CN106044249A - 一种节能型码垛机械臂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及码垛机械领域，具体的说是一种节能型码垛机械臂，包括基板、底座、支架、支撑柱、液压臂、活动臂、滑轮、平衡块、机械铲和制动控制装置。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；机械铲设置在活动臂末端；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
技术领域
本发明涉及码垛机械领域，具体的说是一种节能型码垛机械臂。
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、机械铲和制动控制装置。
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。
所述的机械铲设置在活动臂末端，机械铲包括连接块、铰接座、侧板、伸缩杆和铲板；所述的连接块固定在活动臂上，连接座底部固定有横杆；所述的铰接座设置在连接块两侧；所述的侧板固定在横杆两端，侧板上设置有条形孔；所述的铲板呈方形，铲板顶部设置有连接座；所述连接座的两端为圆柱形，且连接座的两端位于条形孔内；所述的伸缩杆一端与铰接座铰接，该伸缩杆的另一端与连接座铰接，伸缩杆在伸长时铲板底部前倾向前伸出，铲板由垂直渐渐变为水平。
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。
优选的，所述的条形孔底部向前倾斜设置在侧板上。
本发明的有益效果是：本发明的一种节能型码垛机械臂，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是本发明正面视角的立体结构示意图；
图2是本发明背面视角的立体结构示意图；
图3是机械铲背面视角的立体结构示意图；
图4是机械铲正面视角的立体结构示意图；
图5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)、机械铲(9)、制动控制装置(10)、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)、连接块(91)、铰接座(92)、侧板(93)、伸缩杆(94)、铲板(95)、条形孔(931)、连接座(951)、制动片(101)、制动电机(102)、变速器(103)、主动齿轮(104)、转轴(105)、滚柱(106)、夹持架(1051)。
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、图4、图5，本实施例的一种节能型码垛机械臂，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、机械铲9和制动控制装置10。
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。
所述的机械铲9设置在活动臂6末端，机械铲9包括连接块91、铰接座92、侧板93、伸缩杆94和铲板95；所述的连接块91固定在活动臂6上，连接座91底部固定有横杆911；所述的铰接座92设置在连接块91两侧；所述的侧板93固定在横杆911两端，侧板93上设置有条形孔931；所述的铲板95呈方形，铲板95顶部设置有连接座951；所述连接座951的两端为圆柱形，且连接座951的两端位于条形孔931内；所述的条形孔931底部向前倾斜设置在侧板93上；所述的伸缩杆94一端与铰接座92铰接，该伸缩杆94的另一端与连接座951铰接，伸缩杆在伸长时铲板底部前倾向前伸出，铲板由垂直渐渐变为水平。
所述的制动控制装置10设置在活动臂6上，制动控制装置10包括制动片101、制动电机102、变速器103、主动齿轮104、转轴105和滚柱106；所述的制动片101呈扇形，且制动片101扇形的中心固定在液压臂5末端，制动片101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102固定在一号横向转动关节2上；所述的变速器103一端与制动电机102的输出轴联接，该变速器103另一端与主动齿轮104联接；所述的转轴105设置在一号横向转动关节2上并与其旋转连接，转轴105呈圆柱形，转轴105的圆柱面上设置有齿并与主动齿轮104啮合，且转轴105的末端设置有夹持架1051；所述的滚柱106设置在夹持架1051内并与其旋转连接，且滚柱106的轮面与制动片101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***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。
滚柱106的滚动方向与制动片1011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102通过变速器103带动主动齿轮104旋转，由于转轴105侧面与主动齿轮104啮合，使得转轴105转动，进而使得滚柱106的滚动方向与制动片101的转动方向垂直，使得滚柱106与制动片101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 (3)
1.一种节能型码垛机械臂，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)、机械铲(9)和制动控制装置(10)；
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；
所述的机械铲(9)设置在活动臂(6)末端，机械铲(9)包括连接块(91)、铰接座(92)、侧板(93)、伸缩杆(94)和铲板(95)；所述的连接块(91)固定在活动臂(6)上，连接座(91)底部固定有横杆(911)；所述的铰接座(92)设置在连接块(91)两侧；所述的侧板(93)固定在横杆(911)两端，侧板(93)上设置有条形孔(931)；所述的铲板(95)呈方形，铲板(95)顶部设置有连接座(951)；所述连接座(951)的两端为圆柱形，且连接座(951)的两端位于条形孔(931)内；所述的伸缩杆(94)一端与铰接座(92)铰接，该伸缩杆(94)的另一端与连接座(951)铰接；
所述的制动控制装置(10)设置在活动臂(6)上，制动控制装置(10)包括制动片(101)、制动电机(102)、变速器(103)、主动齿轮(104)、转轴(105)和滚柱(106)；所述的制动片(101)呈扇形，且制动片(101)扇形的中心固定在液压臂(5)末端，制动片(101)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(102)固定在一号横向转动关节(2)上；所述的变速器(103)一端与制动电机(102)的输出轴联接，该变速器(103)另一端与主动齿轮(104)联接；所述的转轴(105)设置在一号横向转动关节(2)上并与其旋转连接，转轴(105)呈圆柱形，转轴(105)的圆柱面上设置有齿并与主动齿轮(104)啮合，且转轴(105)的末端设置有夹持架(1051)；所述的滚柱(106)设置在夹持架(1051)内并与其旋转连接，且滚柱(106)的轮面与制动片(101)的侧面贴合。
2.根据权利要求1所述的一种节能型码垛机械臂，其特征在于：所述的主动卷轮(71)位于定滑轮(72)的后侧。
3.根据权利要求1所述的一种节能型码垛机械臂，其特征在于：所述的条形孔(931)底部向前倾斜设置在侧板(93)上。
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Effective date of registration: 20180411 Address after: 266000 Shandong Qingdao export processing zone Longhai Road 168 hospital Applicant after: Blue Xu Yang (Qingdao) Technology Development Co.,Ltd. Address before: Yunlong District Jiangsu city of Xuzhou province dianzi village 221004 No. 9-16 Applicant before: Zhang Tao |
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Granted publication date: 20180511 |
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