曲柄滑块式机械臂制造技术

本实用新型专利技术公开了一种机械臂，特别是一种在真空镀膜设备各真空室之间完成传递工件的机器人的曲柄滑块式机械臂。结构如下：支架板安装在空心轴上，滚珠轨道安装在支架板的端部，死点引出器下部的立轴滑配于支架板的圆孔中，可在滚珠轨道上滑动的滑块、手臂杆座、手臂杆连接在一起，连杆与手臂杆连接，摆杆一端固结于主轴上另一端与连杆铰接，连杆上设有与死点引出器上的拨销匹配的凹形引导槽，在手臂杆的前端设置机械手。本实用新型专利技术结构简单、用材少、占用运动空间小、加工制造方便、可显著降低设备制造和使用成本；其性能稳定、可靠性高，可以免维护，实用性强。本实用新型专利技术除在真空镀膜设备以外，也可以应用到其它领域。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机械臂，特别是涉及一种在真空镀膜设备各真空窒之 间完成传递工件的机器人的曲柄滑块式机械臂。
技术介绍
在真空镀膜设备各真空窒之间完成传递工件的机器人的机械臂有多种结构 方式。带有气缸或液压缸传动的机械臂因其不可避免的微量泄漏就会严重破坏 真空环境，所以在真空窒内不能采用。还有用齿轮、齿条传动的机械臂，因在 髙真空无润滑状态下工作磨损较快，又因加工精度必须很高而不够经济，所以， 此种机械臂也很少使用。当前使用较多的是一种由齿轮、连杆构成的机械臂， 其使用性能较好，但加工精度要求高、耗用金属材料多，不够经济。特别是其 运动所需空间较大，必须配套使用有较大通口的方形翻板阀。而此种翻板阀较 之普通插板阀的造价要高得多，从而进一步提高了设备造价。有一种曲柄和连 杆等长且带防护支承的曲柄滑块式机械臂机构，如图4所示；当曲柄18转至垂 直向上位置，此为该机构运动不确定位置，连杆5上的圆柱销进入支承内，使 滑块2向左运动；当曲柄18绕轴回转时，连杆5的运动相当于与其固结的圆沿 定圆作无滑动的滚动，滑块2实现简谐运动规律。按此原理设计的机械臂使用 性能良好，但还是有其不足。第一连杆5必须是摆杆长度的两倍，同时，支 架板也相应加长两倍，增加了材料用量和加工费用。第二由于支架板的迴转 半径加大了一倍，件时困难重重，有时不得不加大真空窒直径和选用较大的真空泵。这会使设备造价相应增大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小、占用运动空间小、耗材少、成本低、可靠性高的曲柄滑块式机械臂。为了解决上述技术问题，本技术是通过如下技术方案实现的。曲柄滑块式机械臂，其结构如下支架板安装在空心轴上，滚珠轨道安装在支架板的端部，死点引出器下部的立轴滑配于支架板的圆孔中，可在滚珠轨道上滑动的滑块、手臂杆座、手臂杆连接在一起，连杆与手臂杆连接，摆杆一端固结于主轴上另-端与连杆铰接，摆杆上的第二扇齿与死点引出器上的第一扇齿相匹配，连杆上设有与死点引出器上的拨销匹配的凹形引导槽，在手臂杆的前端设置机械手。所述的支架板上的滚珠轨道与手臂杆平行。所述的第二扇齿固结在摆杆下表面的中部。所述的死点引出器是由拨销、拨销板、立柱、第一扇齿、锁紧螺母构成，拨销、拨销板、立柱、第一扇齿固定联接在一起，第一扇齿固结在立柱下面，锁紧螺母与立柱螺纹连接。所述的空心轴与主轴同心。所述的连杆与手臂杆铰接。所述的连杆与手臂杆座铰接。本技术的优点和效果如下本技术结构简单、用材少、占用运动空间小、加工制造方便、可显著降低设备制造和使用成本；其性能稳定、可靠性高，可以免维护，实用性强。本技术除在真空镀膜设备以外，也可以应用到其它领域。附图说明图1是本技术曲柄滑块式机械臂伸展状态俯视结构示意图。图2是本技术曲柄滑块式机械臂縮回状态俯视结构示意图。 图3是图2E-E剖视结构示意图。图4是现有的曲柄和连杆等长且带防护支承的曲柄滑块机械臂工作原理示 意图。图中，1、滚珠轨道，2、滑块，3、手臂杆座，4、手臂杆，5、连杆，6、 拔销，7、拔销板，8、立柱，9、第一扇齿，10、支架板，11、锁紧螺母，12、 摆杆，13、第二扇齿，14、空心轴，15主轴，16、立轴，17、死点引出器，18、 曲柄，19、机械手，20、凹形引导槽。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步详细说明，但本技术的保护范围 不受实施例所限。如图1-图3所示，本技术结构如下支架板10安装在空心轴14上， 滚珠轨道1安装在支架板10的端部，死点引出器17下部的立轴16滑配于支架 板10的圆孔中，可在滚珠轨道1上滑动的滑块2、手臂杆座3、手臂杆4连接 在一起，连杆5与手臂杆4连接，摆杆12 —端固结于主轴15上另一端与连杆5 铰接，摆杆12上的第二扇齿13与死点引出器17上的第一扇齿9相匹配，连杆 5上设有与死点引出器17上的拨销6匹配的凹形引导槽20，在手臂杆4的前端 设置机械手19。上述的支架板10上的滚珠轨道1与手臂杆4平行且置于迴转中心的外侧。第二扇齿13固结在摆杆12下表面的中部。死点引出器17是由拨销6、拨销板7、立柱8、第一扇齿9、锁紧螺母ll构成，拨销6、拨销板7、立柱8、第一扇齿9固定联接在一起，第一扇齿9固结在立柱8下面，锁紧螺母11与立柱8螺纹连接。如上所述本技术是由两部分组成。第一部分，由支架板10、滚珠轨道1、滑块2、手臂杆3、摆杆12、连杆5构成的曲柄滑块机构组成机械臂的臂部。下面给出其具体的结构及尺寸，但这不能用于限定本技术的保护范围。曲柄滑块机构组成机械臂的臂部各构件尺寸为AB=BC=AD;圆形手臂杆4的轴心与摆杆迴转中心A在垂直面内相重合；固结于支架板10上的滚珠轨道1与手臂杆4平行且置于迴转中心A的外侧，其偏心距依构件具体尺寸取最小值；以A点为迴转中心，固结在摆杆下面的第二扇齿13的节圆直径为1.5倍AB长度；第二扇齿13的齿数等于第一扇齿9齿数减1;连杆5上表面中部加工有与死点引出器17上的拨销6相关联的凹形引导槽20，凹形引导槽20的圆弧中心置于BC中点。第二部分由拨销6、拨销板7、立柱8、第一扇齿9、锁紧螺母11构成死点引出器17。它是以D点为迴转中心，固结在立柱8下面的第一扇齿9的节圆直径为0.5倍AB距离；拨销中心与迴转中心D的中心距为0.5倍AB距离。本技术的工作原理如下固联在机器人驱干部空心轴14上的支架板10可绕中心点A迴转360。，并通过支架板带动滚珠轨道、手臂杆、擺杆、连杆等一起同步旋转。可根据需要控制机械臂停止在任意角度的位置上。当空心轴14制动固定不动，驱动主轴15旋转时，将带动固联 其上端的摆杆转动，并通过连杆带动滑块及手臂杆左移。当摆杆转至C点与A点重合时，引出器上的拨销已进入连杆上的凹形引导槽内，摆杆上的第二扇齿与引出器上的第一扇齿已经 处于啮合状态。摆杆继续旋转，其上的第二扇齿通过引出器上的第一扇齿使引出器作相对转动，引出器上的拨销迫使连杆带动滑块左移顺利离开死点A继续 前移。返回行程运动时与此相同。本技术机械臂由同心的二根轴驱动，空心轴14转动时主轴15也同向、 同歩转动，而主轴15转动时空心轴则固定不动，空心轴14与主轴15的驱动是 现有机器人驱干部分驱动非常常规的现有技术，本技术公开的是机械臂部 分，不再详细描述机器人的驱动部分。滚珠轨道固联在支架板10左端上面，滑 块2、手臂杆座3、手臂杆4固联在一起，可在滚珠轨道上作直线滑动。摆杆12 一端固结于主轴15上，而另一端与连杆5铰接，连杆5的另一端与手臂杆座及 手臂杆铰接。在摆杆下表面的中部固联着第二扇齿。由拨销6、拨销板7、立柱 8、第一扇齿9固定联接在一起组成死点引出器。死点引出器下部的立轴16滑 配于支架板10相应的圆孔中，并用锁紧螺母11调整立轴转动的松紧度。在手 臂杆4的最前端可根据需要联接各种结构的机械手。本技术的所有构件因 在高真空环境工作，所以均使用真空专用优质不锈钢制造。如果在普通大气环 境下使用，可选择其它材料制造。权利要求1、曲柄滑块式机械臂，其特征在于结构如下支架板(10)安装在空心轴(14)上，滚珠轨道(1)安装在支架板(10)的端部，死点引出器(17)下本文档来自技高网...

【技术保护点】
曲柄滑块式机械臂，其特征在于结构如下：支架板（１０）安装在空心轴（１４）上，滚珠轨道（１）安装在支架板（１０）的端部，死点引出器（１７）下部的立轴（１６）滑配于支架板（１０）的圆孔中，可在滚珠轨道上滑动的滑块（２）、手臂杆座（３）、手臂杆（４）连接在一起，连杆（５）与手臂杆（４）连接，摆杆（１２）一端固结于主轴（１５）上另一端与连杆（５）铰接，摆杆（１２）上的第二扇齿（１３）与死点引出器（１７）上的第一扇齿（９）相匹配，连杆（５）上设有与死点引出器（１７）上的拨销（６）匹配的凹形引导槽（２０），在手臂杆（４）的前端设置机械手（１９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴向方，黄伦，赵俊华，
申请(专利权)人：辽宁聚智科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]