CN111890414A - 一种机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，该切换装置包括继电器(1)、电磁弹簧(2)、锁块(3)，三个锁槽(4,5,6)，锁梁(7)和两个机械弹簧(8,9)，所述继电器(1)与电磁弹簧(2)连接；电磁弹簧(2)下端连接一个锁块(3)；锁梁(7)分布有三个锁槽(4,5,6)；锁梁(7)的两端连接两个弹簧(8,9)。当电机处于状态一时，锁块(3)置于锁槽(4)内。当继电器通电时，电磁弹簧(2)收缩，锁块(3)被拉出锁槽(4)，此时电机的动子在惯性的作用下向左或者向右旋转，与此同时，继电器(1)断电，电磁弹簧(2)放松，当电机的动子转到锁槽(5)或者锁槽(6)的位置时，锁块(3)便会进入相应的锁槽，使得相应电机状态从状态一变为状态二。
Description
技术领域
本发明涉及一种切换装置，具体涉及一种机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，属于机器臂主动安全技术领域。
背景技术
在各种类型的机械臂中，模拟人类手臂的关节机械臂，有结构紧凑，所占空间小、运动空间大等优点，应用较为广泛。在其使用过程中，经常会遇到由于更换夹具、上下料等原因而导致的机械臂断电，而又希望机械臂保持在原先的工作位置的情况。同时还会存在机械臂发生故障时，驱动电机失去电磁力的作用，机械臂在重力的作用下运动偏离停机位置的情况，在这几种情况下，机械臂具有制动刹车的功能就显得非常重要。当前的机械臂制动方式主要是加入机械制动机构，但是现有的机械臂中的制动结构过于复杂，使得制动器的自身体积较大、成本较高。因此，将制动和电动整合到一起，在减少机械制动机构的同时，还能够减轻整个机械手臂的质量，增强整个***的稳定性。
而同一个电机要想实现制动与电动，机械切换相对最容易实现，但是目前又没有较为合适的机械装置，既轻量化，又尺寸小，又能实现该有的功能。故而本发明提供了一种外置机械状态切换装置，实现该功能。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，该技术方案整体结构简单，质量可控，尺寸可控，故而该装置的添加不会影响机械臂的质量与美观，非常实用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，所述切换装置包括继电器、电磁弹簧、锁块、锁槽、锁梁和两个机械弹簧，所述继电器与电磁弹簧连接，电磁弹簧下端连接锁块；锁梁上设置有锁槽，锁梁的两端连接两个弹簧。
作为本发明的一种改进，所述锁槽的数量至少一个。
作为本发明的一种改进，所述锁槽的数量设置有三个。
作为本发明的一种改进，所述继电器存在单独的供电电源，不与机械手臂驱动电机共用电源。该装置单独供电，且只需要普通的纽扣电池，故而该装置不受外部电源的影响，与此同时，电磁弹簧通电时间很短，使得整个装置通电时间较短，可用较长的时间，具有较强的***稳定性
作为本发明的一种改进，当电机处于状态一时，锁块3置于锁槽4内，当继电器通电时，电磁弹簧收缩，锁块被拉出锁槽4，此时电机的动子在惯性的作用下带动该锁梁7向左或者向右旋转，与此同时，继电器断电，电磁弹簧放松，当电机的动子转到锁槽5或者锁槽6的位置时，锁块3便会进入相应的锁槽，使得电机的状态从状态一变为状态二。
作为本发明的一种改进，所述当电机断电时，继电器通电，电磁弹簧将锁块3拉出锁槽(5或6)，拉出锁槽(5或6)后，继电器断电，电磁弹簧2放松，锁梁7在弹簧8和9的共同作用下转动，当转到锁槽4的位置时，锁块3便会进入锁槽4，使得电机的状态从状态二变为状态一。
相对于现有技术，1)本发明的机械装置整体结构简单，存在一个电磁弹簧，两个拉伸弹簧，锁梁与锁块可选材料很多，可用铁、钢、合成树脂、木材等多种材料制作，装置大小可依据电机尺寸的大小进行设计，加工制造非常方便且易于安装；2)本发明装置单独供电，且只需要普通的纽扣电池，故而该装置不受外部电源的影响，与此同时，电磁弹簧通电时间很短，使得整个装置通电时间较短，可用较长的时间，具有较强的***稳定性；3)本发明用于切换电机的两个状态(状态一和状态二)，状态一时，具有较高的齿槽转矩，能够对机械臂进行制动和保持；状态二时，具有较小的齿槽转矩和转矩脉动，能够稳定运行；4)本发明装置结构简单，质量可控，尺寸可控，故而该装置的添加不会影响机械臂的质量与美观，非常实用。
附图说明
图1为本发明的横截面结构图，此时装置处于状态一，其中弹簧8和9都处于正常状态。
图2为本发明的横截面结构图，此时电机处于状态二，其中弹簧8处于拉伸状态，弹簧9处于压缩状态。
图3为本发明的横截面结构图，此时电机处于状态二，其中弹簧8处于压缩状态，弹簧9处于拉伸状态。
图中：1为继电器，2为电磁弹簧，3为锁块，4，5，6为锁扣，7为锁梁。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，所述切换装置包括继电器(1)、电磁弹簧(2)、锁块(3)，三个锁槽(4,5,6)，锁梁(7)和两个机械弹簧(8,9)。所述继电器(1)与电磁弹簧(2)连接；电磁弹簧(2)下端连接一个锁块(3)；锁梁(7)分布有三个锁槽(4,5,6)；锁梁(7)的两端连接两个弹簧(8,9)。继电器1存在单独的供电电源，不与机械手臂驱动电机共用电源。该机械装置的电磁弹簧处在正常状态时，锁块3处于锁槽(4或5或6)中，此时电机被闭锁于相应的状态。当继电器通电时，电磁弹簧2收缩，将锁块3从锁槽(4或5或6)拉出，锁梁7在外力的作用下旋转，进而改变电机状态。当电机处于状态一时，锁块3置于锁槽4内。当继电器通电时，电磁弹簧2收缩，锁块3被拉出锁槽4，此时电机的动子在惯性的作用下向左或者向右旋转，与此同时，继电器1断电，电磁弹簧2放松，当电机的动子转到锁槽5或者锁槽6的位置时，锁块3便会进入相应的锁槽，使得电机的状态从状态一变为状态二。
当电机断电时，继电器1通电，电磁弹簧2将锁块3拉出锁槽(5或6)，拉出锁槽(5或6)后，继电器断电，电磁弹簧2放松，锁梁7在弹簧8和9的共同作用下转动，当电机的动子转到锁槽4的位置时，锁块3便会进入锁槽4，使得电机的状态从状态二变为状态一。
所述的机械装置整体结构简单，存在一个电磁弹簧，两个拉伸弹簧，锁梁与锁块可选材料很多，可用铁、钢、合成树脂、木材等多种材料制作，装置大小可依据电机尺寸的大小进行设计，加工制造非常方便且易于安装。所述的机械装置单独供电，且只需要普通的纽扣电池，故而该装置不受外部电源的影响，与此同时，电磁弹簧通电时间很短，使得整个装置通电时间较短，故而可用较长的时间，具有较强的***稳定性。
所述的该机械装置用于切换电机的两个状态(状态一和状态二)。状态一下，具有较高的齿槽转矩，能够对机械臂进行制动和保持；状态二下，具有较小的齿槽转矩和转矩脉动，能够稳定运行。
所述的该机械装置结构简单，质量可控，尺寸可控，易于安装，故而该装置的添加不会影响机械臂的质量与美观，非常实用。
本发明公开的一种机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置运行原理如下：
本发明存在两个可以旋转的动子：当电机处于状态一时，锁块3置于锁槽4内。当继电器通电时，电磁弹簧2收缩，锁块3被拉出锁槽4，此时电机的动子在惯性的作用下向左或者向右旋转，与此同时，继电器1断电，电磁弹簧2放松，当电机的动子转到锁槽5或者锁槽6的位置时，锁块3便会进入相应的锁槽，使得相应电机状态从状态一变为状态二。当电机断电时，继电器1通电，电磁弹簧2将锁块3拉出锁槽(5或6)，拉出锁槽(5或6)后，继电器断电，电磁弹簧2放松，锁梁7在弹簧8和9的共同作用下转动，当转到锁槽4的位置时，锁块3便会进入锁槽4，使得相应电机状态从状态二变为状态一。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
Claims (6)
1.一种机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，其特征在于，所述切换装置包括继电器(1)、电磁弹簧(2)、锁块(3)，锁槽，锁梁(7)和两个机械弹簧(8,9)，所述继电器(1)与电磁弹簧(2)连接，电磁弹簧(2)下端连接锁块(3)；锁梁(7)上设置有锁槽，锁梁(7)的两端连接两个弹簧(8,9)。
2.根据权利要求1所述的机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，其特征在于，所述锁槽(4,5,6)的数量至少一个。
3.根据权利要求2所述的机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，其特征在于，所述锁槽(4,5,6)的数量设置有三个。
4.根据权利要求3所述的机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，其特征在于，所述继电器(1)存在单独的供电电源，不与机械手臂驱动电机共用电源。
5.根据权利要求3或4所述的机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，其特征在于，当电机处于状态一时，锁块(3)置于锁槽(4)内，当继电器通电时，电磁弹簧(2)收缩，锁块(3)被拉出锁槽(4)，此时电机的动子在惯性的作用下带动该锁梁(7)向左或者向右旋转，与此同时，继电器(1)断电，电磁弹簧(2)放松，当电机的动子转到锁槽(5)或者锁槽6的位置时，锁块3便会进入相应的锁槽，使得电机的状态从状态一变为状态二。
6.根据权利要求5所述的机械手臂驱动电机用三位置机械切换装置，其特征在于，所述当电机断电时，继电器(1)通电，电磁弹簧(2)将锁块(3)拉出锁槽(5或6)，拉出锁槽(5或6)后，继电器断电，电磁弹簧(2)放松，锁梁(7)在弹簧(8和9)的共同作用下转动，当转到锁槽(4)的位置时，锁块(3)便会进入锁槽(4)，使得电机的状态从状态二变为状态一。
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| WO1996000830A1 (de) * | 1994-06-30 | 1996-01-11 | Evva-Werk Spezialerzeugung Von Zylinder- Und Sicherheitsschlössern | Einrichtung zum elektromagnetischen verriegeln eines schliesszylinders eines schlosses |
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