本實(shí)用新型屬于機(jī)械擺臂結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種帶有加力機(jī)構(gòu)的機(jī)械擺臂。

背景技術(shù)：

機(jī)械擺臂作為一種擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，在機(jī)床、起重機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域中使用較為廣泛，一般而言，傳統(tǒng)的高精度擺臂一般是通過若干個(gè)直線步進(jìn)電機(jī)和萬向軸的配合實(shí)現(xiàn)萬向擺動(dòng)，然而此種結(jié)構(gòu)的負(fù)載能力受直線步進(jìn)電機(jī)的影響較大，大負(fù)載的直線步進(jìn)電機(jī)采購價(jià)也較高；另一種液壓擺臂，其擺動(dòng)方向限制較高，而且液壓控制的精度遠(yuǎn)不如直線步進(jìn)電機(jī)等機(jī)構(gòu)，因此如何設(shè)計(jì)出一款成本低，負(fù)載能力大的機(jī)械擺臂就成了難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)機(jī)械擺臂或者制造成本高、或者精度不夠的技術(shù)問題，提供了一種帶有加力機(jī)構(gòu)的機(jī)械擺臂。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種帶有加力機(jī)構(gòu)的機(jī)械擺臂,包括平行設(shè)置的定位盤和擺動(dòng)盤,所述定位盤中部設(shè)置有一個(gè)中心步進(jìn)電機(jī)，在所述定位盤周向環(huán)繞所述中心步進(jìn)電機(jī)還設(shè)置有若干周向步進(jìn)電機(jī),所述中心步進(jìn)電機(jī)和若干周向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸均與所述定位盤相垂直,所述周向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上固定連接有一個(gè)螺套，在所述螺套上通過螺紋連接有一個(gè)螺桿，在所述螺桿的外端部設(shè)置有一個(gè)球頭；所述擺動(dòng)盤上布置有與若干螺桿對(duì)應(yīng)的若干擺動(dòng)座，所述擺動(dòng)座通過第一軸承與擺動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述擺動(dòng)座內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)內(nèi)端開口的周向球形擺動(dòng)空腔，所述球頭嵌入到對(duì)應(yīng)的周向球形擺動(dòng)空腔中；在所述擺動(dòng)盤的中部還設(shè)置有一個(gè)內(nèi)端開口的中心球形擺動(dòng)空腔，所述中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸外端部設(shè)置有一個(gè)嵌入到所述中心球形擺動(dòng)空腔中的球塊。

作為本實(shí)用新型專利的進(jìn)一步創(chuàng)新，在所述擺動(dòng)盤外端中部還設(shè)置有一個(gè)柱形的壓緊空腔，所述壓緊空腔與所述中心球形擺動(dòng)空腔的外端連通，在所述壓緊空腔內(nèi)壁通過螺紋連接有一個(gè)壓緊塊，所述壓緊塊的內(nèi)端緊抵所述球塊。

作為本實(shí)用新型專利的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述若干周向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸以所述中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸為中心呈環(huán)形陣列分布。

作為本實(shí)用新型專利的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述定位盤上還同軸固定連接有一個(gè)支撐盤，所述支撐盤位于所述定位盤和所述擺動(dòng)盤之間，在所述支撐盤上設(shè)置有供若干螺套穿過的若干轉(zhuǎn)動(dòng)孔，所述螺套與轉(zhuǎn)動(dòng)孔之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在定位盤的中部還設(shè)置有一個(gè)供所述中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸穿過的滑動(dòng)孔，所述中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與所述滑動(dòng)孔之間滑動(dòng)連接。

作為本實(shí)用新型專利的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述支撐盤和定位盤之間通過若干個(gè)相對(duì)定位盤圓心呈環(huán)形陣列布置的連接桿固定連接。

作為本實(shí)用新型專利的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述轉(zhuǎn)動(dòng)孔與螺套之間通過第二軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

作為本實(shí)用新型專利的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述滑動(dòng)孔的內(nèi)壁固定有一個(gè)石墨滑套，所述中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與石墨滑套之間滑動(dòng)連接。

作為本實(shí)用新型專利的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述中心步進(jìn)電機(jī)為直線步進(jìn)電機(jī)，所述周向步進(jìn)電機(jī)為旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型提供的一種帶有加力機(jī)構(gòu)的機(jī)械擺臂,其周向通過螺桿、螺套配合軸向控制的結(jié)構(gòu)并加上相對(duì)成本較為低廉的旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了小成本、高精度、大驅(qū)動(dòng)力的擺臂的設(shè)計(jì)；同時(shí)在中心設(shè)置一個(gè)直線步進(jìn)電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)擺臂整體長度的控制，針對(duì)一些鎖定磁阻較低的旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)，本實(shí)用新型加入的直線步進(jìn)電機(jī)可以對(duì)長度進(jìn)行鎖定，且位于中部的直線步進(jìn)電機(jī)受到的負(fù)載力也相對(duì)較低，不會(huì)因?yàn)樾枰少彺蠊β实闹本€步進(jìn)電機(jī)而提高成本。

2、本實(shí)用新型提供的一種帶有加力機(jī)構(gòu)的機(jī)械擺臂,其支撐盤降低了各個(gè)電機(jī)輸出軸的徑向負(fù)載力，保證了各旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和直線步進(jìn)電機(jī)的穩(wěn)定工作，降低了各個(gè)電機(jī)輸出軸變形的可能。

3、本實(shí)用新型提供的一種帶有加力機(jī)構(gòu)的機(jī)械擺臂,其壓緊塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中部擺動(dòng)阻尼的調(diào)整，從而對(duì)擺動(dòng)盤提供一定的鎖定阻尼，提高定位的穩(wěn)定性，防止電機(jī)急停時(shí)擺動(dòng)盤發(fā)生抖動(dòng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的局部剖視示意圖；

圖2是圖1的右視圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1、定位盤；2、支撐盤；3、擺動(dòng)盤；4、連接桿；5、周向步進(jìn)電機(jī)；6、中心步進(jìn)電機(jī)；7、螺套；8、螺桿；9、球頭；10、球塊；11、壓緊塊；12、第一軸承；13、第二軸承。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

參見圖1、圖2，本實(shí)施例公開了一種帶有加力機(jī)構(gòu)的機(jī)械擺臂,包括平行設(shè)置的定位盤1和擺動(dòng)盤3,定位盤1中部設(shè)置有一個(gè)中心步進(jìn)電機(jī)6，中心步進(jìn)電機(jī)6采用直線步進(jìn)電機(jī)，在定位盤1周向環(huán)繞中心步進(jìn)電機(jī)6還設(shè)置有若干周向步進(jìn)電機(jī)5,周向步進(jìn)電機(jī)5采用旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)。中心步進(jìn)電機(jī)6和若干周向步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸均與定位盤1相垂直,若干周向步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸以中心步進(jìn)電機(jī)6的輸出軸為中心呈環(huán)形陣列分布。

周向步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸上固定連接有一個(gè)螺套7，在螺套7上通過螺紋連接有一個(gè)螺桿8，在螺桿8的外端部設(shè)置有一個(gè)球頭9；擺動(dòng)盤3上布置有與若干螺桿8對(duì)應(yīng)的若干擺動(dòng)座，擺動(dòng)座通過第一軸承12與擺動(dòng)盤3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，擺動(dòng)座內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)內(nèi)端開口的周向球形擺動(dòng)空腔，球頭9嵌入到對(duì)應(yīng)的周向球形擺動(dòng)空腔中；在擺動(dòng)盤3的中部還設(shè)置有一個(gè)內(nèi)端開口的中心球形擺動(dòng)空腔，中心步進(jìn)電機(jī)6的輸出軸外端部設(shè)置有一個(gè)嵌入到中心球形擺動(dòng)空腔中的球塊10。在擺動(dòng)盤3外端中部還設(shè)置有一個(gè)柱形的壓緊空腔，壓緊空腔與中心球形擺動(dòng)空腔的外端連通，在壓緊空腔內(nèi)壁通過螺紋連接有一個(gè)壓緊塊11，壓緊塊11的內(nèi)端緊抵球塊10。

其中，定位盤1上還同軸固定連接有一個(gè)支撐盤2，支撐盤2位于定位盤1和擺動(dòng)盤3之間，支撐盤2和定位盤1之間通過若干個(gè)相對(duì)定位盤1圓心呈環(huán)形陣列布置的連接桿4固定連接。連接桿4可以根據(jù)實(shí)際工況選擇不同的長度，在保證機(jī)械擺臂擺動(dòng)范圍的同時(shí)，保證電機(jī)輸出軸的穩(wěn)定性。在支撐盤2上設(shè)置有供若干螺套7穿過的若干轉(zhuǎn)動(dòng)孔，螺套7與轉(zhuǎn)動(dòng)孔之間通過第二軸承13轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在定位盤1的中部還設(shè)置有一個(gè)供中心步進(jìn)電機(jī)6的輸出軸穿過的滑動(dòng)孔，中心步進(jìn)電機(jī)6的輸出軸與滑動(dòng)孔之間滑動(dòng)連接，滑動(dòng)孔的內(nèi)壁固定有一個(gè)石墨滑套，中心步進(jìn)電機(jī)6的輸出軸與石墨滑套之間滑動(dòng)連接。

使用時(shí)，可以在擺動(dòng)盤3的外端面上安裝對(duì)應(yīng)的抓取機(jī)構(gòu)或者切削用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)；首先啟動(dòng)中心的直線步進(jìn)電機(jī)，使得直線步進(jìn)電機(jī)的輸出軸伸長，同時(shí)外圍的旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)也通過旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺套7旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)螺桿8作直線運(yùn)動(dòng)，使得整個(gè)擺動(dòng)盤3發(fā)生定位移動(dòng)，移動(dòng)完成后就實(shí)現(xiàn)了對(duì)擺動(dòng)盤3相對(duì)定位盤1的距離的調(diào)整即擺動(dòng)臂長度的調(diào)整。

驅(qū)動(dòng)時(shí)，關(guān)閉直線步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)，螺套7在旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)的推動(dòng)下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使得螺桿8與螺套7之間通過螺紋發(fā)生相對(duì)位移，通過一部部分螺桿8伸長，另一部分螺桿8縮短，就可以實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)盤3的定位擺動(dòng)，而此時(shí)直線步進(jìn)電機(jī)不參與驅(qū)動(dòng)。

壓緊塊11可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中部擺動(dòng)阻尼的調(diào)整，從而對(duì)擺動(dòng)盤3提供一定的鎖定阻尼，提高定位的穩(wěn)定性，防止電機(jī)急停時(shí)擺動(dòng)盤3發(fā)生抖動(dòng)。擺動(dòng)座上加入的第一軸承12可以降低球頭9的磨損和旋轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)熱，提高球頭9的耐用度。

本實(shí)施例通過一個(gè)螺桿8、螺套7配合軸向控制的結(jié)構(gòu)并加上相對(duì)成本較為低廉的旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了小成本、高精度、大驅(qū)動(dòng)力的擺動(dòng)臂的設(shè)計(jì)。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。