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CN106041992A - 一种可悬停的节能型码垛机械臂 - Google Patents

一种可悬停的节能型码垛机械臂 Download PDF

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CN106041992A
CN106041992A CN201610463856.1A CN201610463856A CN106041992A CN 106041992 A CN106041992 A CN 106041992A CN 201610463856 A CN201610463856 A CN 201610463856A CN 106041992 A CN106041992 A CN 106041992A
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刘长苗
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Nantong UP Machinery Engineering Co., Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及码垛机械领域，具体的说是一种可悬停的节能型码垛机械臂，包括基板、底座、支架、支撑柱、液压臂、活动臂、滑轮、平衡块和制动控制装置。支架固定在底座上；支撑柱竖直固定在旋转座上；液压臂两端分别与支撑柱和活动臂铰接；滑轮包括设置在支架上的主动卷轮和定滑轮；牵引线一端固定在活动臂另一端上，牵引线中部从定滑轮上绕过，且牵引线的另一端在主动卷轮上缠绕若干圈；平衡块与牵引线的另一端连接并悬空设置；制动控制装置设置在活动臂上。本发明通过绳索和滑轮进行力的传递，使绳索两端所受力的差距变小，因此机械臂运动时，驱动电机的输出力矩可以更小，使得机械臂更节能。

Description

一种可悬停的节能型码垛机械臂
技术领域
本发明涉及码垛机械领域，具体的说是一种可悬停的节能型码垛机械臂。
背景技术
目前，工业自动化生产领域多采用各种专用机器或机械臂实现物料的搬运和堆码，以提高作业效率及整体生产率。根据生产线的种类条件和物料的体积重量等的不同，这些设备形态各异。相对于专用机器而言，机械臂由于占地面积小，结构简单，操作灵活，可实现柔性作业等优势，在物料的搬运和堆码领域获得了普遍的应用。机械臂的结构形式中比较有代表性的如通用关节型工业机械臂，或者SCARA形平面坐标机械臂等。
以上机械臂有个公共的问题，即使在机械臂空载时，只要机械臂移动，仍需耗费大量能量用在机械臂本身的运动上，因此，机械臂所携带的货物质量越小，机械臂对能量的利用效率越低。
现在工业上利用电机驱动的码垛机械臂在使用时，如果需要将货物悬停在半空中，必定会耗费大量的能量，而这些能量就相当于是白白浪费掉的，目前机械臂的使用越来越普及，如不加以改进，这种无用的能耗将会越来越多。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种可悬停的节能型码垛机械臂，绳索两端分别与重物和机械臂连接，通过绳索和滑轮进行力的传递，使绳索两端所受力的差距变小，因此机械臂运动时，驱动电机的输出力矩可以更小，使得机械臂更节能，并且对能量的利用效率也随之提高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可悬停的节能型码垛机械臂，基板、底座、支架、支撑柱、液压臂、活动臂、滑轮、平衡装置和制动控制装置。
所述的底座呈圆柱形，底座包括设置在基板上的固定座和设置在固定座上方的旋转座；所述的支架固定在旋转座上，支架的中部设置有分支杆，支架的顶部设置有横杆；所述的支撑柱竖直固定在旋转座上；所述的液压臂一端与支撑柱顶部固定连接，液压臂另一端与活动臂一端铰接；所述活动臂另一端上部设置有连接耳；所述的滑轮包括分别设置在横杆两端的主动卷轮和定滑轮，且主动卷轮侧面与电动机联接；所述的平衡装置包括牵引线和平衡块；所述的牵引线一端固定在连接耳上，牵引线中部从定滑轮上绕过，且牵引线的另一端在主动卷轮上缠绕若干圈；所述的平衡块与牵引线的另一端连接并悬空设置，平衡块利用自身的重力通过牵引线与活动臂的重力平衡。
所述的制动控制装置设置在活动臂上，制动控制装置包括制动片、制动电机、变速器、主动齿轮、转轴和滚柱；所述的制动片呈扇形，且制动片扇形的中心固定在液压臂末端，制动片所在扇形的中心轴线与活动臂围绕液压臂的转动轴重合；所述的制动电机固定在一号横向转动关节上；所述的变速器一端与制动电机的输出轴联接，该变速器另一端与主动齿轮联接；所述的转轴设置在一号横向转动关节上并与其旋转连接，转轴呈圆柱形，转轴的圆柱面上设置有齿并与主动齿轮啮合，且转轴的末端设置有夹持架；所述的滚柱设置在夹持架内并与其旋转连接，且滚柱的轮面与制动片的侧面贴合；滚柱与制动片之间滚动摩擦，制动电机驱动滚柱旋转九十度后，滚柱与制动片之间实现静摩擦而达到制动效果。
优选的，所述的主动卷轮位于定滑轮的后侧。
本发明的有益效果是：本发明的一种可悬停的节能型码垛机械臂，绳索两端分别与重物和机械臂连接，通过绳索和滑轮进行力的传递，使绳索两端所受力的差距变小，因此机械臂运动时，驱动电机的输出力矩可以更小，使得机械臂更节能，并且对能量的利用效率也随之提高；本发明在机械臂之间安装制动控制装置，通过改变机械臂之间的摩擦方式来控制机械臂的悬停，且悬停状态时该机械关节无能量损耗，可大大节省能量，达到节能环保的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明背面视角的立体结构示意图；
图2是本发明正面视角的立体结构示意图；
图3是制动控制装置的立体结构示意图；
图中：基板(1)、底座(2)、支架(3)、支撑柱(4)、液压臂(5)、活动臂(6)、滑轮(7)、平衡装置(8)、制动控制装置(9)、固定座(21)、旋转座(22)、分支杆(31)、横杆(32)、连接耳(61)、主动卷轮(71)、定滑轮(72)、牵引线(81)、平衡块(82)、制动片(91)、制动电机(92)、变速器(93)、主动齿轮(94)、转轴(95)、滚柱(96)、夹持架(951)。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1、图2、图3，本实施例的一种可悬停的节能型码垛机械臂，基板1、底座2、支架3、支撑柱4、液压臂5、活动臂6、滑轮7、平衡装置8和制动控制装置9。
所述的底座2呈圆柱形，底座2包括设置在基板1上的固定座21和设置在固定座21上方的旋转座22；所述的支架3固定在旋转座22上，支架3的中部设置有分支杆31，支架3的顶部设置有横杆32；所述的支撑柱4竖直固定在旋转座22上；所述的液压臂5一端与支撑柱4顶部固定连接，液压臂5另一端与活动臂6一端铰接；所述活动臂6另一端上部设置有连接耳61；所述的滑轮7包括分别设置在横杆32两端的主动卷轮71和定滑轮72，且主动卷轮71侧面与电动机联接，主动卷轮71位于定滑轮72的后侧；所述的平衡装置8包括牵引线81和平衡块82；所述的牵引线81一端固定在连接耳61上，牵引线81中部从定滑轮72上绕过，且牵引线81的另一端在主动卷轮71上缠绕若干圈；所述的平衡块82与牵引线81的另一端连接并悬空设置，平衡块利用自身的重力通过牵引线与活动臂的重力平衡。
所述的制动控制装置9设置在活动臂6上，制动控制装置9包括制动片91、制动电机92、变速器93、主动齿轮94、转轴95和滚柱96；所述的制动片91呈扇形，且制动片91扇形的中心固定在液压臂5末端，制动片91所在扇形的中心轴线与活动臂6围绕液压臂5的转动轴重合；所述的制动电机92固定在一号横向转动关节2上；所述的变速器93一端与制动电机92的输出轴联接，该变速器93另一端与主动齿轮94联接；所述的转轴95设置在一号横向转动关节2上并与其旋转连接，转轴95呈圆柱形，转轴95的圆柱面上设置有齿并与主动齿轮94啮合，且转轴95的末端设置有夹持架951；所述的滚柱96设置在夹持架951内并与其旋转连接，且滚柱96的轮面与制动片91的侧面贴合；滚柱与制动片之间滚动摩擦，制动电机驱动滚柱旋转九十度后，滚柱与制动片之间实现静摩擦而达到制动效果。
本实施例的一种可悬停的节能型码垛机械臂在使用时，底座2提供水平面的旋转自由度，液压臂5提供水平方向平移自由度，而滑轮系统提供上下方向的平移自由度；牵引线81两端分别与平衡块8和机械臂连接，通过牵引线81和滑轮进行力的传递，使牵引线两端所受力的差距变小，因此机械臂运动时，驱动电机的输出力矩可以更小，使得机械臂更节能，并且对能量的利用效率也随之提高。
本实施例中滚柱96的滚动方向与制动片911的转动方向相切，活动臂6可围绕液压臂5运动；当需要悬停时，制动电机92通过变速器93带动主动齿轮94旋转，由于转轴95侧面与主动齿轮94啮合，使得转轴95转动，进而使得滚柱96的滚动方向与制动片91的转动方向垂直，使得滚柱96与制动片91之间由于摩擦而相对静止，最终体现为活动臂6与液压臂5之间相对静止，且两关节之间无需能量维持，达到节能的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种可悬停的节能型码垛机械臂，其特征在于：包括基板(1)、底座(2)、支架(3)、支撑柱(4)、液压臂(5)、活动臂(6)、滑轮(7)、平衡装置(8)和制动控制装置(9)；
所述的底座(2)呈圆柱形，底座(2)包括设置在基板(1)上的固定座(21)和设置在固定座(21)上方的旋转座(22)；所述的支架(3)固定在旋转座(22)上，支架(3)的中部设置有分支杆(31)，支架(3)的顶部设置有横杆(32)；所述的支撑柱(4)竖直固定在旋转座(22)上；所述的液压臂(5)一端与支撑柱(4)顶部固定连接，液压臂(5)另一端与活动臂(6)一端铰接；所述活动臂(6)另一端上部设置有连接耳(61)；所述的滑轮(7)包括分别设置在横杆(32)两端的主动卷轮(71)和定滑轮(72)，且主动卷轮(71)侧面与电动机联接；所述的平衡装置(8)包括牵引线(81)和平衡块(82)；所述的牵引线(81)一端固定在连接耳(61)上，牵引线(81)中部从定滑轮(72)上绕过，且牵引线(81)的另一端在主动卷轮(71)上缠绕若干圈；所述的平衡块(82)与牵引线(81)的另一端连接并悬空设置；
所述的制动控制装置(9)设置在活动臂(6)上，制动控制装置(9)包括制动片(91)、制动电机(92)、变速器(93)、主动齿轮(94)、转轴(95)和滚柱(96)；所述的制动片(91)呈扇形，且制动片(91)扇形的中心固定在液压臂(5)末端，制动片(91)所在扇形的中心轴线与活动臂(6)围绕液压臂(5)的转动轴重合；所述的制动电机(92)固定在一号横向转动关节(2)上；所述的变速器(93)一端与制动电机(92)的输出轴联接，该变速器(93)另一端与主动齿轮(94)联接；所述的转轴(95)设置在一号横向转动关节(2)上并与其旋转连接，转轴(95)呈圆柱形，转轴(95)的圆柱面上设置有齿并与主动齿轮(94)啮合，且转轴(95)的末端设置有夹持架(951)；所述的滚柱(96)设置在夹持架(951)内并与其旋转连接，且滚柱(96)的轮面与制动片(91)的侧面贴合。
2.根据权利要求1所述的一种可悬停的节能型码垛机械臂，其特征在于：所述的主动卷轮(71)位于定滑轮(72)的后侧。
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