[发明专利]一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂

说明书

一种垂直同步联动多级伸缩臂，包括固定基本臂和多节伸缩臂，采用导柱导套结构实现嵌套安装和运动导向，其中，第一节伸缩臂以下的多级伸缩臂通过空心导柱嵌套结构，实现了等径伸缩，相对于传统的套筒型伸缩臂具有更好的刚度和稳定性。固定基本臂采用电机和丝杠驱动第一节伸缩臂伸缩，丝杠采用“上端固定‑下端浮动”的支撑结构，极大地提高了传动刚性、传动精度和使用寿命。第一节和第二节伸缩臂之间、第二节和第三节伸缩臂之间，均采用动滑轮驱动机构驱动收放，绳锁和滑轮组能够完全封闭于伸缩臂内部，结构紧凑，各伸缩臂在重力作用下同步按比例伸缩，避免了逐级伸缩的冲击和振动。在Z轴采用该伸缩臂结构，能够显著减少设备对现场空间的占用。

技术领域

本发明涉及伸缩臂结构，尤其涉及一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂。

背景技术

目前，伸缩臂机构被广泛应用在多自由度非标自动化设备的Z轴中，然而，现阶段非标自动化设备的Z轴大多采用传统多级伸缩臂结构：一般为圆形套筒逐级收缩和矩形框架逐级收缩，由一个固定基本臂和多个可伸缩节臂组成，此种方式可以实现伸缩，达到一些基本功能。但是以套筒方式，固定基本臂较大，第一节节臂套在基本臂中，第二节节臂套在第一节节臂中，以此方式循环下去，最末端节臂将变得很窄，大大影响伸缩臂结构的稳定型和整体的刚度。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂。

技术方案：一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂，包括依次垂直嵌套连接的固定基本臂D0、第一节伸缩臂D1、第二节伸缩臂D2、第二节伸缩臂D3；

所述固定基本臂D0包括承载框架，承载框架下端安装有基本臂下平台，所述基本臂下平台上开设有导向孔I；

所述第一节伸缩臂D1为框架结构，包括第一节伸缩臂上平台、第一节伸缩臂导柱、第一节伸缩臂下平台；所述第一节伸缩臂导柱和导向孔I适配安装，使得第一节伸缩臂D1整体嵌套在固定基本臂D0的承载框架内；所述第一节伸缩臂下平台上开设有导向孔II，导向孔II与第一节伸缩臂导柱的数量、位置相对应；

所述第二节伸缩臂D2为框架结构，包括第二节伸缩臂导柱、第二节伸缩臂下平台；所述第一节伸缩臂导柱为空心柱体，其内径大于第二节伸缩臂导柱的外径，所述第二节伸缩臂导柱穿过导向孔II后伸入第一节伸缩臂导柱，使得第二节伸缩臂D2整体与第一节伸缩臂D1等径嵌套；所述第二节伸缩臂下平台上开设有导向孔III，导向孔III与第二节伸缩臂导柱的数量、位置相对应；

所述第三节伸缩臂D3为框架结构，包括第三节伸缩臂导柱、第三节伸缩臂下平台；所述第二节伸缩臂导柱为空心柱体，其内径大于第三节伸缩臂导柱的外径，所述第三节伸缩臂导柱穿过导向孔III后伸入第二节伸缩臂导柱，使得第三节伸缩臂D3整体与第二节伸缩臂D2等径嵌套；

所述固定基本臂D0上安装有传动机构，所述第一节伸缩臂上平台和传动机构连接；所述第一节伸缩臂下平台底部安装有用于驱动第二件伸缩臂D2的第一动滑轮，第一动滑轮上绕有第一驱动索，其一端连接基本臂下平台，另一端连接第二节伸缩臂下平台；所述第二节伸缩臂下平台上安装有第二动滑轮支架，该第二动滑轮支架向上延伸布置，其高度高于第一节伸缩臂下平台，第二动滑轮支架上安装有第二动滑轮，第二动滑轮上绕有第二驱动索，其一端固定于第一节伸缩臂下平台，另一端连接第三节伸缩臂下平台。

具体的，所述传动机构包括电机驱动机构、带传动机构和丝杆螺母机构；所述第一节伸缩臂上平台和丝杆螺母机构连接，电机的旋转运动依次通过带传动机构和丝杆螺母机构转化第一节伸缩臂上平台的直线运动。所述丝杆螺母机构包括丝杠、螺母，所述带传动机构包括大带轮、小带轮和传动带；丝杠安装在承载框架内的伸缩臂轴心位置，小带轮连接电机驱动机构，大带轮与伸缩臂轴心位置的丝杠连接，螺母固定在第一节伸缩臂上平台上，螺母和丝杆适配，电机驱动机构驱动丝杠转动，丝杠的旋转运动进一步转换为螺母的上下直线运动，由螺母带动第一节伸缩臂上平台上下运动。