设在所述支柱上且处于所述插孔的内壁和限位环之间的弹簧、固接在所述支柱下端的支座、开设在所述支座底部的安装槽以及通过转轴枢接在所述安装槽内的滚轮。

8.根据权利要求7所述的用于三维修复的机械臂，其特征在于，所述滑轨上处于所述滑动槽的两侧沿Y向开设有两导向槽，所述滚轮配合设置在所述导向槽内。

9.根据权利要求8所述的用于三维修复的机械臂，其特征在于，所述顶板的四个角上各设置有一个所述滑动导向件。