线型同步带伸缩式机械手臂的制作方法

本实用新型属于机械伸缩臂装置应用领域，具体涉及线型同步带伸缩式机械手臂。

背景技术：

目前对于伸缩臂机械手臂领域的相关装置较少，现存的相关机械存在结构复杂，造价昂贵，设备沉重以及维修难等缺点。对于存在其造价昂贵，原理结构复杂，对环境要求高，伸缩夹取效果差等问题，急需开发一种新的机械手臂。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供线型同步带伸缩式机械手臂，该装置结构简单，对环境要求低，使用方便，夹取效果好。

本实用新型的目的通过如下技术方案来实现：

线型同步带伸缩式机械手臂，包括同步带伸缩装置和机械手臂，同步带伸缩装置包括卷轮、传送轮和伸缩臂，卷轮和传送轮均连接有驱动装置，卷轮和传送轮均设置在伸缩臂的底端，卷轮上绕设有同步带，同步带的前端与伸缩臂的前端连接，且同步带沿着伸缩臂的臂身设置，传送轮设置在卷轮上同步带的出口，用于驱动同步带伸出，并进一步驱动伸缩臂伸长，机械手臂设置在伸缩臂的前端。

所述卷轮的驱动装置包括设置在卷轮转轴一端的转杆I，传送轮的驱动装置包括设置在传送轮转轴一端的转杆II。

所述卷轮的外部罩有机壳，机壳上开设有同步带的出口，该出口与传送轮之间设有用于调整同步带状态的调整轮，调整轮与同步带接触。

所述传送轮沿其周向开设有若干个定位孔，传送轮的外部罩有固定机罩，固定机罩上位于传送轮的两侧具有侧壁，壁上开设有若干个通孔，传送轮上设有用于限制传送轮转动的限位杆，限位杆穿过固定机罩侧壁上的通孔以及传送轮上的定位孔来限制传送轮转动。

所述同步带包括若干节相互柔性连接的同步带节，同步带节包括底板和设置在底板上的齿板，同步带上所有的齿板等间距设置，传送轮与同步带上的齿板啮合。

所述伸缩臂上沿其长度方向设有用于容纳同步带节的开口滑槽，齿板的端部从开口滑槽的开口处伸出。

所述卷轮上同步带的出口与伸缩臂的底端之间连接有用于为同步带导向的遮挡片。

所述伸缩臂的下端安装有安装座，卷轮和传送轮均与安装座连接。

所述机械手臂包括固定主轴，固定主轴固定安装在伸缩臂的前端，固定主轴的前端设置有固定支座I，固定支座I上固定有推送杆，推送杆上套有能够沿推送杆轴向移动的推送块，推送杆的前端设置有作用块，推送块上铰接有对称设置的两个转臂，每个转臂的前端均铰接有夹手，每个夹手的中部均与作用块铰接，固定支座I上设置有驱动机构，驱动机构与推送块连接，并能够驱动推送块沿推送杆轴向移动。

所述驱动机构包括舵机，舵机设置在固定支座I上，舵机的输出轴上连接有曲柄，曲柄上铰接有连杆，连杆与推送块铰接，舵机上连接有控制开关，控制开关安装在伸缩臂的底端。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的线型同步带伸缩式机械手臂的线型同步带伸缩装置的卷轮和传送轮均设置在伸缩臂的底端，卷轮上绕设有同步带，同步带的前端与伸缩臂的前端连接，且同步带沿着伸缩臂的臂身设置，传送轮设置在卷轮上同步带的出口，用于驱动同步带伸出，并进一步驱动伸缩臂伸长，当线型同步带伸缩装置伸长时，通过驱动装置驱动传送轮转动，传送轮转动时驱动同步带从卷轮上散开并使同步带沿伸缩臂的臂身向前移动，同步带沿伸缩臂臂身移动的同时，同步带的前端推动伸缩臂的前端使伸缩臂的各节依次伸开；当线型同步带伸缩装置收缩时，驱动卷轮转动，卷轮转动过程中对同步带进行卷曲回收，在同步带回收的同时，同步带的前端拉动伸缩臂的前端使伸缩臂的各节依次收缩；通过将机械手臂设置在线型同步带伸缩装置前端，因此能够通过线型同步带伸缩装置的伸缩性是的机械手臂的位置可调，方便了机械手臂的使用，该装置结构简单，对环境要求低，使用方便，夹取效果好。

进一步的，卷轮的外部罩有机壳，机壳上开设有同步带的出口，该出口与传送轮之间设有用于调整同步带状态的调整轮，调整轮与同步带接触，调整轮能够防止同步带与机壳上的出口发生剐蹭和卡克，保证了同步带能够顺利的散开和回收。

进一步的，传送轮上设有用于限制传送轮转动的限位装置，当伸缩臂在倾斜状态使用时，能够防止伸缩臂在重力作用下自行伸长或缩短，影响使用及使用安全。

进一步的，本实用新型的同步带包括若干节相互柔性连接的同步带节，同步带节包括底板和设置在底板上的齿板，同步带上所有的齿板等间距设置，传送轮与同步带上的齿板啮合，当驱动传送轮转动时，传送轮拨动齿板向传送轮的一侧移动，齿板带动与之相连的底板一起运动，随着传送轮的转动，后面的底板推着前面的底板向伸缩臂的前端移动，同时处于同步带前端的底板推动伸缩臂的上端依次将伸缩臂的各节拉伸出来。

进一步的，卷轮上同步带的出口与伸缩臂的底端之间连接遮挡片来为同步带导向，因此能够方式同步带与伸缩臂之间发生卡壳现象，保证了本装置在伸缩过程中正常运行。

进一步的，机械手臂的固定主轴固定安装在伸缩臂的前端，固定主轴的前端设置有固定支座I，固定支座I上固定有推送杆，推送杆上套有能够沿推送杆轴向移动的推送块，推送杆的前端设置有作用块，推送块上铰接有对称设置的两个转臂，每个转臂的前端均铰接有夹手，每个夹手的中部均与作用块铰接，固定支座I上设置有驱动机构，驱动机构与推送块连接，在工作时，通过驱动机构驱动推送块沿推送杆轴向移动，将推送块向前推动时，推送块推动转臂移动，转臂再推动夹手绕着夹手与作用快的铰接轴转动，使得两个夹手实现夹紧，将推送块向后拉动时，推送块向后拉动转臂，转臂再向后拉动夹手绕着夹手与作用快的铰接轴转动，使得两个夹手实现松开。

进一步的，驱动机构包括舵机，舵机设置在固定支座I上，舵机的输出轴上连接有曲柄，曲柄上铰接有连杆，连杆与推送块铰接，舵机上连接有控制开关，控制开关安装在伸缩臂的底端，舵机、曲柄、连杆、推送块和推送杆形成曲柄滑块机构，使得推送块能够沿着推送杆实现往复运动，从而实现夹手的夹紧或松开。

【附图说明】

图1为本实用新型的线型同步带伸缩式机械手臂的第一三维模型示意图。

图2为本实用新型的线型同步带伸缩式机械手臂的主视图。

图3为本实用新型的线型同步带伸缩式机械手臂的俯视图。

图4为本实用新型的线型同步带伸缩式机械手臂的右视图。

图5为本实用新型的线型同步带伸缩式机械手臂的第二三维模型示意图

图6为图5中的A部放大示意图。

图7为本实用新型线型同步带伸缩式机械手臂的线型同步带伸缩装置的侧视图。

图8为本实用新型线型同步带伸缩式机械手臂的线型同步带伸缩装置的三维示意图。

图9为本实用新型的同步带与伸缩臂安装后的截面图。

其中，1-后座，2-后支架，3-手架，4-限位销Ⅰ，5-手柄，6-V型架，7-转杆Ⅱ，8-轴Ⅲ，9-轴承，10-伸缩臂，10-1-开口滑槽，11-外顶板，12-内顶板，13-同步带，13-1-同步带节，13-1-1-底板，13-1-2-齿板，14-传送轮，14-1-定位孔，15-限位杆，16-固定机罩，17-调整轮，18-轴Ⅱ，19-前支架，20-机壳，21-轴Ⅰ，22-转杆Ⅰ，23-卷轮，24-遮挡片，25-卡位盘，26-限位销Ⅱ，27-固定主轴，28-固定支座Ⅰ，29-舵机，30-转臂，31-转杆Ⅱ，32-夹手，33-转杆Ⅰ，34-作用块，35-推送杆，36-转杆Ⅲ，37-推送块，38-固定杆，39-螺旋线，40-控制开关，41-固定支座Ⅱ。

【具体实施方式】

下面结合附图来对本实用新型做进一步的说明。

如图1-图9所示，本实用新型的线型同步带伸缩式机械手臂，包括同步带伸缩装置和机械手臂，同步带伸缩装置包括卷轮23、传送轮14和伸缩臂10，卷轮23和传送轮14均连接有驱动装置，驱动装置为手动驱动装置或电动驱动装置，伸缩臂10的下端安装有安装座，卷轮23和传送轮14均与安装座连接，卷轮23上绕设有同步带13，同步带13的前端与伸缩臂10的前端连接，且同步带13沿着伸缩臂10的臂身设置，传送轮14设置在卷轮23上同步带13的出口，用于驱动同步带13伸出，并进一步驱动伸缩臂10伸长，机械手臂设置在伸缩臂10的前端，机械手臂包括固定主轴27，固定主轴27固定安装在伸缩臂10的前端，固定主轴27的前端设置有固定支座I 28，固定支座I 28上固定有推送杆35，推送杆35上套有能够沿推送杆轴向移动的推送块37，推送杆35的前端设置有作用块34，推送块37上铰接有对称设置的两个转臂30，每个转臂30的前端均铰接有夹手32，每个夹手32的中部均与作用块34铰接，固定支座I 28上设置有驱动机构，驱动机构包括舵机29，舵机29设置在固定支座I 28上，舵机29的输出轴上连接有曲柄，曲柄上铰接有连杆，连杆与推送块37铰接，舵机29上连接有控制开关40，控制开关40安装在伸缩臂10的底端；

卷轮23的外部罩有机壳2，机壳20上开设有同步带13的出口，该出口与传送轮14之间设有用于调整同步带13状态的调整轮17，调整轮17与同步带13接触，卷轮23上同步带13的出口与伸缩臂10的底端之间连接有用于为同步带13导向的遮挡片24；

传送轮14上还设有用于限制传送轮14转动的限位装置，传送轮14沿其周向开设有若干个定位孔14-1，传送轮14的外部罩有固定机罩16，固定机罩16上位于传送轮14的两侧具有侧壁，壁上开设有若干个通孔，限位装置包括限位杆15，限位装置通过限位杆15穿过固定机罩16侧壁上的通孔以及传送轮14上的定位孔来限制传送轮14转动。

如图1-图8所示，本实用新型的驱动装置为手动驱动装置，手动驱动装置的形式为：在卷轮23转轴的一端设置转杆I22来驱动卷轮23转动，在传送轮14转轴的一端设置转杆II7来驱动传送轮14转动。

驱动装置还可以使用电动驱动装置，电动驱动装置的形式为：在卷轮23转轴的一端和传送轮14转轴的一端连接驱动电机，通过驱动电机直接驱动卷轮23和传送轮14转动。

如图1-图9所示，同步带13包括若干节相互柔性连接的同步带节13-1，同步带节13-1包括底板13-1-1和设置在底板上的齿板13-1-2，同步带13上所有的齿板13-1-2等间距设置，传送轮14与同步带13上的齿板13-1-2啮合，伸缩臂10上沿其长度方向设有用于容纳同步带节13-1的开口滑槽10-1，齿板13-1-2的端部从开口滑槽10-1的开口处伸出。

本实用新型的安装座包括后座1、后支架2、手架3、手柄5、V型架6、前支架19和遮挡片24，参见图1、图2和图3，后座1与后支架2一端相焊接，后座1与手架3一端通过后座1自身所有的孔槽卡合；手架3形状呈“日”字型，中间处缠绕着手柄5，另一端通过螺栓组先后连接遮挡片24和伸缩臂10，手架3与伸缩臂10的底端连接；遮挡片24另一端通过螺栓组连接于机壳20，遮挡片24用于将同步带13导入伸缩臂10上的开口滑槽10-1内，防止同步带节13-1的端部与伸缩臂的底端头发生碰撞和卡壳等，使同步带13能顺滑地驱动伸缩臂10伸长；伸缩臂10的伸出端即前端的顶处焊接有外顶板11；外顶板11通过螺栓组连接有内顶板12；内顶板12焊接于同步带13的外伸端即前端；同步带13的另一端通过螺栓组固定于卷轮23上；卷轮23通过轴毂连接于轴Ⅰ21；轴Ⅰ21的外伸端开有通孔，转杆Ⅰ22穿过通孔并于末端开有通孔；限位销Ⅰ4穿过转杆Ⅰ22的通孔对转杆I22进行限位；后支架2与前支架19固定于卡位盘25；前支架19另一端为套筒结构并套于轴Ⅱ18两端；卡位盘25套装在轴I21上并通过螺栓组固定于机壳20一侧；轴Ⅱ18中部通过轴毂连接装有调整轮17，V型架6上设有用于与轴II套接的套筒，轴Ⅱ18两端处均套有V型架6；V型架6另一端卡合卡位盘25的相应卡槽处，V型架6的中间点开设有通孔，并通过该通孔套于手架3的伸出端处；轴Ⅱ18通过杆件连接固定机罩16；固定机罩16内部中间装有传送轮14；传送轮14通过轴毂连接于轴Ⅲ8，传送轮14的轮体上开有用于定位的定位孔14-1，定位孔14-1为通孔，定位孔14-1供限位杆15穿过，同时定位杆15还贯穿固定机罩16上位于传送轮14两侧的侧壁，该侧壁上开设有若干组通孔供定位杆15穿过；轴Ⅲ8中部装有传送轮14，并于其两侧安装有轴承9，轴Ⅲ8的外伸端开有通孔，转杆Ⅱ7穿过通孔，并于转杆Ⅱ7的末端开有通孔；限位销Ⅱ26穿过转杆Ⅱ7末端的通孔对转杆II7进行限位。

固定主轴27一端通过螺纹连接固定于伸缩臂10的伸出端，另一端固定于推送块37，固定支座Ⅰ27侧面焊接有固定杆38；舵机29的电源线为螺旋线，螺旋线39穿过固定杆38上开设的用于穿过螺旋线的瞳孔，然后连接于控制开关40；控制开关40通过螺栓组固定于固定支座Ⅱ41；固定动支座Ⅱ41设置于伸缩臂的底端。同步带13的啮合齿(即齿板13-1-2)在运动中与传送轮14和调整轮17上的齿相互啮合。

伸缩臂10一端通过螺栓组先后连接遮挡片24和手架3，另一端连接于外顶板11；伸缩臂10截面含有上下两个中空位，上中空位为开口滑槽10-1，下中空位为各阶伸缩臂的伸缩空间。

本实用新型的线型同步带伸缩装置的过程如下：

当线型同步带伸缩装置伸长时，驱动传送轮14转动，传送轮14驱动同步带13从卷轮23上散开并使同步带13沿伸缩臂10的臂身向前移动，同步带沿伸缩臂10臂身移动的同时推动伸缩臂10的前端使伸缩臂10的各节依次伸开；当线型同步带伸缩装置收缩时，驱动卷轮23转动，卷轮23对同步带13进行卷曲回收，在同步带13回收的同时，同步带13拉动伸缩臂10的前端使伸缩臂10的各节依次收缩。

本实用新型的装置具有以下优点：

本实用新型的装置其结构具有造价低廉，原理结构简单，对环境要求低，伸缩效果好的特点。通过同步带和伸缩臂在传送轮、调整轮和卷轮三个作用下实现装置的便携式伸缩，对于后续的相关应用有重要影响。