CN105090347B - 一种阻尼平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阻尼平衡装置，其使得物料臂所支承的重力以及在转动过程中产生的重力加速度、运动惯量可以被阻尼平衡装置平衡掉一部分或全部，进而使得提供最小的驱动动力即可驱动整个机器人设备的正常运行，利用节能减排、且降低了设备的运转成本。其包括底座，所述底座内放置有驱动电机、传动装置、第一臂，所述驱动电机通过传动装置将转动动力连接至所述第一臂，所述第一臂的一端外凸于所述底座，所述第一臂的外凸一端分别连接外侧的传动臂，所述外侧的所述传动臂的末端连接有连接重物组件，其特征在于：所述第一臂的转动轴部分位于所述底座的内部空间内，平衡凸轮块通过平键套装于所述第一臂的转动轴部分，所述平衡凸轮块带有扇形凸轮面。
Description
技术领域
本发明涉及阻尼平衡结构的技术领域，具体为一种阻尼平衡装置。
背景技术
在机械领域，现有的物料转运均通过物料臂完成，物料臂回转时，其绕转轴的动力由外部的转动动力提供，由于物料臂的上部一般布置有重物，以及在转动过程中会产生重力加速度、运动惯量，现有的结构中外部转动动力需要提供足够大的驱动动力才可以保证物料臂围绕着其绕转轴正常转动，使得工作时需要耗费大量的能源、不利于节能环保，且设备运转成本高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种阻尼平衡装置，其使得物料臂所支承的重力以及在转动过程中产生的重力加速度、运动惯量可以被阻尼平衡装置平衡掉一部分或全部，进而使得提供最小的驱动动力即可驱动整个机器人设备的正常运行，利用节能减排、且降低了设备的运转成本。
一种阻尼平衡装置，其技术方案是这样的：其包括底座，所述底座内放置有驱动电机、传动装置、第一臂，所述驱动电机通过传动装置将转动动力连接至所述第一臂，所述第一臂的一端外凸于所述底座，所述第一臂的外凸一端分别连接外侧的传动臂，所述外侧的所述传动臂的末端连接有连接重物组件，其特征在于：所述第一臂的转动轴部分位于所述底座的内部空间内，平衡凸轮块通过平键套装于所述第一臂的转动轴部分，所述平衡凸轮块带有扇形凸轮面，所述扇形凸轮面的两侧分别对应布置有阻尼弹簧组，所述阻尼弹簧组的弹簧分别紧贴所述扇形凸轮面的两个侧面，所述阻尼弹簧组的套筒分别紧固于阻尼***支座，所述阻尼***支座在底座内固定安装，所述扇形凸轮面的两个侧面对应于转动部分的位置具体为自内向外扩口的斜面结构。
其进一步特征在于：
所述阻尼弹簧组的弹簧紧贴所述扇形凸轮面的两个侧面的位置关于扇形凸轮面的中心剖面对称布置；
优选地，所述阻尼弹簧组为两个，其分别布置于所述扇形凸轮面的两侧；
所述第一臂的外凸部分铰接连接第二臂的一端，所述第二臂的另一端铰接连接第三臂的一端，所述第三臂的另一端连接有连接重物组件，所述第一臂的外凸部分、第二臂的另一端之间设置有第一平衡杆，所述第二臂的另一端、第三臂的另一端之间设置有第二平衡杆，所述第二臂、第三臂的中部对应位置设置有平衡定位杆；
所述第二臂斜向上、并向外布置，所述第三臂斜向上、并向内布置，所述第二臂、第三臂之间呈角度布置，所述第二臂的中部连接第三平衡杆的一端，所述第三平衡杆的另一端连接动力模组上的滑座，所述动力模组紧固与动力模组支架，所述动力模组支架固装于第一臂的转动轴部分的上端，所述滑座卡装于所述动力模组的内部直线轨道；
所述驱动电机的输出端通过减速器、联轴器后连接主动轴，所述主动轴上套装有主动齿轮，所述主动齿轮啮合连接从动齿轮，所述从动齿轮套装于所述第一臂的转动轴；
优选地，其还包括中间轴，所述中间轴上套装有双齿轮结构，所述主动齿轮啮合连接所述双齿轮结构的其中一个齿轮，所述双齿轮结构的另一个齿轮啮合连接所述从动齿轮；
所述从动齿轮具体为半边齿轮，半边齿轮的结构设置保证底座的小体积、并同时确保足够的转动角度，节省了材料、空间；
所述驱动电机具体为伺服电机，便于精确控制转动角度；
所述减速器位于减速器座内，所述阻尼***支座支承于所述减速器座的上端。
采用本发明的结构后，物料臂所对应的第一臂的转动轴上套装有平衡凸轮块，平衡凸轮带有扇形凸轮面，扇形凸轮面的两侧分别对应布置有阻尼弹簧组，阻尼弹簧组的弹簧分别紧贴扇形凸轮面的两个侧面，阻尼弹簧组的套筒分别紧固于阻尼***支座，阻尼***支座支承于底座，扇形凸轮面的两个侧面对应于转动部分的位置具体为自内向外扩口的斜面结构，初始状态下的阻尼弹簧组的弹簧对扇形凸轮面的两个侧面所形成的压力为物料臂除去第一臂外所承受的自重+物料重量，使得驱动电机只需提供很小动力即可完成转动驱动，当第一臂的转动轴转动时，自内向外扩口的斜面结构使得弹簧被压缩，进而阻尼弹簧组的弹簧对扇形凸轮面的两个侧面所形成的压力为物料臂除去第一臂外所承受的自重、物料重量、以及在转动过程中产生的重力加速度、运动惯量的总和的全部或大部分；综上，其使得物料臂所支承的重力以及在转动过程中产生的重力加速度、运动惯量可以被阻尼平衡装置平衡掉一部分或全部，进而使得提供最小的驱动动力即可驱动整个机器人设备的正常运行，利用节能减排、且降低了设备的运转成本。
附图说明
图1为本发明的主视图结构示意图；
图2为第一臂未转动时的侧视图结构示意图；
图3为第一臂转动角度α2时的结构示意图；
图4为第一臂转动角度α3时的结构示意图；
图5为第一臂转动角度α4时的结构示意图；
图6为本发明的应用于具体实施例的主视图结构示意图；
图中各序号所对应的标注名称如下：
底座1、驱动电机2、第一臂3、连接重物组件4、平衡凸轮块5、扇形凸轮面6、阻尼弹簧组7、弹簧8、中心剖面9、第二臂10、第三臂11、第一平衡杆12、第二平衡杆13、平衡定位杆14、第三平衡杆15、动力模组16、滑座17、动力模组支架18、直线轨道19、减速器20、联轴器21、主动轴22、主动齿轮23、从动齿轮24、中间轴25、双齿轮结构26、减速器座27、阻尼***支座28。
具体实施方式
一种阻尼平衡装置，见图1～图6：其包括底座1，底座1内放置有驱动电机2、传动装置、第一臂3，驱动电机2通过传动装置将转动动力连接至第一臂3，第一臂3的一端外凸于底座1，第一臂3的外凸一端分别连接外侧的传动臂，外侧的传动臂的末端连接有连接重物组件4，第一臂3的转动轴部分位于底座1的内部空间内，平衡凸轮块5通过平键套装于第一臂3的转动轴部分，平衡凸轮块5带有扇形凸轮面6，扇形凸轮面6的两侧分别对应布置有阻尼弹簧组7，阻尼弹簧组7的弹簧8分别紧贴扇形凸轮面6的两个侧面，阻尼弹簧组7的套筒分别紧固于阻尼***支座28，阻尼***支座28在底座1内固定安装，扇形凸轮面6的两个侧面对应于转动部分的位置具体为自内向外扩口的斜面结构。
阻尼弹簧组7的弹簧8紧贴扇形凸轮面6的两个侧面的位置关于扇形凸轮面6的中心剖面9对称布置；
优选地，阻尼弹簧组7为两个，其分别布置于扇形凸轮面6的两侧；
第一臂3的外凸部分铰接连接第二臂10的一端，第二臂10的另一端铰接连接第三臂11的一端，第三臂11的另一端连接有连接重物组件4，第一臂3的外凸部分、第二臂10的另一端之间设置有第一平衡杆12，第二臂10的另一端、第三臂11的另一端之间设置有第二平衡杆13，第二臂10、第三臂11的中部对应位置设置有平衡定位杆14；
第二臂10斜向上、并向外布置，第三臂斜11向上、并向内布置，第二臂10、第三臂11之间呈角度布置，第二臂10的中部连接第三平衡杆15的一端，第三平衡杆15的另一端连接动力模组16上的滑座17，动力模组16紧固与动力模组支架18，动力模组支架18固装于第一臂的转动轴部分的上端，滑座17卡装于动力模组16的内部直线轨道19；
驱动电机2的输出端通过减速器20、联轴器21后连接主动轴22，主动轴22上套装有主动齿轮23，主动齿轮23啮合连接从动齿轮24，从动齿轮24套装于第一臂3的转动轴；优选地，其还包括中间轴25，中间轴25上套装有双齿轮结构26，主动齿轮23啮合连接双齿轮结构26的其中一个齿轮，双齿轮结构26的另一个齿轮啮合连接从动齿轮24；
从动齿轮24具体为半边齿轮，半边齿轮的结构设置保证底座的小体积、并同时确保足够的转动角度，节省了材料、空间；
驱动电机2具体为伺服电机，便于精确控制转动角度；
减速器20位于减速器座27内，阻尼***支座28支承于减速器座27的上端。
其工作原理如下：当平衡凸轮块5随第一臂3的转动轴转动角度α、α2、α3、α4...αn时,对应凸轮块H1、H2、H3、H4.....Hn和阻尼弹簧被压缩距离L1、L2、L3、L4.....Ln即弹簧作用力N随之变化(此变化是根据机器人第二臂以上自重和运动惯量而定)。当α为0时，N的预压力＝第二臂以上的自重；当α2时，N的压力＝自重+重力加速度+运动惯量，以此类推。目的是阻尼装置平衡机器人第二臂以上的自重和运动惯量，以最小的驱动动力来达到机器人正常运行的目的。旨在开发节能型和降低制造成成本的冲压机器人。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种阻尼平衡装置，其包括底座，所述底座内放置有驱动电机、传动装置、第一臂，所述驱动电机通过传动装置将转动动力连接至所述第一臂，所述第一臂的一端外凸于所述底座，所述第一臂的外凸一端分别连接外侧的传动臂，所述外侧的所述传动臂的末端连接有连接重物组件，其特征在于：所述第一臂的转动轴部分位于所述底座的内部空间内，平衡凸轮块通过平键套装于所述第一臂的转动轴部分，所述平衡凸轮块带有扇形凸轮面，所述扇形凸轮面的两侧分别对应布置有阻尼弹簧组，所述阻尼弹簧组的弹簧分别紧贴所述扇形凸轮面的两个侧面，所述阻尼弹簧组的套筒分别紧固于阻尼***支座，所述阻尼***支座在底座内固定安装，所述扇形凸轮面的两个侧面对应于转动部分的位置具体为自内向外扩口的斜面结构，所述阻尼弹簧组的弹簧紧贴所述扇形凸轮面的两个侧面的位置关于扇形凸轮面的中心剖面对称布置，所述阻尼弹簧组为两个，其分别布置于所述扇形凸轮面的两侧，所述第一臂的外凸部分铰接连接第二臂的一端，所述第二臂的另一端铰接连接第三臂的一端，所述第三臂的另一端连接有连接重物组件，所述第一臂的外凸部分、第二臂的另一端之间设置有第一平衡杆，所述第二臂的另一端、第三臂的另一端之间设置有第二平衡杆，所述第二臂、第三臂的中部对应位置设置有平衡定位杆，所述驱动电机的输出端通过减速器、联轴器后连接主动轴，所述主动轴上套装有主动齿轮，所述主动齿轮啮合连接从动齿轮，所述从动齿轮套装于所述第一臂的转动轴。
2.如权利要求1所述的一种阻尼平衡装置，其特征在于：所述第二臂斜向上、并向外布置，所述第三臂斜向上、并向内布置，所述第二臂、第三臂之间呈角度布置，所述第二臂的中部连接第三平衡杆的一端，所述第三平衡杆的另一端连接动力模组上的滑座，所述动力模组紧固于动力模组支架，所述动力模组支架固装于第一臂的转动轴部分的上端，所述滑座卡装于所述动力模组的内部直线轨道。
3.如权利要求1所述的一种阻尼平衡装置，其特征在于：其还包括中间轴，所述中间轴上套装有双齿轮结构，所述主动齿轮啮合连接所述双齿轮结构的其中一个齿轮，所述双齿轮结构的另一个齿轮啮合连接所述从动齿轮。
4.如权利要求1或3所述的一种阻尼平衡装置，其特征在于：所述从动齿轮具体为半边齿轮。
5.如权利要求1所述的一种阻尼平衡装置，其特征在于：所述驱动电机具体为伺服电机。
6.如权利要求1所述的一种阻尼平衡装置，其特征在于：所述减速器位于减速器座内，所述阻尼***支座支承于所述减速器座的上端。
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