[实用新型]精准定位高速机械臂

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及自动化装备领域，尤其涉及单轴线性模组的高速机械臂装置。 

【背景技术】

机械臂应用于工艺自动化，部分代替人工操作，可以按照生产工艺要求，遵循一定时间和位置规则完成工件的传送和装卸，并能完成长距离的高速搬运，并且要求对定位精确，速度控制可调程度高，比如在大型机械的流水装配作业中零件的输送、定位、装配，体育场短跑道侧安装的高速摄影机的驱动装置，都是高速机械臂的应用，目前生产和使用的机械臂一般采用滚动螺母—丝杆和同步带这两种传动方式，滚动丝杆-螺母运动副是将回转运动转化为直线运动常用的传动装置，滚动丝杆螺母传动结构传动效率高，摩擦阻力小，传动精度高，从机构传动原理上看，是由丝杠的转动运动转化为螺母的直线运动，安装在螺母上的机械臂速度取决于导程和丝杠转速，速度比较低，且该机构能够滑动的范围与丝杠的长度有关系，而丝杠的长度必须控制在一定范围内，丝杠长度超过一定限度会产生晃动而导致机构整体不稳定。现有的螺母丝杠型机械臂速度不高，定位精度低，结构长度有限。 

【发明内容】

本实用新型针对以上的问题提出了一种能精准定位、高速运动、可移动范围长的机械臂。 

本实用新型的技术方案是：一种精准定位高速机械臂，包括电机、驱动部件、机架和滑块，在所述机架上具有滑槽，所述滑块安装在滑槽内，所述驱动部件驱动所述滑块沿着滑槽运动，所述驱动部件包括卷筒和绕在卷筒上的钢索，卷筒上具有螺纹槽，钢索盘绕在螺纹槽内，所述钢索安装在卷筒和滑槽之间构成一个运转回路，钢索安装在滑槽内的一段与滑块底部固定。 

所述滑块安装在滑槽内，沿着滑槽滑动，在滑块下方滑槽内具有两道向不同方向运行的钢索，在滑块底部向滑槽内设置连接固定部，所述连接固定部是分别对应两道钢索位置的一 对固定边，其中一个固定边与钢索固定在一起。 

在所述机架上一端设有驱动部件，另一端在滑槽内设有一张紧轮，所述钢索安装在滑槽的张紧轮上。 

所述驱动部件中的卷筒轴向方向与滑槽平行，在卷筒与滑槽之间还设有引导钢索的左右导向轮，所述左右导向轮的第一切线方向与张紧轮处于同一水平高度，左右导向轮与第一切向方向垂直的第二切线方向对置在卷筒的螺纹槽；所述驱动部件还包括安装在机架上的固定座，而卷筒通过固定座安装在机架上，在所述固定座上具有外螺纹，在卷筒内壁有内螺纹，所述卷筒一端套在固定座上内外螺纹配合连接，固定座与卷筒内壁的螺距和卷筒上螺纹槽的槽宽相同。 

所述驱动部件中的卷筒轴向方向与滑槽垂直，卷筒的切线与张紧轮处于同一水平高度，钢索直接绕卷在卷筒的螺纹槽上，所述驱动部件还包括安装在机架上的固定座，而卷筒通过固定座安装在机架上，在所述固定座上具有外螺纹，在卷筒内壁有内螺纹，所述卷筒一端套在固定座上内外螺纹配合连接，固定座与卷筒内壁的螺距和卷筒上螺纹槽的槽宽相同。 

在电机与驱动部件之间通过同步轮传动和滚珠花键传动，电机与同步轮的主动轮联动，而从动轮驱动滚珠花键，所述滚珠花键通过螺钉与卷筒固定成为一整体，卷筒的另一端与固定座螺纹配合。 

所述电机是伺服马达，所述钢索根据使用需用选用外圆包胶内芯采用不锈钢丝，其抗拉强度高、拉伸系数小，长度变化微小，保证运动精度。 

本实用新型中的精准定位高速机械臂，采用伺服马达驱动带有螺纹槽的卷筒，从卷筒上精确放卷钢索，即卷筒每转动一圈钢索移动的直线距离是卷筒的周长转化，在相同的转速下，钢索速度远远高于直线距离通过螺距转化的丝杠螺母副的速度，而通过伺服马达精确控制转速和转动启停，就可以实现对滑块的定位控制，通过张紧轮张紧的钢索绷紧，钢索无窜动，整体机构的长度范围更大。 

【附图说明】

图1是本实用新型精准定位高速机械手第一实施例结构主视图； 

图2是本实用新型精准定位高速机械手第一实施例俯视图； 

图3是本实用新型精准定位高速机械手第一实施例驱动部分结构示意图； 

图4是本实用新型精准定位高速机械手第二实施例结构图； 

图5是本实用新型精准定位高速机械手第二实施例驱动部分结构示意图。 

其中：10，20、高速机械臂；11、机架；12、滑块；121、连接固定部；1211、固定边；13，23、滑槽；14,24、驱动部件；141,241、卷筒；1411,2411、螺纹槽；142,242、钢索；143、导向轮；144、第一切线方向；145、第二切线方向；15，25、张紧轮；16、固定座；17、同步轮；18、滚珠花键；19、伺服马达。