本发明专利技术公开了一种有限尺寸空间内的大行程机械臂装置，包括一个固定臂、一个活动臂、一个电机、传动机构、活动臂行程限位装置和活动臂导向机构，采用步进电机驱动，通过同步带轮传动，带动与同步带固定的活动机械臂的伸缩，活动机械臂套于固定机械臂内，其移动的导向依靠安装于固定机械臂四周的滚动轴承，这样既可起到导向作用，又可减小摩擦力，减轻运动阻力。采用安装于固定臂四周的滚动轴承作为活动臂的导向，用于改变直线导轨作为导向需要较长固定臂的情况，以减小结构尺寸，同时获得大的导向范围和足够大的行程。本发明专利技术机械臂装置适宜在自动化设备中，需要大行程运动且空间尺寸有限的场合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种机器手臂，特别是一种进行伸缩直线运动机械臂，能带动与其连接的机械手完成目标动作。
技术介绍
对于一些自动化设备中，工件需要从一个工位移载至另一个工位，一般配置移载机械臂。有些场合，为了减小整个设备的结构尺寸，此时固定臂的长度受到限制，而活动臂又要求有较大的行程。要满足大行程的需要，机械臂的导向尺寸需要比较长，如果采用直线导轨形式，则固定臂的长度需要比较长，这样导致机械结构庞大，现有的机械臂在有限尺寸空间内应用时还不够理想。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种有限尺寸空间内的大行程机械臂装置，采用安装于固定臂四周的滚动轴承作为活动臂的导向，用于改变直线导轨作为导向需要较长固定臂的情况，以减小结构尺寸，同时获得大的导向范围和足够大的行程。本专利技术的构思如下 机械臂装置的基本原理是采用步进驱动电机驱动，通过同步带轮传动，带动与同步带固定的活动机械臂的伸缩；活动机械臂套于固定机械臂内，其移动的导向依靠安装于固定机械臂四周的滚动轴承，这样既可起到导向作用，又可减小摩擦力，减轻运动阻力。根据上述专利技术构思，本专利技术采用如下技术方案 一种有限尺寸空间内的大行程机械臂装置，包括一个固定臂、一个活动臂、一个驱动驱动电机、传动机构、活动臂行程限位装置和活动臂导向机构，固定臂的固定端装有固定臂立板，通过固定臂立板使固定臂的固定端与外部设备或设施固定连接，活动臂在固定臂内腔中直线往复移动实现机械臂的伸缩直线运动，活动臂的自由端悬伸于固定臂的自由端开口之外，活动臂的自由端通过连接工作组件来完成目标动作，固定臂和活动臂皆为横截面为方形的直筒，驱动驱动电机为步进驱动电机，驱动驱动电机通过一个驱动电机固定板安装在固定臂的一侧，传动机构为皮带传动机构，包括同步带、同样大小的一个主动同步带轮和一个被动同步带轮，主动同步带轮靠近固定臂的固定端并固定安装于固定臂内腔中，主动同步带轮的轮轴一端通过带轮支撑板转动支撑并通过一个联轴器与驱动驱动电机的主轴同轴连接，主动同步带轮的轮轴另一端同轴连接一根延伸轴，延伸轴通过一个张紧侧板转动支撑，带轮支撑板和张紧侧板皆与固定臂固定安装连接，被动同步带轮固定安装被动同步带轮固定轴上，被动同步带轮安装于活动臂的内腔中，通过一个同步带支撑架使被动同步带轮相对于主动同步带轮定位支撑，使包绕于主动同步带轮上和被动同步带轮上的同步带张紧，活动臂还通过一个同步带压板和一个同步带托板与同步带锁紧连接，使同步带牵拉活动臂在固定臂内腔中直线往复移动，活动臂行程限位装置安装于固定臂上，活动臂行程限位装置包括活动臂回缩极限位的限位装置和活动臂伸长极限位的行程限位装置，每个行程限位装置皆包括行程开关和传感器支架，行程开关安装在传感器支架上，传感器支架安装在固定臂上，对活动臂的伸出和缩回的极限位进行约束，活动臂导向机构置于固定臂和活动臂之间，使活动臂在固定臂内腔中自由伸缩，活动臂导向机构为轮轨机构，包括设置于活动臂的外表面上的凸起导向条和设置于固定臂内表面上的滚轮机构，滚轮机构的滚轮分别沿着导向条行走实现活动臂与固定臂的相对移动，导向条沿着活动臂运动方向延伸，至少4条导向条分别设置于活动臂的外表面的4个侧面上，包括上下两条顶底支撑导向条和左右两条侧面支撑导向条，沿每条导向条至少设有两组滚轮机构，滚轮机构包括滚轮支撑轴和滚轮，在固定臂上开设的方形槽口，滚轮支撑座从固定臂的外部封闭方形槽口，形成安装滚轮机构的开式滚轮箱，开式滚轮箱包括箱底壁和箱侧壁，箱底壁由滚轮支撑座形成，方形槽口侧壁形成箱侧壁，在方形槽口侧壁上还设有支撑滚轮支撑轴两端的轮轴支撑块，使滚轮机构以嵌入式安装于开式滚轮箱内，使滚轮在开式滚轮箱内转动，进而使滚轮沿着导向条行走，滚轮支撑座分别包括顶底滚轮支撑座和侧面滚轮支撑座，轮轴支撑块也分别包括顶底轮轴支撑块和侧面轮轴支撑块，滚轮支撑轴也分别包括顶底滚轮支撑轴和侧面滚轮支撑轴，滚轮也分别包括顶底滚轮和侧面滚轮，即位于固定臂的上下内表面的开式滚轮 箱由顶底滚轮支撑座、顶底轮轴支撑块和固定臂上下开设的方形槽口侧壁形成，顶底轮轴支撑块支撑顶底滚轮支撑轴的两端，顶底滚轮支撑轴带动顶底滚轮转动，而位于固定臂的侧面内表面的开式滚轮箱由侧面滚轮支撑座、侧面轮轴支撑块和固定臂侧面开设的方形槽口侧壁形成，侧面轮轴支撑块支撑侧面滚轮支撑轴的两端，侧面滚轮支撑轴带动侧面滚轮转动。上述滚轮机构的滚轮为滚动轴承，滚动轴承的内圈与滚轮支撑轴紧固配合同步转动，滚动轴承的外圈与导向条接触。每组上述滚轮机构包括两个并列的滚动轴承。上述同步带支撑架为Y形支架，具有尾部V形支撑架部分和头部支撑架部分，尾部V形支撑架部分的末端靠近固定臂立板的表面，在尾部V形支撑架的上下开口架体之间还通过固定安装一个支架尾部张紧横板辅助支撑，同步带机构具有辅助张紧装置，辅助张紧装置包括螺纹配合的调整螺钉和调整螺钉座，支架尾部张紧横板与调整螺钉的端部转动连接，调整螺钉座与固定臂固定连接，通过控制旋调整螺钉来调整尾部张紧横板的位置，使尾部张紧横板带动同步带支撑架沿固定臂轴向移动，进而调整主动同步带轮和被动同步带轮之间的轮距，从而调整同步带的张紧程度，头部支撑架部分的末端还通过一个转筒机构与活动臂内表面滚动接触，转筒机构包括转筒支承轴和支撑套筒，支撑套筒围绕转筒支承轴转动。上述主动同步带轮与其轮轴由平键进行轴向定位，由轴肩和主动同步带轮隔套对主动同步带轮进行轴向固定，沿同步带还分布一系列同步带支撑轴，使同步带进一步张紧。在上述固定臂内部的活动臂近端还设有辅助位移引导支撑滚轮，位移引导支撑滚轮的转轴固定安装在活动臂近端，支撑滚轮沿固定臂的内表面滚动。作为本专利技术优选的技术方案，沿每条导向条最好设有三组滚轮机构。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点I.本专利技术机械臂装置在固定臂空间尺寸有限的情况下，采用步进驱动电机驱动，通过同步带轮传动，活动臂可实现较大行程的伸缩运动，且具有导向精度高、阻力小、降低成本等优势。适宜在自动化设备中，需要大行程运动且空间尺寸有限的场合。2.本专利技术机械臂装置的固定臂四周分别布置滚动轴承，活动臂套于固定臂内，滚动轴承既可起到导向作用，又可减少活动臂移动时的摩擦，改变直线导轨作为导向需要较长固定臂的缺点，以减小结构尺寸，同时获 得大的导向范围和足够大的行程。附图说明图I是本专利技术有限尺寸空间内的大行程机械臂装置示意图。图2是图I的固定臂和活动臂轴向水平剖切面的俯视结构示意图。图3是沿图I中的A-A线的剖视图。图4是沿图I中的B-B线的剖视图。具体实施例方式结合附图，对本专利技术的优选实施例详述如下 实施例一 参见图I 图4，一种有限尺寸空间内的大行程机械臂装置，包括一个固定臂4、一个活动臂11、一个驱动驱动电机30、传动机构、活动臂行程限位装置和活动臂导向机构，固定臂4的固定端装有固定臂立板1，通过固定臂立板I使固定臂4的固定端与外部设备或设施固定连接，活动臂11在固定臂4内腔中直线往复移动实现机械臂的伸缩直线运动，活动臂11的自由端悬伸于固定臂4的自由端开口之外，活动臂11的自由端通过连接工作组件来完成目标动作，固定臂4和活动臂11皆为横截面为方形的直筒，驱动驱动电机3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有限尺寸空间内的大行程机械臂装置，包括一个固定臂（4）、一个活动臂（11）、一个驱动电机（30）、传动机构、活动臂行程限位装置和活动臂导向机构，所述固定臂（4）的固定端装有固定臂立板（1），通过所述固定臂立板（1）使所述固定臂（4）的固定端与外部设备或设施固定连接，所述活动臂（11）在所述固定臂（4）内腔中直线往复移动实现机械臂的伸缩直线运动，所述活动臂（11）的自由端悬伸于所述固定臂（4）的自由端开口之外，所述活动臂（11）的自由端通过连接工作组件来完成目标动作，其特征在于：所述固定臂（4）和所述活动臂（11）皆为横截面为方形的直筒，所述驱动电机（30）为步进电机，所述驱动电机（30）通过一个电机固定板（31）安装在所述固定臂（1）的一侧，所述传动机构为皮带传动机构，包括同步带（18）、同样大小的一个主动同步带轮（5）和一个被动同步带轮（9），所述主动同步带轮（5）靠近所述固定臂（4）的固定端并固定安装于所述固定臂（4）内腔中，所述主动同步带轮（5）的轮轴一端通过带轮支撑板（28）转动支撑并通过一个联轴器（29）与所述驱动电机（30）的主轴同轴连接，所述主动同步带轮（5）的轮轴另一端同轴连接一根延伸轴（19），所述延伸轴（19）通过一个张紧侧板（21）转动支撑，所述带轮支撑板（28）和所述张紧侧板（21）皆与所述固定臂（4）固定安装连接，所述被动同步带轮（9）固定安装被动同步带轮固定轴（15）上，所述被动同步带轮（9）安装于活动臂（11）的内腔中，通过一个同步带支撑架（3）使所述被动同步带轮（9）相对于所述主动同步带轮（5）定位支撑，使包绕于所述主动同步带轮（5）上和所述被动同步带轮（9）上的同步带（18）张紧，所述活动臂（11）还通过一个同步带压板（17）和一个同步带托板（16）与同步带（18）锁紧连接，使所述同步带（18）牵拉所述活动臂（11）在所述固定臂（4）内腔中直线往复移动，所述活动臂行程限位装置安装于所述固定臂（4）上，所述活动臂行程限位装置包括所述活动臂（11）回缩极限位的限位装置和所述活动臂（11）伸长极限位的行程限位装置，每个所述行程限位装置皆包括行程开关（26）和传感器支架（12），所述行程开关（26）安装在所述传感器支架（12）上，所述传感器支架（12）安装在所述固定臂（4）上，对所述活动臂（11）的伸出和缩回的极限位进行约束，所述活动臂导向机构置于所述固定臂（4）和所述活动臂（11）之间，使所述活动臂（11）在所述固定臂（4）内腔中自由伸缩，所述活动臂导向机构为轮轨机构，包括设置于所述活动臂（11）的外表面上的凸起导向条和设置于所述固定臂（4）内表面上的滚轮机构，所述滚轮机构的滚轮分别沿着所述导向条行走实现所述活动臂（11）与所述固定臂（4）的相对移动，所述导向条沿着所述活动臂（11）运动方向延伸，至少4条所述导向条分别设置于所述活动臂（11）的外表面的4个侧面上，包括上下两条顶底支撑导向条（34）和左右两条侧面支撑导向条（37），沿每条所述导向条至少设有两组所述滚轮机构，所述滚轮机构包括滚轮支撑轴和滚轮，在所述固定臂（4）上开设的方形槽口，所述滚轮支撑座从所述固定臂（4）的外部封闭方形槽口，形成安装所述滚轮机构的开式滚轮箱，所述开式滚轮箱包括箱底壁和箱侧壁，所述箱底壁由滚轮支撑座形成，所述方形槽口侧壁形成所述箱侧壁，在方形槽口侧壁上还设有支撑所述滚轮支撑轴两端的轮轴支撑块，使滚轮机构以嵌入式安装于所述开式滚轮箱内，使所述滚轮在所述开式滚轮箱内转动，进而使所述滚轮沿着所述导向条行走，所述滚轮支撑座分别包括顶底滚轮支撑座（7）和侧面滚轮支撑座（24），所述轮轴支撑块也分别包括顶底轮轴支撑块（32）和侧面轮轴支撑块（36），所述滚轮支撑轴也分别包括顶底滚轮支撑轴（10）和侧面滚轮支撑轴（25），所述滚轮也分别包括顶底滚轮（8）和侧面滚轮（35），即位于所述固定臂（4）的上下内表面的开式滚轮箱由顶底滚轮支撑座（7）、顶底轮轴支撑块（32）和所述固定臂（4）上下开设的方形槽口侧壁形成，所述顶底轮轴支撑块（32）支撑所述顶底滚轮支撑轴（10）的两端，所述顶底滚轮支撑轴（10）带动所述顶底滚轮（8）转动，而位于所述固定臂（4）的侧面内表面的开式滚轮箱由侧面滚轮支撑座（24）、侧面轮轴支撑块（36）和所述固定臂（4）侧面开设的方形槽口侧壁形成，所述侧面轮轴支撑块（36）支撑所述侧面滚轮支撑轴（25）的两端，所述侧面滚轮支撑轴（25）带动所述侧面滚轮（35）转动。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：华晓青，丁卫，吴惠兴，徐智武，赵旭，李立东，徐解民，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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