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CN106514687B - 一种无级调速伸缩臂及其应用的无级调节端拾器 - Google Patents

一种无级调速伸缩臂及其应用的无级调节端拾器 Download PDF

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刘国宁
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赵晓刚
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Abstract

本发明涉及一种抓取装置，具体为一种无级调速伸缩臂及其应用的无级调节端拾器。一种无级调速伸缩臂，包括套筒式伸缩臂，伸缩臂套筒上设置有无级调速装置，伸缩臂包括至少三级套筒，第二级套筒与直线驱动机构连接，无级调速装置为设置在套筒上的动滑轮及与动滑轮匹配的钢丝绳，动滑轮设置在第n级套筒的前端，与动滑轮匹配的钢丝绳两端分别设置在第n‑1级套筒上和第n+1级套筒上，n为大于1的整数。本发明采用由驱动装置驱动的伸缩臂的方式，使端拾器的抓取尺寸能够调节，采用无级调速伸缩臂，伸缩臂能够在调节尺寸使快速响应，有效应对机械臂搬运工件尺寸大小不一的工况。

Description

一种无级调速伸缩臂及其应用的无级调节端拾器
技术领域
本发明涉及一种抓取装置，具体为一种无级调速伸缩臂及其应用的无级调节端拾器。
背景技术
端拾器是指安装连接在工业机器人或机械手等自动化传输装置上，利用真空吸盘或夹钳等与被抓取物接触，将被抓取物从一个位置搬运到指定位置器具的通称。传统端拾器外形尺寸固定，由铝型材搭建框架结构，采用吸盘吸取工件来完成工件的搬运工作，传统抓取装置对于柔性生产线不具有通用性，不能实现无级调节到指定尺寸并固定在此尺寸下工作。对于工件尺寸大小不一，搬运方式相同的工况，现有的端拾器不能满足要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：对于工件尺寸大小不一，搬运方式相同的工况，现有的端拾器不能满足要求，为解决上述问题，提供一种无级调速伸缩臂及其应用的无级调节端拾器。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种无级调速伸缩臂，包括套筒式伸缩臂，伸缩臂套筒上设置有无级调速装置，伸缩臂包括至少三级套筒，第二级套筒与直线驱动机构连接，无级调速装置为设置在套筒上的动滑轮及与动滑轮匹配的钢丝绳，动滑轮设置在第n级套筒的前端，与动滑轮匹配的钢丝绳两端分别设置在第n-1级套筒上和第n+1级套筒上，n为大于1的整数。
两个伸缩方向相反的伸缩臂通过各自的第一级套筒连接在一起形成双向无极调速伸缩臂，在一侧第一级套筒的前端和后端均设置有定滑轮，与定滑轮匹配的钢丝绳两端分别固定在与第一级套筒配合的第二级套筒上及对侧伸缩臂的第二级套筒上，直线驱动机构与一侧的第二级套筒连接。
一种无级调速伸缩臂的无级调节端拾器，包括支撑板，在支撑板的上端设置有安装法兰，在支撑板的下端设置有驱动装置，驱动装置的输出端与伸缩臂连接，伸缩臂为无级调速伸缩臂，伸缩臂的前端设置有抓取装置。
伸缩臂包括伸缩式套筒和设置在伸缩式套筒上的无级调速装置，伸缩式套筒包括至少三级套筒，无级调速装置为设置在套筒上的动滑轮及与动滑轮匹配的钢丝绳，动滑轮设置在第n级套筒的前端，与动滑轮匹配的钢丝绳两端分别设置在第n-1级套筒上和第n+1级套筒上，n为大于1的整数。
驱动装置与第二级套筒连接，第一级套筒设置在支撑板上。
驱动装置为设置在支撑板上的直线驱动机构，直线驱动机构的输出端与第二级套筒连接。
在支撑板的横向两侧和竖向两侧均设置有横向伸缩臂和纵向伸缩臂，横向和竖向各由一个直线驱动机构。
支撑板两侧的伸缩臂通过各自的第一级套筒固定连接在一起形成对中机构，在第一级套筒的前端和后端均设置有定滑轮，与定滑轮匹配的钢丝绳两端分别固定在与第一级套筒配合的第二级套筒上及对侧伸缩臂的第二级套筒上，直线驱动机构与支撑板一侧的第二级套筒连接。
横向伸缩臂和纵向伸缩臂均为至少三组，横向伸缩臂的前端由一组竖向伸缩臂连接，竖向伸缩臂前端由一组横向伸缩臂连接。
相对于现有技术，本发明采用由驱动装置驱动的伸缩臂的方式，使端拾器的抓取尺寸能够调节，采用无级调速伸缩臂，伸缩臂能够在调节尺寸使快速响应，有效应对机械臂搬运工件尺寸大小不一的工况。
附图说明
图1是端拾器展开示意图。
图2是直线步进电机与伸缩臂连接示意图。
图3是图2放大图A。
图4是伸缩臂结构示意图。
图5是伸缩臂对中机构。
图6是端拾器缩回示意图。
其中，1是驱动连接件；2是驱动装置；3是安装法兰；4是支撑板；5是钢丝绳；6是动滑轮；7是矩形管；8是自润滑滑块；9是真空吸盘；10是钣金连接件；12是动滑轮安装座；14是钢丝绳铝压套；15是直线步进电机；16是第一级套筒；17是动滑轮Ⅱ；19是铝套固定端；20是钢丝绳Ⅰ；21是第二级套筒；24是动滑轮Ⅱ；25是第三级套筒；26是钢丝绳Ⅱ；27是定滑轮Ⅰ及安装支座Ⅰ；28是固定铝套Ⅰ；29是固定铝套Ⅱ；30是定滑轮钢丝绳；31是定滑轮Ⅱ及安装支座Ⅱ。
具体实施方式
如图1-图6所示，一种无级调速伸缩臂，包括套筒式伸缩臂，伸缩臂套筒上设置有无级调速装置，伸缩臂包括至少三级套筒，第二级套筒21与直线驱动机构连接，无级调速装置为设置在套筒上的动滑轮6及与动滑轮6匹配的钢丝绳5，动滑轮6设置在第n级套筒的前端，与动滑轮6匹配的钢丝绳5两端分别设置在第n-1级套筒上和第n+1级套筒上，n为大于1的整数。
两个伸缩方向相反的伸缩臂通过各自的第一级套筒16连接在一起形成双向无极调速伸缩臂，在一侧第一级套筒16的前端和后端均设置有定滑轮，与定滑轮匹配的钢丝绳两端分别固定在与第一级套筒16配合的第二级套筒21上及对侧伸缩臂的第二级套筒上，直线驱动机构与一侧的第二级套筒连接。
无级调节端拾器，包括支撑板4，在支撑板4的上端设置有安装法兰3，在支撑板4的下端设置有驱动装置2，驱动装置2的输出端与伸缩臂连接，在伸缩臂上设置有伸缩臂无级调速装置，伸缩臂的前端设置有抓取装置。
伸缩臂为伸缩式套筒，包括至少三级套筒，套筒之间设置有自润滑滑块8，套筒为矩形管7，无级调速装置为设置在套筒上的动滑轮6及与动滑轮6匹配的钢丝绳5，动滑轮6设置在第n级套筒的前端，与动滑轮6匹配的钢丝绳5两端分别设置在第n-1级套筒上和第n+1级套筒上，n为大于1的整数。
动滑轮6通过动滑轮安装座12设置在套筒上，如图3所示，钢丝绳5端部设置有钢丝绳铝压套14，套筒上设置有铝压套固定座19。
动滑轮6与套筒的连接关系如图4所示，图4中采用的是三级套筒，第一级套筒16、第二级套筒21和第三级套筒25依次套装，动滑轮Ⅱ17设置在第二级套筒21上，与之相配的钢丝绳Ⅰ20一端设置在第一级套筒16上，另一端设置在第三级套筒25上。以套筒的伸出方向为前端，动滑轮Ⅱ17安装在第二级套筒21的尾端，动滑轮Ⅱ24安装在第二级套筒21的前端，与动滑轮Ⅱ24相配的钢丝绳Ⅱ26两端也是分别设置在第一级套筒16上和第三级套筒25上。
驱动装置2与第二级套筒21连接，第一级套筒16设置在支撑板4上。
运动时，驱动装置2带动第二级套筒21以速度v运动，由于第一级套筒16设置在支撑板4，动滑轮Ⅱ17设置在第二级套筒21上，与之相配的钢丝绳Ⅰ20一端设置在第一级套筒16上，另一端设置在第三级套筒25上，根据动滑轮的原理，则第三级套筒25以速度2v运动，若第三级套筒25后端连接有第四级套筒，则控制第四级套筒的动滑轮6安装在第三级套筒25上，钢丝绳5的两端分别安装在第二级套筒21和第四级套筒上，则第四级套筒的速度为两倍的第三级套筒25速度减去第二级套筒21的速度，即第四级套筒的速度为3v，从上述可知，vi=2vi-1-vi-2,i为套筒的级数，i大于2。
驱动装置2为设置在支撑板4上的直线驱动机构，直线驱动机构可以是连杆机构、直线电机和直线步进电机15，图2中采用的是直线步进电机15，直线步进电机15的输出端与第二级套筒21连接。直线步进电机15的输出端连接有驱动连接件1，驱动连接件1与第二级套筒21连接。
在支撑板4的横向两侧和竖向两侧均设置有横向伸缩臂和纵向伸缩臂，横向和竖向各由一个直线步进电机15驱动。
支撑板4两侧的伸缩臂通过各自的第一级套筒16固定连接在一起形成对中机构，在第一级套筒16的前端和后端均设置有定滑轮，与定滑轮匹配的钢丝绳两端分别固定在与第一级套筒16配合的第二级套筒21上及对侧伸缩臂的第二级套筒上，直线驱动机构与支撑板4一侧的第二级套筒连接。
图5为对中结构的结构示意图，由于两个第一级套筒16并列布置，所以两个第一级套筒16共用了一组定滑轮，定滑轮Ⅰ及安装支座Ⅰ27和定滑轮二和安装支座二分别安装在两个第一级套筒16并列一侧的两端，第一级套筒16上还安装有对应一端的定滑轮，定滑轮钢丝绳30两端分别通过固定铝套Ⅰ28和固定铝套Ⅱ29分别安装在两侧伸缩臂的第二级套筒上。采用这种结构，直线驱动机构在驱动一侧的第二级套筒21时，由于对中机构上安装的有定滑轮及定滑轮钢丝绳30，对侧的第二级套筒21在定滑轮钢丝绳30的作用下实现同步的运动。
横向伸缩臂和纵向伸缩臂均为至少三组，横向伸缩臂的前端由一组竖向伸缩臂连接，竖向伸缩臂前端由一组横向伸缩臂连接。
抓取装置为吸盘，吸盘与伸缩臂之间通过连接件连接。图1、图2、图5中的抓取装置为真空吸盘9，连接件为钣金连接件10。
本发明采用动滑轮6和伸缩臂的结合，使端拾器有更大的作业半径，且实现伸缩臂的伸缩速度无级变速，在抓取时不仅可以适用于不同尺寸的工件，且能够快速响应。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无级调速伸缩臂，包括套筒式伸缩臂，其特征在于：伸缩臂套筒上设置有无级调速装置，伸缩臂包括至少三级套筒，第二级套筒与直线驱动机构连接，无级调速装置为设置在套筒上的动滑轮及与动滑轮匹配的钢丝绳，动滑轮设置在第n级套筒的前端，与动滑轮匹配的钢丝绳两端分别设置在第n-1级套筒上和第n+1级套筒上，n为大于1的整数。
2.根据权利要求1所述的一种无级调速伸缩臂，其特征在于：两个伸缩方向相反的伸缩臂通过各自的第一级套筒连接在一起形成双向无极调速伸缩臂，在一侧第一级套筒的前端和后端均设置有定滑轮，与定滑轮匹配的钢丝绳两端分别固定在与第一级套筒配合的第二级套筒上及对侧伸缩臂的第二级套筒上，直线驱动机构与一侧的第二级套筒连接。
3.应用权利要求1或2所述的一种无级调速伸缩臂的无级调节端拾器，其特征在于：包括支撑板，在支撑板的上端设置有安装法兰，在支撑板的下端设置有驱动装置，驱动装置的输出端与伸缩臂连接，伸缩臂为无级调速伸缩臂，伸缩臂的前端设置有抓取装置。
4.根据权利要求3所述的无级调节端拾器，其特征在于：伸缩臂包括伸缩式套筒和设置在伸缩式套筒上的无级调速装置，伸缩式套筒包括至少三级套筒，无级调速装置为设置在套筒上的动滑轮及与动滑轮匹配的钢丝绳，动滑轮设置在第n级套筒的前端，与动滑轮匹配的钢丝绳两端分别设置在第n-1级套筒上和第n+1级套筒上，n为大于1的整数。
5.根据权利要求4所述的无级调节端拾器，其特征在于：驱动装置与第二级套筒连接，第一级套筒设置在支撑板上。
6.根据权利要求5所述的无级调节端拾器，其特征在于：驱动装置为设置在支撑板上的直线驱动机构，直线驱动机构的输出端与第二级套筒连接。
7.根据权利要求6所述的无级调节端拾器，其特征在于：在支撑板的横向两侧和竖向两侧均设置有横向伸缩臂和纵向伸缩臂，横向和竖向各有一个直线驱动机构。
8.根据权利要求7所述的无级调节端拾器，其特征在于：支撑板两侧的伸缩臂通过各自的第一级套筒固定连接在一起形成对中机构，在第一级套筒的前端和后端均设置有定滑轮，与定滑轮匹配的钢丝绳两端分别固定在与第一级套筒配合的第二级套筒上及对侧伸缩臂的第二级套筒上，直线驱动机构与支撑板一侧的第二级套筒连接。
9.根据权利要求7所述的无级调节端拾器，其特征在于：横向伸缩臂和纵向伸缩臂均为至少三组，横向伸缩臂的前端由一组竖向伸缩臂连接，竖向伸缩臂前端由一组横向伸缩臂连接。
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