一种多级伸缩机构的制作方法

1.本实用新型涉及机械手技术领域，尤其涉及一种多级伸缩机构。


背景技术：

2.现在的伸缩机械臂种类较多，大多需要多个驱动单元分别驱动多级(三级或以上)伸缩臂进行伸缩，而且每增加一级伸缩臂，为保证其结构具有合适的刚度、挠度、紧凑性等性能，设计难度大大增加。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种多级伸缩机构，实现了多级同步伸缩，有利于伸臂后的整体具有较大的刚度与较小的挠度。
4.基于此，本实用新型提供一种多级伸缩机构，包括：
5.伸缩底座；
6.一级伸缩臂，可滑动地设于所述伸缩底座上；
7.二级伸缩臂，可滑动地设于所述一级伸缩臂上；
8.三级伸缩臂，可滑动地设于所述二级伸缩臂上；
9.驱动单元，设于所述伸缩底座上且与所述一级伸缩臂连接，用于驱动所述二级伸缩臂相对所述伸缩底座滑动；
10.第一同步带模块，设于所述一级伸缩臂上，包括运动方向相反的第一侧和第二侧，所述第一侧与所述伸缩底座连接，所述第二侧与所述二级伸缩臂连接；
11.第二同步带模块，设于所述二级伸缩臂上，包括运动方向相反的第三侧和第四侧，所述第三侧与所述一级伸缩臂连接，所述第四侧与所述三级伸缩臂连接。
12.如上所述的多级伸缩机构，所述第一同步带模块包括第一同步轮、第二同步轮和第一同步带，所述第一同步轮和第二同步轮可转动地设于所述一级伸缩臂上且所述第一同步轮和第二同步轮间隔设置，所述第一同步带张紧在所述第一同步轮和第二同步轮上，所述第一侧和第二侧为所述第一同步带在位于第一同步轮和第二同步轮之间部分的相对两侧。
13.如上所述的多级伸缩机构，所述第二同步带模块包括第三同步轮、第四同步轮和第二同步带，所述第三同步轮和第四同步轮可转动地设于所述二级伸缩臂上且所述第三同步轮和第四同步轮间隔设置，所述第二同步带张紧在所述第三同步轮和第四同步轮上，所述第三侧和第四侧为所述第二同步带在位于第三同步轮和第四同步轮之间部分的相对两侧。
14.如上所述的多级伸缩机构，所述伸缩底座上在靠近所述二级伸缩臂的一端设有用于将所述第一侧压紧在所述伸缩底座上的第一压板；
15.所述二级伸缩臂在靠近所述伸缩底座的一端设有用于将所述第二侧压紧在所述二级伸缩臂上的第二压板；
16.所述一级伸缩臂在靠近所述二级伸缩臂的一端设有用于将所述第三侧压紧在所述一级伸缩臂上的第三压板；
17.所述三级伸缩臂在靠近所述二级伸缩臂的一端设有用于将所述第四侧压紧在所述三级伸缩臂上的第四压板。
18.如上所述的多级伸缩机构，所述伸缩底座的两侧设有第一滑轨；
19.所述一级伸缩臂的两侧设有呈上下设置的第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑轨滑动嵌设于所述第二滑槽内；
20.所述二级伸缩臂的两侧设有呈上下设置的第二滑轨和第三滑轨，所述第三滑轨滑动嵌设于所述第一滑槽内；
21.所述三级伸缩臂的两侧设有第三滑槽，所述第二滑轨滑动嵌设于所述第三滑槽内。
22.如上所述的多级伸缩机构，所述第一滑轨包括多个沿其长度方向分布的第一滚轮，所述第二滑轨包括多个沿其长度方向分布的第二滚轮，所述第三滑轨包括多个沿其长度方向分布的第三滚轮。
23.如上所述的多级伸缩机构，所述伸缩底座与所述一级伸缩臂之间、所述一级伸缩臂与所述二级伸缩臂之间、以及所述二级伸缩臂与所述三级伸缩臂中的至少一组设有用于限制相对滑动的两者的行程的限位机构。
24.如上所述的多级伸缩机构，所述伸缩底座上设有第一限位挡凸，所述一级伸缩臂上设有第二限位挡凸和第三限位挡凸，所述二级伸缩臂上设有第四限位挡凸和第五限位挡凸，所述三级伸缩臂上设有第六限位挡凸；
25.当所述一级伸缩臂、二级伸缩臂、三级伸缩臂伸至最长状态时，所述第一限位挡凸与所述第二限位挡凸相抵，所述第三限位挡凸与所述第四限位挡凸相抵，所述第五限位挡凸与所述第六限位挡凸相抵。
26.如上所述的多级伸缩机构，所述驱动单元包括驱动电机、主动轮、从动轮、传动带和丝杆，所述传动带张紧在所述主动轮和从动轮上，所述主动轮与所述驱动电机的输出轴连接，所述从动轮与所述丝杆连接，所述丝杆一端可转动地设于所述伸缩底座上，另一端与所述一级伸缩臂螺纹连接。
27.如上所述的多级伸缩机构，所述伸缩底座、一级伸缩臂、二级伸缩臂上均盖设有防护罩。
28.实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
29.1、本实施例的多级伸缩机构通过单个驱动，两组同步带模块，实现了三级同步伸缩，有利于伸臂后的整体具有较大的刚度与较小的挠度，并具备较高工作效率，另一方面该多级伸缩机构整体结构简单，更加轻量化。
30.2、各个伸缩臂能够在滑轨滑槽的引导和紧密装配作用下，运动更加稳定顺畅，运动精度更高。
31.3、通过在滑轨上增设滚轮，一方面可以使得滑动更加顺畅，减少磨损，另一方面可以限制各个伸缩臂的横向位移，提高运动精度。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本实用新型实施例所述多级伸缩机构的立体结构示意图一。
34.图2是图1的a部放大图。
35.图3是本实用新型实施例所述多级伸缩机构的立体结构示意图二，其中隐藏了防护罩。
36.图4是图3的b部放大图。
37.图5是图3的c部放大图。
38.图6是图3的d部放大图。
39.图7是图1的主视图。
40.图8是图7的结构示意简图。
41.图9是本实用新型实施例所述多级伸缩机构的伸缩状态示意简图一，其中该多级伸缩机构处于缩短状态。
42.图10是本实用新型实施例所述多级伸缩机构的伸缩状态示意简图二，其中该多级伸缩机构处于伸长时的过程状态之一。
43.图11是本实用新型实施例所述多级伸缩机构的伸缩状态示意简图三，其中该多级伸缩机构处于最长的伸长状态。
具体实施方式
44.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
45.如图1至图11所示，本实用新型实施例提出一种多级伸缩机构，尤其是提供一种三级伸缩机构，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他诸如四级、五级等多级实施例，都属于本实用新型保护的范围。
46.该多级伸缩机构包括：伸缩底座10、一级伸缩臂1、二级伸缩臂2、三级伸缩臂3、驱动单元4、第一同步带模块5、第二同步带模块6。
47.其中，一级伸缩臂1可滑动地设于所述伸缩底座10上；二级伸缩臂2可滑动地设于所述一级伸缩臂1上；三级伸缩臂3可滑动地设于所述二级伸缩臂2上；驱动单元4设于所述伸缩底座10上且与所述一级伸缩臂1连接，用于驱动所述二级伸缩臂2相对所述伸缩底座10滑动；第一同步带模块5设于所述一级伸缩臂1上，包括运动方向相反的第一侧51和第二侧52，所述第一侧51与所述伸缩底座10连接，所述第二侧52与所述二级伸缩臂2连接；第二同步带模块6设于所述二级伸缩臂2上，包括运动方向相反的第三侧61和第四侧62，所述第三侧61与所述一级伸缩臂1连接，所述第四侧62与所述三级伸缩臂3连接。其中，三级伸缩臂末端可以根据需求安装执行机构。
48.该多级伸缩机构在作业时能够伸长或缩短，其中，在第一同步带模块5的作用下，伸缩底座10和二级伸缩臂2会相对靠近或远离，在第二同步带模块6的作用下，一级伸缩臂1和三级伸缩臂3会相对靠近或远离，因此，当伸缩底座10、一级伸缩臂1、二级伸缩臂2、三级伸缩臂3中的相邻两者相互滑动，都会产生联动，驱动伸缩底座10、一级伸缩臂1、二级伸缩臂2、三级伸缩臂3四者收拢或展开，以实现伸长或缩短，臂如，当驱动单元4驱动一级伸缩臂1相对伸缩底座10向展开的方向滑动时，二级伸缩臂2和三级伸缩臂3会同步展开实现伸长，而当驱动单元4驱动一级伸缩臂1相对伸缩底座10向收拢的方向滑动时，二级伸缩臂2和三级伸缩臂3也会同步收拢实现缩短。
49.因此，本实施例的多级伸缩机构通过单个驱动，两组同步带模块，实现了三级同步伸缩，有利于伸臂后的整体具有较大的刚度与较小的挠度，并具备较高工作效率，另一方面该多级伸缩机构整体结构简单，更加轻量化。
50.相应地，所述第一同步带模块5包括第一同步轮53、第二同步轮(图中无示出)和第一同步带55，所述第一同步轮53和第二同步轮可转动地设于所述一级伸缩臂1上且所述第一同步轮53和第二同步轮间隔设置，所述第一同步带55张紧在所述第一同步轮53和第二同步轮上，所述第一侧51和第二侧52为所述第一同步带55在位于第一同步轮53和第二同步轮之间部分的相对两侧。
51.所述第二同步带模块6包括第三同步轮63、第四同步轮64和第二同步带65，所述第三同步轮63和第四同步轮64可转动地设于所述二级伸缩臂2上且所述第三同步轮63和第四同步轮64间隔设置，所述第二同步带65张紧在所述第三同步轮63和第四同步轮64上，所述第三侧61和第四侧62为所述第二同步带65在位于第三同步轮63和第四同步轮64之间部分的相对两侧。
52.进一步地，所述伸缩底座10上在靠近所述二级伸缩臂2的一端设有用于将所述第一侧51压紧在所述伸缩底座10上的第一压板71；所述二级伸缩臂2在靠近所述伸缩底座10的一端设有用于将所述第二侧52压紧在所述二级伸缩臂2上的第二压板72；所述一级伸缩臂1在靠近所述二级伸缩臂2的一端设有用于将所述第三侧61压紧在所述一级伸缩臂1上的第三压板73；所述三级伸缩臂3在靠近所述二级伸缩臂2的一端设有用于将所述第四侧62压紧在所述三级伸缩臂3上的第四压板74。其中，各个压板通过螺栓固定锁紧，可以将各个伸缩臂可靠地与对应的同步带连接，以带动各伸缩臂随同步带运动而运动。
53.更佳地，所述伸缩底座10的两侧设有第一滑轨101；所述一级伸缩臂1的两侧设有呈上下设置的第一滑槽11和第二滑槽12，所述第一滑轨101滑动嵌设于所述第二滑槽12内；所述二级伸缩臂2的两侧设有呈上下设置的第二滑轨21和第三滑轨22，所述第三滑轨22滑动嵌设于所述第一滑槽11内；所述三级伸缩臂3的两侧设有第三滑槽31，所述第二滑轨21滑动嵌设于所述第三滑槽31内。其优点在于，各个伸缩臂能够在滑轨滑槽的引导和紧密装配作用下，运动更加稳定顺畅，运动精度更高。
54.进一步地，所述第一滑轨101包括多个沿其长度方向分布的第一滚轮1011，所述第二滑轨21包括多个沿其长度方向分布的第二滚轮211，所述第三滑轨22包括多个沿其长度方向分布的第三滚轮221。通过在滑轨上增设滚轮，一方面可以使得滑动更加顺畅，减少磨损，另一方面可以限制各个伸缩臂的横向位移，提高运动精度。
55.为保证该多级伸缩机构的伸缩稳定性，防止伸长过度，所述伸缩底座10与所述一
级伸缩臂1之间、所述一级伸缩臂1与所述二级伸缩臂2之间、以及所述二级伸缩臂2与所述三级伸缩臂3中的至少一组设有用于限制相对滑动的两者的行程的限位机构。
56.相应地，所述伸缩底座10上设有第一限位挡凸81，所述一级伸缩臂1上设有第二限位挡凸(图中无示出)和第三限位挡凸83，所述二级伸缩臂2上设有第四限位挡凸84和第五限位挡凸85，所述三级伸缩臂3上设有第六限位挡凸86。
57.当所述一级伸缩臂1、二级伸缩臂2、三级伸缩臂3伸至最长状态时，所述第一限位挡凸81与所述第二限位挡凸相抵，所述第三限位挡凸83与所述第四限位挡凸84相抵，所述第五限位挡凸85与所述第六限位挡凸86相抵。
58.本实施例中，所述驱动单元4包括驱动电机41、主动轮42、从动轮43、传动带44和丝杆45，所述传动带44张紧在所述主动轮42和从动轮43上，所述主动轮42与所述驱动电机41的输出轴连接，所述从动轮43与所述丝杆45连接，所述丝杆45一端可转动地设于所述伸缩底座10上，另一端与所述一级伸缩臂1螺纹连接。当然，驱动单元4还可以是其他可以使得一级伸缩臂1相对伸缩底座10做直线运动的其他驱动机构。
59.更佳地，所述伸缩底座10、一级伸缩臂1、二级伸缩臂2上均盖设有防护罩9。防护罩9既起保护作用，也方便后期维护保养。
60.应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。此外，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
61.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。