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一种带精确定位功能的伸缩机构.pdf

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一种 精确 定位 功能 伸缩 机构
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摘要
申请专利号:

CN201910035587

申请日:

20190115

公开号:

CN109595316A

公开日:

20190409

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法律详情: 公开
IPC分类号: F16H25/14 主分类号: F16H25/14
申请人: 重庆大学
发明人: 金晓清;李璞;罗大辉;侯佳卉;安玉环;张瑞
地址: 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
优先权:
专利代理机构: 50235 代理人: 侯懋琪;李剑锋
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201910035587

授权公告号:

法律状态公告日:

20190409

法律状态类型:

公开

摘要

本发明提供了一种带精确定位功能的伸缩机构,其特征在于:所述伸缩机构由伸缩臂箱体、伸缩臂、伸缩传动装置和定位装置组成;所述伸缩臂套接在伸缩臂箱体内,伸缩臂的轴向和伸缩臂箱体的轴向平行;伸缩传动装置能传动伸缩臂沿自身轴向往复运动;所述定位装置包括传动轴、旋转传动装置和至少一个定位单元;所述定位单元由驱动环、滚轮、传动杆、复位弹簧、压紧弹簧、定位座和支撑体组成。本发明所述的伸缩机构结构简单、使用方法简单,制造和使用成?#38236;停?#37319;用本伸缩机构来定位快速、准确,生产效率大大提高。

权利要求书

1.一种带精确定位功能的伸缩机构,其特征在于:所述伸缩机构由伸缩臂箱体(1)、伸缩臂(2)、伸缩传动装置(3)和定位装置(4)组成;所述伸缩臂(2)套接在伸缩臂箱体(1)内,伸缩臂(2)的轴向和伸缩臂箱体(1)的轴向平行;所述伸缩传动装置(3)设置在伸缩臂箱体(1)的内腔中,伸缩传动装置(3)的壳体与伸缩臂箱体(1)相对固定,伸缩传动装置(3)的传动部与伸缩臂(2)的内端连接,伸缩传动装置(3)能传动伸缩臂(2)沿自身轴向往复运动;所述伸缩臂箱体(1)的下端面上设置有条形孔(11),条形孔(11)的轴向与伸缩臂箱体(1)的轴向平行;伸缩臂(2)的下侧面上设置有定位凸起(21),定位凸起(21)位于条形孔(11)中; 所述定位装置(4)包括传动轴(41)、旋转驱动装置(42)和至少一个定位单元;所述定位单元由驱动环(43)、滚轮(44)、传动杆(45)、复位弹簧(46)、压紧弹簧(47)、定位座(48)和支撑体(49)组成;所述传动轴(41)设置在伸缩臂箱体(1)下侧,传动轴(41)的轴向与伸缩臂箱体(1)的轴向平行,传动轴(41)的端部与旋转驱动装置(42)的传动轴连接,旋转驱动装置(42)能传动传动轴(41)沿自身轴心旋转;所述驱动环(43)套接在传动轴(41)中部,驱动环(43)与传动轴(41)的位置相对固定,驱动环(43)的外周面上设置有凸起部(431),驱动环(43)外周面上、凸起部(431)以外的区域记为圆环部;所述支撑体(49)设置在伸缩臂箱体(1)的下侧面上,支撑体(49)与所述定位凸起(21)互不干涉,支撑体(49)的位置与所述条形孔(11)对应,支撑体(49)的上端面上设置有安?#23433;?491),安?#23433;?491)与条形孔(11)连通,安?#23433;?491)的底部设置有连通支撑体下端面的连接孔,定位座(48)设置在安?#23433;?491)内;所述传动杆(45)的中部套接在连接孔中,传动杆(45)的下端与滚轮(44)转动连接,滚轮(44)的转动平面与所述凸起部(431)的转动平面共面;传动杆(45)的上端通过压紧弹簧(47)与定位座(48)的底部连接;所述复位弹簧(46)套接在传动杆(45)上,复位弹簧(46)的上端与支撑体(49)的下端面接触,传动杆(45)下部设置有限位凸起,复位弹簧(46)的下端与限位凸起的上侧面接触,复位弹簧(46)能将滚轮(44)?#32440;?#22312;驱动环(43)表面;当滚轮(44)与凸起部(431)的最高点接触?#20445;?#21387;紧弹簧(47)能将定位座(48)?#32440;?#22312;伸缩臂(2)的下侧面上,且定位座(48)的位置与定位凸起(21)的运动轨迹干涉;当滚轮(44)与所述圆环部接触?#20445;?#25152;述定位座(48)上端面的高度低于定位凸起(21)下端面的高度。 2.如权利要求1所述的带精确定位功能的伸缩机构,其特征在于:所述定位单元有多个,所述多个定位单元沿所述传动轴(41)的轴向分布,所述多个凸起部(431)在传动轴(41)周向上的位置错位设置,?#19994;?#20854;中一个定位单元的定位座(48)与所述伸缩臂(2)的下侧面接触?#20445;?#20854;余定位单元的定位座(48)的上端面的高度均低于所述定位凸起(21)下端面的高度。 3.如权利要求1所述的带精确定位功能的伸缩机构,其特征在于:所述伸缩臂箱体(1)和伸缩臂(2)的横截面均为矩形。 4.如权利要求1所述的带精确定位功能的伸缩机构,其特征在于:所述定位装置(4)的外周设置有保护罩(40)。

说明书


一种带精确定位功能的伸缩机构
技术领域


本发明涉及机械制造术领域,特别是一种带精确定位功能的伸缩机构。


背景技术


在如汽车制造、冶金加工等机械制造、加工领域中,常常需要机构能实现在直线运
动的某一个或多个点位上快速、准确定位的功能,从而进行如零件的安装、物料取放、焊接
等操作,然而现有的定位机构或装置要么设计过于简陋,定位不准确、自动化程度和效率
低,达不到生产要求,要么结构复杂、成本高,使用时还需要操作人员花费大量时间学?#23433;?br>作方法,增加人力成本。


发明内容


针对背景技术的问题,本发明提供一种带精确定位功能的伸缩机构,以解决现有
技术中,定位机构结构复杂、成本高、生产效率低、定位不准确的问题。


为实现本发明的目的,本发明提供了一种带精确定位功能的伸缩机构,其创新点
在于:所述伸缩机构由伸缩臂箱体、伸缩臂、伸缩传动装置和定位装置组成;所述伸缩臂套
接在伸缩臂箱体内,伸缩臂的轴向和伸缩臂箱体的轴向平行;所述伸缩传动装置设置在伸
缩臂箱体的内腔中,伸缩传动装置的壳体与伸缩臂箱体相对固定,伸缩传动装置的传动部
与伸缩臂的内端连接,伸缩传动装置能传动伸缩臂沿自身轴向往复运动;所述伸缩臂箱体
的下端面上设置有条形孔,条形孔的轴向与伸缩臂箱体的轴向平行;伸缩臂的下侧面上设
置有定位凸起,定位凸起位于条形孔中;


所述定位装置包括传动轴、旋转驱动装置和至少一个定位单元;所述定位单元由
驱动环、滚轮、传动杆、复位弹簧、压紧弹簧、定位座和支撑体组成;所述传动轴设置在伸缩
臂箱体下侧,传动轴的轴向与伸缩臂箱体的轴向平行,传动轴的端部与旋转驱动装置的传
动轴连接,旋转驱动装置能传动传动轴沿自身轴心旋转;所述驱动环套接在传动轴中部,驱
动环与传动轴的位置相对固定,驱动环的外周面上设置有凸起部,驱动环外周面上、凸起部
以外的区域记为圆环部;所述支撑体设置在伸缩臂箱体的下侧面上,支撑体与所述定位凸
起互不干涉,支撑体的位置与所述条形孔对应,支撑体的上端面上设置有安?#23433;郟?#23433;?#23433;?#19982;
条形孔连通,安?#23433;?#30340;底部设置有连通支撑体下端面的连接孔,定位座设置在安?#23433;?#20869;;所
述传动杆的中部套接在连接孔中,传动杆的下端与滚轮转动连接,滚轮的转动平面与所述
凸起部的转动平面共面;传动杆的上端通过压紧弹簧与定位座的底部连接;所述复位弹簧
套接在传动杆上,复位弹簧的上端与支撑体的下端面接触,传动杆下部设置有限位凸起,复
位弹簧的下端与限位凸起的上侧面接触,复位弹簧能将滚轮?#32440;?#22312;驱动环表面;当滚轮与
凸起部的最高点接触?#20445;?#21387;紧弹簧能将定位座?#32440;?#22312;伸缩臂的下侧面上,且定位座的位置
与定位凸起的运动轨迹干涉;当滚轮与所述圆环部接触?#20445;?#25152;述定位座上端面的高度低于
定位凸起下端面的高度。


作为优化,所述定位单元有多个,所述多个定位单元沿所述传动轴的轴向分布,所
述多个凸起部在传动轴周向上的位置错位设置,?#19994;?#20854;中一个定位单元的定位座与所述伸
缩臂的下侧面接触?#20445;?#20854;余定位单元的定位座的上端面的高度均低于所述定位凸起下端面
的高度。


作为优化,所述伸缩臂箱体和伸缩臂的横截面均为矩形。


作为优化,所述定位装置的外周设置有保护罩。


采用本发明的方法,具有以下的有益效果:本发明的结构简单,使用方法简单,所
以制造和使用成?#38236;停?#21033;用定位单元上的定位座与伸缩臂上的定位凸起相互干涉实现伸缩
臂的定位快速、准确;作为优化方案,在传动轴上设置多个定位单元,多个定位单元分布在
传动轴上的多个位置,使用中可根据需要驱动传动轴旋转不同的角度,使相应定位单元的
定位座与所述定位凸起发生干涉实现定位,以利用同一套机构实现多点定位,生产效率大
大提高。


附图说明


本发明的附图说明如下。


图1为本发明的结构示意图;


图2为伸缩臂箱体、伸缩臂及伸缩传动装置的剖视图;


图3为伸缩臂箱体的底部结构示意图;


图4为定位装置的结构示意图;


图5为多个定位单元的安装结构示意图;


图6为单个定位单元的结构示意图;


图7为本发明的工作原理图。


图中:1、伸缩臂箱体;2、伸缩臂;3、伸缩传动装置;4、定位装置;11、条形孔;21、定
位凸起;40、保护罩;41、传动轴;42、旋转驱动装置;43、驱动环;44、滚轮;45、传动杆;46、复
位弹簧;47、压紧弹簧;48、定位座;49、支撑体;431、凸起部;481、定位槽;491、安?#23433;邸?br>

具体实施方式


下面结合实施例对本发明作进一步说明。


如附图1和附图2所示的带精确定位功能的伸缩机构,由伸缩臂箱体1、伸缩臂2、伸
缩传动装置3和定位装置4组成;


如附图2所示,伸缩臂箱体1和伸缩臂2的横截面均为矩形,以使伸缩臂2与伸缩臂
箱体1不发生周向相对转动,所述伸缩臂2套接在伸缩臂箱体1内,伸缩臂2的轴向和伸缩臂
箱体1的轴向平行;所述伸缩传动装置3设置在伸缩臂箱体1的内腔中,伸缩传动装置3可以
是气缸、液压缸等简易驱动装置,伸缩传动装置3的壳体与伸缩臂箱体1相对固定,伸缩传动
装置3的传动部如活塞杆等与伸缩臂2的内端连接,伸缩传动装置3能传动伸缩臂2沿自身轴
向往复运动;如附图3所示,所述伸缩臂箱体1的下端面上设置有条形孔11,条形孔11的轴向
与伸缩臂箱体1的轴向平行;伸缩臂2的下侧面上设置有定位凸起21,定位凸起21位于条形
孔11中;当伸缩臂2沿自身轴向往复运动?#20445;?#23450;位凸起21也在条形孔11中往复运动。


如附图4和附图5所示,所述定位装置4包括传动轴41、旋转驱动装置42、4个定位单
元和保护罩40;所述传动轴41设置在伸缩臂箱体1下侧,传动轴41的轴向与伸缩臂箱体1的
轴向平行,传动轴41一端与保护罩40的内壁转动连接,传动轴的另一端与旋转驱动装置42
的传动轴连接,旋转驱动装置42的壳体与保护罩40的外壁固定连接,旋转驱动装置42能传
动传动轴41沿自身轴心旋转;4个定位单元沿所述传动轴41的轴向分布,所述保护罩40的上
端面与伸缩臂箱体1的下侧面固定连接。


如附图6和附图7所示,单个定位单元由驱动环43、滚轮44、传动杆45、复位弹簧46、
压紧弹簧47、定位座48和支撑体49组成;所述驱动环43套接在传动轴41中部,驱动环43的外
周面上设置有凸起部431,驱动环43外周面上、凸起部431以外的区域记为圆环部,驱动环43
与传动轴41的位置相对固定,固定的方式可以采用本领域的常规技术手段实现,本实施例
中,在传动轴41的表面沿轴向加工多条T形槽,在驱动环43的圆环部外周面上加工有径向通
孔,径向通孔可与T形槽连通,安装?#20445;?#20808;在其中一条T形槽内放置匹配的螺母,螺母不能在
该T形槽内转动,在径向通孔内安装螺栓使其与螺母连接,拧紧螺栓即可将驱动环43固定在
传动轴41上。


所述支撑体49设置在伸缩臂箱体1的下侧面上,支撑体49与保护罩40的上端面固
定连接,固定方?#25509;?#39537;动环43的固定方式类似,如附图4所示,在保护罩40的上端面设置2条
T形槽,支撑体49的两端设置通孔,T形槽内设置螺母,支撑体49的通孔内安装螺栓连接到螺
母上并拧紧;支撑体49与所述定位凸起21互不干涉,支撑体49的位置与所述条形孔11对应,
支撑体49的上端面上设置有安?#23433;?91,安?#23433;?91与条形孔11连通,安?#23433;?91的底部设置
有连通支撑体下端面的连接孔,定位座48设置在安?#23433;?91内;所述传动杆45的中部套接在
连接孔中,传动杆45的下端与滚轮44转动连接,滚轮44的转动平面与所述凸起部431的转动
平面共面;传动杆45的上端通过压紧弹簧47与定位座48的底部连接;所述复位弹簧46套接
在传动杆45上,复位弹簧46的上端与支撑体49的下端面接触,传动杆45下部设置有限位凸
起,复位弹簧46的下端与限位凸起的上侧面接触,复位弹簧46能将滚轮44?#32440;?#22312;驱动环43
表面;当滚轮44与凸起部431的最高点接触?#20445;?#21387;紧弹簧47能将定位座48?#32440;?#22312;伸缩臂2的
下侧面上,且定位座48的位置与定位凸起21的运动轨迹干涉;当滚轮44与所述圆环部接触
?#20445;?#25152;述定位座48上端面的高度低于定位凸起21下端面的高度。如附图7所示,为了使定位
更精确,在定位座48的上端面上还设置有定位槽481,该定位槽481的宽度与定位凸起21的
宽度匹配,定位槽481的右侧设置有导向斜面。4个驱动环43的凸起部431在传动轴41周向上
的位置错位设置,?#19994;?#20854;中一个定位单元的定位座48与所述伸缩臂2的下侧面接触?#20445;?#20854;余
定位单元的定位座48的上端面的高度均低于所述定位凸起21下端面的高度。


安装?#20445;?#26681;据定位要求调整好4个驱动单元的在传动轴41上的轴向位置,并调整好
4个驱动环43的凸起部的周向位置,确保?#25105;?#19968;个定位单元的滚轮44与对应凸起部431的最
高点接触?#20445;?#20854;余定位单元的滚轮44与所对应的圆环部接触;使用?#20445;?#39318;先启动旋转驱动装
置42带动传动轴41转动,直?#25509;?#23450;位位置相对应定位单元的定位座48与所述伸缩臂2的下
侧面接触,然后伸缩传动装置3驱动伸缩臂2伸出,直到定位凸起21卡入定位槽481内实现伸
缩臂2的轴向定位,伸缩臂2上根据需要可连接执行机构以完成诸如零部件安装、物料取放、
焊接等操作,当执行机构的操作完成后,继续驱动传动轴41转动,直到定位座48下?#26723;?#20854;上
端面的高度低于定位凸起21下端面的高度,然后伸缩传动装置3驱动伸缩臂2缩回;然后再
按上述方式进行其他位置定位以使执行机构完成其他位置的操作。


事实上,在需要对伸缩臂进行更多位置定位?#20445;?#21487;以将多套本发明所述的伸缩机
构简单排列组合使用;另外?#37096;?#20197;将现有的旋转驱动装置改为双输出轴,两个输出轴分别
与两个传动轴连接,单个输出轴与传动轴之间通过一个单向轴承连接,当单向轴承?#36816;保?br>同侧的输出轴即能带动传动轴转动,当单向轴承自由转动?#20445;?#21516;侧的输出轴空转,不能带动
传动轴转动,将两个单向轴承的?#36816;?#26041;向设置为不相同,即其中一个单向轴承?#36816;保?#19982;之
连接的传动轴能与旋转驱动装置的输出轴一起转动,同时另一个单向轴承自由转动,与之
连接的传动轴不能与旋转驱动装置的输出轴一起转动,再在两个传动轴上分别设置多个定
位单元,例如每个传动轴上设置4个定位单元,我们就可以利用同一个旋转驱动装置对伸缩
臂进行8个位置的定位了。


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