精准定位高速机械臂制造技术

一种精准定位高速机械臂，包括电机、驱动部件、机架和滑块，在所述机架上具有滑槽，所述滑块安装在滑槽内，所述驱动部件驱动所述滑块沿着滑槽运动，其特征在于，所述驱动部件包括卷筒和绕在卷筒上的钢索，卷筒上具有螺纹槽，钢索盘绕在螺纹槽内，所述钢索安装在卷筒和滑槽之间构成一个运转回路，钢索以安装在滑槽内的一段与滑块底部固定。采用伺服马达驱动带有螺纹槽的卷筒，从卷筒上精确放卷钢索，即卷筒每转动一圈钢索移动的直线距离是卷筒的周长转化，在相同的转速下，钢索速度远远高于直线距离通过螺距转化的丝杠螺母副的速度，而通过伺服马达精确控制转速和转动启停，就可以实现对滑块的定位控制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

精准定位高速机械臂
本技术涉及自动化装备领域，尤其涉及单轴线性模组的高速机械臂装置。
技术介绍
机械臂应用于工艺自动化，部分代替人工操作，可以按照生产工艺要求，遵循一定时间和位置规则完成工件的传送和装卸，并能完成长距离的高速搬运，并且要求对定位精确，速度控制可调程度高，比如在大型机械的流水装配作业中零件的输送、定位、装配，体育场短跑道侧安装的高速摄影机的驱动装置，都是高速机械臂的应用，目前生产和使用的机械臂一般采用滚动螺母一丝杆和同步带这两种传动方式，滚动丝杆-螺母运动副是将回转运动转化为直线运动常用的传动装置，滚动丝杆螺母传动结构传动效率高，摩擦阻力小，传动精度高，从机构传动原理上看，是由丝杠的转动运动转化为螺母的直线运动，安装在螺母上的机械臂速度取决于导程和丝杠转速，速度比较低，且该机构能够滑动的范围与丝杠的长度有关系，而丝杠的长度必须控制在一定范围内，丝杠长度超过一定限度会产生晃动而导致机构整体不稳定。现有的螺母丝杠型机械臂速度不高，定位精度低，结构长度有限。
技术实现思路
本技术针对以上的问题提出了一种能精准定位、高速运动、可移动范围长的机械臂。本技术的技术方案是:一种精准定位高速机械臂，包括电机、驱动部件、机架和滑块，在所述机架上具有滑槽，所述滑块安装在滑槽内，所述驱动部件驱动所述滑块沿着滑槽运动，所述驱动部件包括卷筒和绕在卷筒上的钢索，卷筒上具有螺纹槽，钢索盘绕在螺纹槽内，所述钢索安装在卷筒和滑槽之间构成一个运转回路，钢索安装在滑槽内的一段与滑块底部固定。所述滑块安装在滑槽内，沿着滑槽滑动，在滑块下方滑槽内具有两道向不同方向运行的钢索，在滑块底部向滑槽内设置连接固定部，所述连接固定部是分别对应两道钢索位置的一对固定边，其中一个固 定边与钢索固定在一起。在所述机架上一端设有驱动部件，另一端在滑槽内设有一张紧轮，所述钢索安装在滑槽的张紧轮上。所述驱动部件中的卷筒轴向方向与滑槽平行，在卷筒与滑槽之间还设有引导钢索的左右导向轮，所述左右导向轮的第一切线方向与张紧轮处于同一水平高度，左右导向轮与第一切向方向垂直的第二切线方向对置在卷筒的螺纹槽；所述驱动部件还包括安装在机架上的固定座，而卷筒通过固定座安装在机架上，在所述固定座上具有外螺纹，在卷筒内壁有内螺纹，所述卷筒一端套在固定座上内外螺纹配合连接，固定座与卷筒内壁的螺距和卷筒上螺纹槽的槽宽相同。所述驱动部件中的卷筒轴向方向与滑槽垂直，卷筒的切线与张紧轮处于同一水平高度，钢索直接绕卷在卷筒的螺纹槽上，所述驱动部件还包括安装在机架上的固定座，而卷筒通过固定座安装在机架上，在所述固定座上具有外螺纹，在卷筒内壁有内螺纹，所述卷筒一端套在固定座上内外螺纹配合连接，固定座与卷筒内壁的螺距和卷筒上螺纹槽的槽宽相同。在电机与驱动部件之间通过同步轮传动和滚珠花键传动，电机与同步轮的主动轮联动，而从动轮驱动滚珠花键，所述滚珠花键通过螺钉与卷筒固定成为一整体，卷筒的另一端与固定座螺纹配合。所述电机是伺服马达，所述钢索根据使用需用选用外圆包胶内芯采用不锈钢丝，其抗拉强度高、拉伸系数小，长度变化微小，保证运动精度。本技术中的精准定位高速机械臂，采用伺服马达驱动带有螺纹槽的卷筒，从卷筒上精确放卷钢索，即卷筒每转动一圈钢索移动的直线距离是卷筒的周长转化，在相同的转速下，钢索速度远远高于直线距离通过螺距转化的丝杠螺母副的速度，而通过伺服马达精确控制转速和转动启停，就可以实现对滑块的定位控制，通过张紧轮张紧的钢索绷紧，钢索无窜动，整体机构的长度范围更大。附图说明图1是本技术精准定位高速机械手第一实施例结构主视图；图2是本技术精准定位高速机械手第一实施例俯视图；图3是本技术精准定位高速机械手第一实施例驱动部分结构示意图；图4是本技术精准定位高速机械手第二实施例结构图；图5是本技术精准定位高速机械手第二实施例驱动部分结构示意图。其中:10，20、高速机械臂；11、机架；12、滑块；121、连接固定部；1211、固定边；13，23、滑槽；14，24、驱动部件；141，241、卷筒；1411，2411、螺纹槽；142，242、钢索；143、导向轮；144、第一切线方向；145、第二切线方向；15，25、张紧轮；16、固定座；17、同步轮；18、滚珠花键；19、伺服马达。具体实施方式下面将结合附图及实施例对本技术的高速机械手及高速机械手运行方式作进一步的详细说明。原有的机械臂需要完成定位移动，因为工艺操作对位置精度要求比较高，机械臂要满足移动精准度要求，所以原有机械臂采用了滚动丝杆-螺母运动副结构，滚动丝杠通过电机带动转动，滚动丝杠的转动带动与滚动丝杠啮合的螺母移动，即滚动丝杠-螺母运动副是以滚动丝杠的 转动转化成螺母的直线移动，直线移动的距离是滚动丝杠等于相同时间内滚动丝杠的由于转动而带来的螺距移动长度。原有结构能保证位移精度，但是速度低，而且由滚动丝杠的长度有限，局限了机械臂有效移动范围。实施例1:请参考图1和图2，本实施例提出的精准定位高速机械臂10，包括电机、驱动部件14、机架11和滑块12，在所述机架11上具有滑槽13，所述滑块12安装在滑槽13内，所述驱动部件14驱动所述滑块12沿着滑槽13运动，其特征在于，所述驱动部件14包括卷筒141和绕在该卷筒141上的钢索142，该卷筒141上具有螺纹槽1411，钢索142盘绕在螺纹槽1411内，所述钢索142安装在卷筒141和滑槽13之间构成一个运转回路，钢索142安装在滑槽13内的一段与滑块12底部固定。改变原有的滚动丝杠-螺母运动副结构采用钢索直接带动滑块，钢索142本身柔性特征能兼容转动运动和直线运动，并将转动运动转化为直线运动。所述滑块12安装在滑槽13内，沿着滑槽13滑动，在滑块12下方滑槽13内具有两个不同方向运行的钢索142，在滑块12底部向滑槽13内设置连接固定部121，所述连接固定部121是分别对应两道钢索位置的两道固定边，其中一道固定边1211与钢索142固定在一起。所述滑块12与钢索142的固定方式可以根据具体工业状况选择，可以是焊接或者螺丝拧紧固定，连接方式需要保持滑块12与钢索142之间无相对运动，而且滑块12只与一个方向运动的钢索142固定。在所述机架11上一端设有驱动部件14，另一端在滑槽13内设有一张紧轮15，所述钢索142安装在滑槽13的张紧轮15上。钢索142的驱动力和精准定位都依赖于钢索142本身张紧程度，并且在张紧状态下钢索142在转动和直线运动之间的转化更准确有效率，所述钢索是采用抗拉强度高、拉伸系数小的外圆包胶内里不锈钢丝的钢索。在本实施例中驱动部件的卷筒是串联型，即滑槽与驱动部件中的卷筒轴向方向平行，也就是滑槽内的钢索运动方向与卷筒轴向方向平行，为了让钢索绕卷在卷筒上，在卷筒与滑槽之间还设有引导钢索的左右导向轮143，所述左右导向轮143的第一切线方向144与张紧轮处于同一水平高度，左右导向轮143与第一切向方向144垂直的第二切线方向145对置在卷筒的螺纹槽；所述驱动部件14还包括安装在机架11上的固定座16，而卷筒141通过固定座16安装在机架11上，在所述固定座16上具有外螺纹，在卷筒内壁有内螺纹，所述卷筒一端套在固定座上内外螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精准定位高速机械臂，包括电机、驱动部件、机架和滑块，在所述机架上具有滑槽，所述滑块安装在滑槽内，所述驱动部件驱动所述滑块沿着滑槽运动，其特征在于，所述驱动部件包括卷筒和绕在卷筒上的钢索，卷筒上具有螺纹槽，钢索盘绕在螺纹槽内，所述钢索安装在卷筒和滑槽之间构成一个运转回路，钢索以安装在滑槽内的一段与滑块底部固定。

【技术特征摘要】
1.一种精准定位高速机械臂，包括电机、驱动部件、机架和滑块，在所述机架上具有滑槽，所述滑块安装在滑槽内，所述驱动部件驱动所述滑块沿着滑槽运动，其特征在于，所述驱动部件包括卷筒和绕在卷筒上的钢索，卷筒上具有螺纹槽，钢索盘绕在螺纹槽内，所述钢索安装在卷筒和滑槽之间构成一个运转回路，钢索以安装在滑槽内的一段与滑块底部固定。2.根据权利要求1所述精准定位高速机械臂，其特征在于，所述滑块安装在滑槽内，沿着滑槽滑动，在滑块下方滑槽内具有两道向不同方向运行的钢索，在滑块底部向滑槽内设置连接固定部，所述连接固定部是分别对应两道钢索位置的一对固定边，其中一个固定边与钢索固定在一起。3.根据权利要求1所述精准定位高速机械臂，其特征在于，在所述机架上一端设有驱动部件，另一端在滑槽内设有一张紧轮，所述钢索安装在滑槽的张紧轮上。4.根据权利要求3所述精准定位高速机械臂，其特征在于，所述驱动部件中的卷筒轴向方向与滑槽平行，在卷筒与滑槽之间还设有引导钢索的左右导向轮，所述左右导向轮的第一切线方向与张紧轮处于同一水平高度，左右导向轮与第一切向方向垂直的第二切线方向对置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟晓，
申请(专利权)人：深圳市艾而特工业自动化设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：