一种机械臂双向平衡装置制造方法及图纸

技术编号:15777024 阅读:87 留言:0更新日期:2017-07-08 13:40
本发明专利技术提供一种机械臂双向平衡装置,包括第一旋转装置、第二旋转装置、至少一涡卷状弹性件、传动装置及稳定装置;所述涡卷状弹性件内端连接至所述第一旋转装置,其外端连接至所述第二旋转装置;所述传动装置一端连接至所述第一旋转装置和/或所述第二旋转装置;其另一端连接至机械臂;所述稳定装置用于安装所述第一旋转装置及所述第二旋转装置。

Bidirectional balancing device for mechanical arm

The present invention provides a mechanical arm bidirectional balance device comprises a first rotary device, second rotating device, at least one spiral elastic device, driving device and stabilizing device; the scroll shaped elastic piece inner end connected to the first rotating device, outer end connected to the second rotating device; one end of the transmission device connected to the first rotating device and / or the second rotating device; the other end is connected to the mechanical arm; the stabilizing device is used for installing the first rotary device and the rotating device second.

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂双向平衡装置
本专利技术涉及工业机器人领域,具体涉及一种机械臂双向平衡装置。
技术介绍
在工业机器人领域,存在一类在竖直平面内可以往复旋转的机械臂。这类机械臂在使用中一般配备动力装置和传动装置,如驱动电机和传动轴,使得机械臂可以在一定角度范围内发生转动。机械臂在竖直平面内的转动过程中,其重心高低会发生变化,因此一般需要在固定底座设置一个平衡装置,从而使得机械臂在运行过程中可以保持稳定。现有技术中,为保证系统稳定性,在竖直平面内往复旋转的机械臂一般是安装在水平设置的平衡装置上,以维持力矩平衡。当机械臂的重心从高处向低处移动时,会产生较大的重力矩,可能会造成机械臂的底座不稳,因此平衡装置内需要设置弹性装置,弹性装置发生形变后,可以将机械臂的重力势能转化为弹性装置的弹性势能;当机械臂的重心从低处向高处移动时,弹性装置恢复原状,弹性装置的弹性势能转化为机械臂的重力势能,可以减少驱动电机负载所需的能量,既能保持系统稳定,又能减少能耗。现有机械臂平衡装置的不足之处在于,由于机械臂可能发生顺时针转动或逆时针转动,因此需要设置至少两个(或两组)异向的弹簧来实现往复双向运动的力矩平衡。现有平衡装置大多与驱动装置分别设置,需要额外空间安装,占用空间较大,且连接结构复杂,可靠性及稳定性比较差,严重影响设备使用寿命和工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机械臂双向平衡装置,以解决现有技术机械臂平衡装置所存在的能耗较大、连接结构复杂、占用空间大、系统稳定性差等技术问题。为解决上述技术问题,本专利技术提供一种机械臂双向平衡装置,包括第一旋转装置;第二旋转装置,设于所述第一旋转装置外部;至少一涡卷状弹性件,其内端连接至所述第一旋转装置,其外端连接至所述第二旋转装置;传动装置,其一端连接至所述第一旋转装置和/或所述第二旋转装置;其另一端连接至机械臂;以及稳定装置,用于安装所述第一旋转装置及所述第二旋转装置。其中,所述第一旋转装置包括传动轴,所述涡卷状弹性件套设于所述传动轴外部;以及内端卡槽,设于所述传动轴外侧壁,所述涡卷状弹性件的内端卡合至所述内端卡槽;所述第二旋转装置包括外壳,其为环形套管,套设于所述涡卷状弹性件外部;以及外端卡口,贯穿所述外壳的管壁,所述涡卷状弹性件的外端卡合至所述外端卡口。进一步地,在不同实施例中,所述第一旋转装置还包括第一卡块,突出于所述传动轴一端的表面;以及第二卡块,突出于所述传动轴另一端的表面。进一步地,在不同实施例中,所述第二旋转装置还包括第一转盘,固定连接至所述外壳的一侧,所述第一转盘中心处设有第一转盘通孔;以及第二转盘,固定连接至所述外壳的另一侧,所述第二转盘中心处设有第二转盘通孔;其中,所述传动轴依次穿过所述第一转盘通孔、所述涡卷状弹性件及所述第二转盘通孔。进一步地,在不同实施例中,所述第二旋转装置还包括第一转盘挡块,突出于所述第一转盘远离所述外壳一侧的表面;以及第二转盘挡块,突出于所述第二转盘远离所述外壳一侧的表面。进一步地,在不同实施例中,所述传动装置包括传动板,与第一转盘外表面相切,其边缘处设有第一弧形卡口,第一转盘挡块卡入至所述第一弧形卡口内;限位套管,突出于所述传动板的表面,固定连接至所述机械臂;以及第一限位孔,贯穿所述限位套管及所述传动板中部,第一卡块卡入至所述第一限位孔内;其中,所述第一限位孔内设有两个向内突出的第一限位挡块,用于限制所述第一卡块的转动范围。进一步地,在不同实施例中,所述第一限位挡块的横截面为直角扇形;两个第一限位挡块横截面的扇形圆心突出至所述第一限位孔中部;两个第一限位挡块横截面的扇形圆心相对设置;所述第一限位孔横截面的圆心位于两个第一限位挡块横截面扇形圆心的连线上。进一步地,在不同实施例中,所述稳定装置包括水平底座;以及第一支撑板、第二支撑板,垂直式固定于所述水平底座的左右两端;其中,所述第一支撑板与所述第二支撑板相对设置且彼此平行。进一步地,在不同实施例中,所述第一支撑板中心处设有限位套管安装孔,套设于限位套管外部;所述第二支撑板中心处设有第二限位孔,第二卡块卡入至所述第二限位孔内;所述第二限位孔内设有两个向内突出的第二限位挡块,用于限制所述第二卡块的转动范围;所述第二支撑板边缘处设有第二弧形卡口,第二转盘挡块卡入至所述第二弧形卡口内。进一步地,在不同实施例中,所述第二限位挡块的横截面为直角扇形;两个第二限位挡块横截面的扇形圆心突出至所述第二限位孔中部;两个第二限位挡块横截面的扇形圆心相对设置;所述第二限位孔横截面的圆心位于两个第二限位挡块横截面扇形圆心的连线上。进一步地,在不同实施例中,所述涡卷状弹性件包括但不限于平面涡卷弹簧或扭簧;所述涡卷状弹性件的横截面形状包括但不限于矩形、圆形或椭圆形;当所述涡卷状弹性件的数量为两个以上时,所有涡卷状弹性件的绕向相同;当两个以上涡卷状弹性件同时发生形变时,所有涡卷状弹性件产生的回复扭矩的方向相同。本专利技术提供一种机械臂双向平衡装置,当机械臂在竖直平面内两个旋转方向上做往复运动时,只需用一个或一组同方向涡卷状弹性件即可以保证系统的力矩平衡,可以有效减轻驱动电机负载,减少能耗,同时降低了设备的生产和维护成本。此外,本专利技术可以有效简化连接结构、节省空间,同时提高了系统可靠性和稳定性,延长使用寿命、提升工作效率。附图说明图1为本专利技术实施例使用状态下剖面结构示意图;图2为本专利技术实施例整体结构示意图;图3为本专利技术实施例分解结构示意图;图4为本专利技术实施例中第一旋转装置的结构示意图;图5为本专利技术实施例中第二旋转装置的结构示意图;图6为本专利技术实施例中涡卷状弹性件的结构示意图;图7为本专利技术实施例中传动装置的正面结构示意图;图8为本专利技术实施例中稳定装置的结构示意图;图9为本专利技术实施例中第二支撑板的结构示意图;图10为本专利技术实施例中机械臂的位置示意图;图中部件标号如下:100第一旋转装置,200第二旋转装置;300涡卷状弹性件,400传动装置;500稳定装置,600机械臂,700驱动装置;101传动轴,102内端卡槽,103第一卡块,104第二卡块;201外壳,202外端卡口,203第一转盘,204第二转盘;301弹簧片,302弹簧内端,303弹簧外端;401传动板,402限位套管,403第一限位孔;501第一支撑板,502第二支撑板,503水平底座;601机械臂的基准位置,602机械臂的第一目标位置,603机械臂的第二目标位置;1051第三转盘挡块;2031第一转盘通孔,2032第一转盘挡块;2041第二转盘通孔,2042第二转盘挡块;4011第一弧形卡口,4031第一限位挡块,4032第一限位挡块;5011限位套管安装孔,5021第二限位孔,5022第二弧形卡口;5031第二限位挡块,5032第二限位挡块。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的优选实施例,证明本专利技术可以实施,该实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本专利技术,使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现,本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。在附图中,结构相同的部件以相同数字标号表示,各处结构或功能相似的部件以相似数字标号表示。附图所示的每一部件的尺寸和厚度是任意示出的,本专利技术并没有限定每个部件的尺寸和厚度。本专利技术本文档来自技高网
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一种机械臂双向平衡装置

【技术保护点】
一种机械臂双向平衡装置,其特征在于,包括第一旋转装置;第二旋转装置,设于所述第一旋转装置外部;至少一涡卷状弹性件,其内端连接至所述第一旋转装置,其外端连接至所述第二旋转装置;传动装置,其一端连接至所述第一旋转装置和/或所述第二旋转装置;其另一端连接至机械臂;以及稳定装置,用于安装所述第一旋转装置及所述第二旋转装置;其中,所述第一旋转装置包括传动轴,所述涡卷状弹性件套设于所述传动轴外部;以及内端卡槽,设于所述传动轴外侧壁,所述涡卷状弹性件的内端卡合至所述内端卡槽;所述第二旋转装置包括外壳,其为环形套管,套设于所述涡卷状弹性件外部;以及外端卡口,贯穿所述外壳的管壁,所述涡卷状弹性件的外端卡合至所述外端卡口。

【技术特征摘要】
1.一种机械臂双向平衡装置,其特征在于,包括第一旋转装置;第二旋转装置,设于所述第一旋转装置外部;至少一涡卷状弹性件,其内端连接至所述第一旋转装置,其外端连接至所述第二旋转装置;传动装置,其一端连接至所述第一旋转装置和/或所述第二旋转装置;其另一端连接至机械臂;以及稳定装置,用于安装所述第一旋转装置及所述第二旋转装置;其中,所述第一旋转装置包括传动轴,所述涡卷状弹性件套设于所述传动轴外部;以及内端卡槽,设于所述传动轴外侧壁,所述涡卷状弹性件的内端卡合至所述内端卡槽;所述第二旋转装置包括外壳,其为环形套管,套设于所述涡卷状弹性件外部;以及外端卡口,贯穿所述外壳的管壁,所述涡卷状弹性件的外端卡合至所述外端卡口。2.如权利要求1所述的机械臂双向平衡装置,其特征在于,所述第一旋转装置还包括第一卡块,突出于所述传动轴一端的表面;以及第二卡块,突出于所述传动轴另一端的表面。3.如权利要求1所述的机械臂双向平衡装置,其特征在于,所述第二旋转装置还包括第一转盘,固定连接至所述外壳的一侧,所述第一转盘中心处设有第一转盘通孔;以及第二转盘,固定连接至所述外壳的另一侧,所述第二转盘中心处设有第二转盘通孔;其中,所述传动轴依次穿过所述第一转盘通孔、所述涡卷状弹性件及所述第二转盘通孔。4.如权利要求3所述的机械臂双向平衡装置,其特征在于,所述第二旋转装置还包括第一转盘挡块,突出于所述第一转盘远离所述外壳一侧的表面;以及第二转盘挡块,突出于所述第二转盘远离所述外壳一侧的表面。5.如权利要求1所述的机械臂双向平衡装置,其特征在于,所述传动装置包括传动板,与第一转盘外表面相切,其边缘处设有第一弧形卡口,第一转盘挡块卡入至所述第一弧形卡口内;限位套管,突出于所述传动板的表面,固定连接至所述机械臂;以及第一限位孔,贯穿所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:夏继文
申请(专利权)人:太仓朗盛金属制品有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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