CN219585219U - 末端姿态保持型摆臂机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种末端姿态保持型摆臂机构，包括底座，底座向上固定连接有一对轴承座，轴承座内设有下轴承，该对轴承座的下轴承之间转动连接有主动轴，主动轴向上固定连接有支撑臂板，支撑臂板顶部通过上轴承转动连接有从动轴，从动轴固定连接有连接板，连接板的末端固定连接有承载平台；主动轴和从动轴之间连接有传动机构，传动机构与主动轴转动连接，传动机构与主动轴相接的部分通过连接架与底座固定连接。本实用新型能够在承载平台绕主动轴公转时，通过自转抵消公转带来的角度变化，使承载平台始终保持其初始倾角不变。本实用新型结构简单，没有电控，成本低且没有滞后现象，运动过程中承载平台的角度稳定而无波动。

Description

末端姿态保持型摆臂机构

技术领域

本实用新型涉及机械技术领域，尤其涉及转动物料等需要保持承台倾角保持不变的机械结构。

背景技术

现有技术中，各行业中广泛存在对物料或人员进行位置转换的场景需求。传送带是常用的进行位置转换的结构。传送带在旋转过程中，同一处传送带在转动到上半爿时是上表面，转动到下半爿时就是下表面。

如果在传送带上安装需要保持倾角不变的承台类结构，那么在承台转到下半爿时其上承载的物品或人员就会掉下去。现有技术中，对于位置转换时的承台结构，保持其姿态（倾角不变）的技术非常复杂，需要对于承台安装测量倾角的传感器、带动承台旋转以抵消运动中倾角变化的驱动装置，以及使驱动承台旋转的速度和方向与倾角变化的方向相反且速度相同的电控装置，以及相应的算法。这种技术不但结构复杂、成本高昂，而且一方面抵消倾角变化具有滞后性，另一方面抵消倾角变化的主动旋转的角度与实际角度很难良好吻合，总之，抵消倾角变化的主动旋转与承台结构本身的倾角变化不能做到完全同步，使得承台结构的姿态（倾角）在工作中呈波动而非稳定的状态。

现有技术出现了利用平行四边行结构来保持承台倾角不变的结构，但其具有如下不足之处：1、摆的倾角有限，无法达到180度摆动；2、因动力轴偏置从而不便于通过首尾相接的方式扩展成多自由度结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种末端姿态保持型摆臂机构，无须传感器和电控装置以及算法，以纯机械结构使承台结构在位置转换中的姿态保持不变。

为实现上述目的，本实用新型的末端姿态保持型摆臂机构包括底座，底座向上固定连接有一对轴承座，轴承座内设有下轴承，该对轴承座的下轴承之间转动连接有主动轴，主动轴伸出轴承座并与外置的动力装置相连接，外置的动力装置用于驱动主动轴旋转；

主动轴向上固定连接有支撑臂板，支撑臂板顶部通过上轴承转动连接有从动轴，从动轴固定连接有连接板，连接板的末端固定连接有承载平台；

主动轴和从动轴之间连接有传动机构，传动机构为链条传动机构、同步带传动机构或齿轮传动机构，传动机构与主动轴转动连接，传动机构与主动轴相接的部分通过连接架与底座固定连接。

所述传动机构为链条传动机构，链条传动机构包括转动连接在主动轴上的下链轮、固定安装在从动轴上的上链轮以及绕设在上链轮和下链轮之间的链条；下链轮通过连接架与底座固定连接；上链轮和下链轮结构和大小均相同。

所述支撑臂板平行间隔设有两个；所述传动机构在空间上设置于两个支撑臂板之间。

所述承载平台跨设在支撑臂板上方。

所述承载平台位于支撑臂板一侧。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型能够在承载平台绕主动轴公转时，通过传动机构使从动轴产生的自转抵消公转带来的角度变化，使承载平台始终保持其初始倾角（相对于底座的倾角）不变。本实用新型应用于仅仅需要改变作业对象的位置而不需要改变作业对象姿态的场合，结构简单，没有电控，成本低且没有背景技术中所述电控带来的滞后现象，运动过程中（公转过程中）承载平台的角度稳定而无波动。

本实用新型结构紧凑，底座和工作平台的可扩展性很强，可以进行不同方式安装，可以适配多种不同末端设备，还可以通过多个该机构首尾相接构建多自由度机械臂（即将第二套末端姿态保持型摆臂机构的底座固定在第一套末端姿态保持型摆臂机构的承载平台上），满足更多应用场景。

支撑臂板平行间隔设有两个，整体结构强度更高。

本实用新型摆动角度不受平行四边形结构的限制，摆动角度可以达到180以上。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是另一个旋转角度下图1的左视图；

图4是实施例一的立体结构示意图；

图5是实施例二的立体结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1至图4所示，本实施例的末端姿态保持型摆臂机构，包括用于固定在固定结构上（如地面、支撑架或其他工作平台）的底座1，底座1向上固定连接有一对轴承座2，轴承座2内设有下轴承3，该对轴承座2的下轴承3之间转动连接有主动轴4，主动轴4伸出轴承座2并用于与外置的动力装置（外置的限定指动力装置并非本实用新型的一部分）相连接，外置的动力装置用于驱动主动轴4旋转；动力装置可以是配有减速机的电动机或马达。

主动轴4向上固定连接有支撑臂板5，支撑臂板5顶部通过上轴承6转动连接有从动轴7，从动轴7固定连接有连接板8，连接板8的末端固定连接有承载平台9；

主动轴4和从动轴7之间连接有传动机构，传动机构为链条传动机构、同步带传动机构或齿轮传动机构，传动机构与主动轴4转动连接，传动机构与主动轴4相接的部分通过连接架10与底座1固定连接。

下面以传动机构采用链条传动机构为例，对传动机构进行具体说明。

链条传动机构包括转动连接在主动轴4上的下链轮11、固定安装在从动轴7上的上链轮12以及绕设在上链轮12和下链轮11之间的链条13；下链轮11通过连接架10与底座1固定连接。上链轮12和下链轮11的结构和大小均相同。支撑臂板5上安装有张紧装置，用来使链条13保持张紧状态。链条的张紧装置是常规装置，不详述。

本实用新型能够在承载平台9绕主动轴4公转时，通过传动机构使从动轴产生的自转抵消公转带来的角度变化，使承载平台9始终保持其初始倾角（相对于底座1的倾角）不变。本实用新型应用于仅仅需要改变作业对象的位置而不需要改变作业对象姿态的场合，结构简单，没有电控，成本低且没有背景技术中所述电控带来的滞后现象，承载平台9的角度稳定而无波动。

本实用新型结构紧凑，底座1和工作平台的可扩展性很强，可以进行不同方式安装，可以适配多种不同末端设备，还可以通过多个该机构首尾相接构建多自由度机械臂（即将第二套末端姿态保持型摆臂机构的底座1固定在第一套末端姿态保持型摆臂机构的承载平台9上），满足更多应用场景。

所述支撑臂板5平行间隔设有两个；所述传动机构在空间上设置于两个支撑臂板5之间，这样整体结构强度更高。所述承载平台9跨设在支撑臂板5上方。

工作中，在外置的动力装置驱动主动轴4旋转时，下链轮11由于被固定而不会旋转。主动轴4带动支撑臂板5和从动轴7绕主动轴4旋转，从而带动承载平台9在预定的各转换位置之间旋转移动。

将从动轴7随支撑臂板5围绕主动轴4的旋转称为公转，将从动轴7围绕自身轴线的转动称为自转。

在从动轴7随同支撑臂板5做公转运动时，下链轮11不动，这样链条13即在下链轮11上开始同向缠绕，在链条和链轮传动关系的配合下，迫使上链轮12进行反向转动，从而带动从动轴7反向旋转。在此过程中，由于上链轮12和下链轮11结构和大小均相同（规格完全一致），且链条处于张紧状态，于是主动轴4相对于下链轮11旋转多少角度，则链条13就在下链轮11上缠绕多少角度，同时链条13也迫使上链轮12反向旋转多少角度。上链轮12反向旋转的角度也即从动轴7的自转角度，从动轴7的自转角度刚好抵消因公转而使从动轴7旋转的角度，从而使从动轴7因公转发生的旋转角度和自转发生的旋转角度大小相等方向相反，使从动轴7相对于底座1不发生转动。也就是说从动轴7在主动轴4的转动时，从动轴7相对于底座1的空间位置发生了变化，但从动轴7相对于底座1的姿态（旋转角度）却没有发生改变。从坐标系的角度来说，如果将坐标系建立在底座1上，则从动轴7的位置坐标发生了改变，但从动轴7及其上的承载平台9的姿态角却保持不变。例如，如果将工作平台和底座1设计成相互平行的关系，则随着该机构的摆动，工作平台和底座1将一直保持平行状态，不受工作平台位置改变的影响。

实施例二

如图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：所述承载平台9位于支撑臂板5一侧。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.末端姿态保持型摆臂机构，其特征在于：包括底座，底座向上固定连接有一对轴承座，轴承座内设有下轴承，该对轴承座的下轴承之间转动连接有主动轴，主动轴伸出轴承座并与外置的动力装置相连接，外置的动力装置用于驱动主动轴旋转；

主动轴向上固定连接有支撑臂板，支撑臂板顶部通过上轴承转动连接有从动轴，从动轴固定连接有连接板，连接板的末端固定连接有承载平台；

主动轴和从动轴之间连接有传动机构，传动机构为链条传动机构、同步带传动机构或齿轮传动机构，传动机构与主动轴转动连接，传动机构与主动轴相接的部分通过连接架与底座固定连接。

2.根据权利要求1所述的末端姿态保持型摆臂机构，其特征在于：所述传动机构为链条传动机构，链条传动机构包括转动连接在主动轴上的下链轮、固定安装在从动轴上的上链轮以及绕设在上链轮和下链轮之间的链条；下链轮通过连接架与底座固定连接；上链轮和下链轮结构和大小均相同。

3.根据权利要求1或2所述的末端姿态保持型摆臂机构，其特征在于：所述支撑臂板平行间隔设有两个；所述传动机构在空间上设置于两个支撑臂板之间。

4.根据权利要求3所述的末端姿态保持型摆臂机构，其特征在于：所述承载平台跨设在支撑臂板上方。

5.根据权利要求3所述的末端姿态保持型摆臂机构，其特征在于：所述承载平台位于支撑臂板一侧。