一种用于染色机的组合悬臂角度自动补偿机构的制作方法

本发明涉及工业自动化机械手制造技术领域，特别涉及一种用于染色机的组合悬臂角度自动补偿机构。

背景技术

近些年来随着国家战略性新兴产业的提出，以及两化融合的稳步推进，中国智能制造装备领域得到了全社会范围的广泛关注。随着产品性能提升的迫切需求以及中国劳动力价格大量上涨，产业转型升级的压力不断加大。工业机器人作为智能制造领域的代表，在产业转型升级的过程中正发挥着越来越重要的作用。在产业政策的激励和市场需求的带动下，近年来中国工业机器人产业实现快速增长，业内领军企业产业化能力不断提升，与此同时越来越多的新企业也积极投身于机器人产业当中。

目前，市场上出现大量的组合悬臂机械手，如悬臂单元数量为2的组合悬臂机械手，第一悬臂单元的一端固定在旋转主轴上，另一端与第二悬臂单元转动连接，工作端即挂架连接在第二悬臂单元的末端。通过智能控制两悬臂单元的旋转，可使工作端到达一定范围内的任意一点，进行抓取和放置等动作。某些情况下，被抓取物体有统一规定的摆放角度，这就需要保证挂架在对被抓取物体进行抓取和放置等动作时，始终保持相应的角度不变。挂架的角度可以通过结合第一悬臂单元和第二悬臂单元转动的角度进行换算，换算值再经由电机转动进行控制输出，但由于电机的精度以及转动惯性，导致电机无法精准的、稳定的控制挂架的方向。且电机控制容易出现累积误差，导致挂架的工作角度容易出现误差。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种机械式的、运行精度高的、准确度高的，能达到转动角度自动补偿效果的用于染色机的组合悬臂角度自动补偿机构。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种用于染色机的组合悬臂角度自动补偿机构，包括由一节第一悬臂单元和至少一节第二悬臂单元依次首尾连接而成的悬臂、基座以及挂架，所述基座上部固定设有部分伸出的与第一悬臂单元的首端转动连接的基座转轴，所述挂架上部固定设有部分伸出的与末节的第二悬臂单元的尾端转动连接的挂架转轴，所述第二悬臂单元的首端固定设有部分伸出的空心转轴，所述空心转轴与相连的第一悬臂单元或第二悬臂单元的尾端转动连接，所述基座转轴端部固定设有第一传动部件，所述空心转轴内贯穿有两端固定设有第二传动部件的单元间传动轴，所述第一悬臂单元和第二悬臂单元内部设有反向转动量传递机构，所述第一悬臂单元的反向转动量传递机构包括连接第一传动部件和第二传动部件的传动机构，所述第二悬臂单元内部的首端和尾端分别设有单元内反向转动轴，所述单元内反向转动轴与第二悬臂单元转动连接并在其伸出端固定设有第三传动部件，所述第二悬臂单元的反向转动量传递机构包括连接第三传动部件的传动机构以及连接单元内反向转动轴与第二传动部件或挂架转轴的反向传动机构。

进一步地，所述悬臂由一节第一悬臂单元与一节第二悬臂单元首尾连接构成。

进一步地，所述第一传动部件为第一带传动轮，位于所述第一悬臂单元的第二传动部件为第二带传动轮，位于所述第二悬臂单元首端和尾端的第三传动部件分别为第三带传动轮和第四传带动轮，所述传动机构包括连接第一带传动轮和第二带传动轮的带传动机构以及连接第三带传动轮和第四带传动轮的带传动机构。

进一步地，位于所述第二悬臂单元的第二传动部件为第一齿轮，所述单元内反向转动轴的伸出端还固定设有第二齿轮和第三齿轮，所述挂架转轴固定设有第四齿轮，所述反向传动机构包括啮合连接的第一齿轮和第二齿轮以及啮合连接的第三齿轮和第四齿轮。

进一步地，所述第一带传动轮、第二带传动轮、第三带传动轮以及第四带传动轮的分度圆直径相等，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮的分度圆直径相等。

进一步地，所述基座转轴的伸出端连接有第一驱动机构，所述空心转轴的伸出端连接有第二驱动机构，所述第一驱动机构包括固定在基座转轴伸出端的第五带传动轮、驱动转轴端部固定有第六带传动轮的第一驱动电机以及与第五带传动轮和第六带传动轮连接的第一皮带，所述第一驱动电机固定连接在第一悬臂单元，所述第二驱动机构包括固定在空心转轴伸出端的第七带传动轮、驱动转轴端部固定有第八带传动轮的第二驱动电机以及与第七带传动轮和第八带传动轮连接的第二皮带，所述第二驱动电机固定连接在第一悬臂单元。

有益效果：在该用于染色机的组合悬臂角度自动补偿机构中，当悬臂转动时，第一悬臂单元和各第二悬臂单元的反向转动量由反向转动量传递机构传递到挂架，实现转动量的抵消，达到了转动角度自动补偿的效果，从而保证了挂架在对被抓取物体进行抓取和放置等动作时始终保持固定的角度不变。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1为本发明实施例的剖面视图；

图2为本发明实施例的示意图；

图3为本发明实施例的第一种工作状态俯视图；

图4为本发明实施例的第二种工作状态俯视图。

具体实施方式

参照图1至图4，本发明一种用于染色机的组合悬臂角度自动补偿机构，包括由一节第一悬臂单元40和至少一节第二悬臂单元50依次首尾连接而成的悬臂30、基座20以及挂架10，基座20上部固定设有部分伸出的与第一悬臂单元40的首端转动连接的基座转轴21，挂架10上部固定设有部分伸出的与末节的第二悬臂单元50的尾端转动连接的挂架转轴11，第二悬臂单元50的首端固定设有部分伸出的空心转轴51，空心转轴51与相连的第一悬臂单元40或第二悬臂单元50的尾端转动连接，基座转轴21端部固定设有第一传动部件，空心转轴51内贯穿有两端固定设有第二传动部件的单元间传动轴59，第一悬臂单元40和第二悬臂单元50内部设有反向转动量传递机构，第一悬臂单元40的反向转动量传递机构包括连接第一传动部件和第二传动部件的传动机构，第二悬臂单元50内部的首端和尾端分别设有单元内反向转动轴52，单元内反向转动轴52与第二悬臂单元50转动连接并在其伸出端固定设有第三传动部件，第二悬臂单元50的反向转动量传递机构包括连接第三传动部件的传动机构以及连接单元内反向转动轴52与第二传动部件或挂架转轴11的反向传动机构。

在该用于染色机的组合悬臂角度自动补偿机构中，当悬臂30转动时，第一悬臂单元40和各第二悬臂单元50的反向转动量由反向转动量传递机构传递到挂架10，实现转动量的抵消，达到了转动角度自动补偿的效果，从而保证了挂架10在对被抓取物体进行抓取和放置等动作时始终保持固定的角度不变。且该自动补偿机构是通过机械式的传动方式对挂架10的转动角度实时控制，无需增加额外的电机控制，从而有效的避免了因电机转动时产生的积累误差对控制挂架10转动角度的精度影响，实现了挂架10实时的角度补偿。

本实施例中，悬臂30由一节第一悬臂单元40与一节第二悬臂单元50首尾连接构成。该用于染色机的组合悬臂角度自动补偿机构包括基座20、第一悬臂单元40、第二悬臂单元50以及挂架10。基座20上部固定安装有基座转轴21，第一悬臂单元40首尾两端底部固定安装有第一滚动轴承61和第二滚动轴承62，第二悬臂单元50的首端上部固定安装有空心转轴51，第二悬臂单元50的尾端上部固定安装有第三滚动轴承63，挂架10上部安装有挂架转轴11。其中，第一滚动轴承61与基座转轴21配合连接，实现第一悬臂单元40在基座20上方的自由转动；第二滚动轴承62与空心转轴51配合连接，实现第二悬臂单元50在第一悬臂单元40下方的自由转动；第三滚动轴承63与挂架转轴11配合连接，实现挂架10在第二悬臂单元50下方的自由转动。

作为优选，第一传动部件为第一带传动轮22，位于第一悬臂单元40的第二传动部件为第二带传动轮45，位于第二悬臂单元50首端和尾端的第三传动部件分别为第三带传动轮53和第四传带动轮54，传动机构包括连接第一带传动轮22和第二带传动轮45的带传动机构以及连接第三带传动轮53和第四带传动轮54的带传动机构。并且，位于第二悬臂单元50的第二传动部件为第一齿轮58，单元内反向转动轴52的伸出端还固定设有第二齿轮56和第三齿轮57，挂架转轴11固定设有第四齿轮12，反向传动机构包括啮合连接的第一齿轮58和第二齿轮56以及啮合连接的第三齿轮57和第四齿轮12。同时，基座转轴21的伸出端连接有第一驱动机构，空心转轴51的伸出端连接有第二驱动机构，第一驱动机构包括固定在基座转轴21伸出端的第五带传动轮23、驱动转轴端部固定有第六带传动轮42的第一驱动电机41以及与第五带传动轮23和第六带传动轮42连接的第一皮带43，第一驱动电机41固定连接在第一悬臂单元40，第二驱动机构包括固定在空心转轴51伸出端的第七带传动轮49、驱动转轴端部固定有第八带传动轮47的第二驱动电机46以及与第七带传动轮49和第八带传动轮47连接的第二皮带48，所述第二驱动电机46固定连接在第一悬臂单元40。

其中，单元内反向转动轴52通过第四深沟球轴承64转动连接在第二悬臂单元的首尾两端，单元间传动轴59通过一对第五深沟球轴承65转动连接在空心转轴51的内孔，单元间传动轴59上下两端分别固定安装第二带传动轮45和第一齿轮58，第一带传动轮22固定安装在第五带传动轮23上方，第二齿轮56和第三齿轮57分别固定安装在第三带传动轮53和第四带传动轮54的上方，挂架转轴11上固定安装有第四齿轮12，第一齿轮58和第二齿轮56形成齿轮副传动，第三齿轮57和第四齿轮12形成齿轮副传动。

在第一驱动电机41的驱动下，第一悬臂单元40绕基座20旋转，在第二驱动电机46的驱动下，第二悬臂单元50绕第一悬臂单元40旋转，挂架10随同第二悬臂单元50到达一定范围内的任意点完成抓取和放置动作。第一悬臂单元40转动时，第一带传动轮22形成的反向转动量，经带传动机构传递到第二带传动轮45上，再经单元间传动轴59传递到第一齿轮58上，反向传动量经齿轮副传动传递到第二齿轮56，形成正向转动量。正向转动量经带传动传递到与第四带传动轮54同轴连接的第三齿轮57，再经齿轮副传动传递到第四齿轮12，形成反向转动量，反向转动量再传递给挂架10，达到第一悬臂单元40转动角自动补偿的效果。

在第二驱动电机46的驱动下，第二悬臂单元50绕第一悬臂单元40旋转，安装在单元内反向转动轴52上的第二齿轮56相对的成为了单元间传动轴59的行星齿轮，在第二齿轮56上的正向转动量经带传动传递到第三齿轮57，正向转动量再经齿轮副传动传递到第四齿12，形成反向转动量，反向转动量再传递给挂架10，达到第二悬臂单元50转动角自动补偿的效果。

优选的，第一带传动轮22、第二带传动轮45、第三带传动轮53以及第四带传动轮54的分度圆直径相等，第一齿轮58、第二齿轮56、第三齿轮57以及第四齿轮12的分度圆直径相等。其中，带传动轮的分度圆直径的相等以及齿轮的分度圆直径相等，实现了反向转动量传递机构在传递过程中的1:1传递，从而保证了挂架10在对被抓取物体进行抓取和放置等动作时，始终保持相应的角度不变。在用于染色机的组合悬臂角度自动补偿机构工作前，可以根据被抓取物的摆放角度实时调整挂架10相应的抓取角度，在工作中调整挂架10与基座20的夹角为90°为优选。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。