一种用于零件加工的升降式机械臂机构的制作方法

本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种用于零件加工的升降式机械臂机构。

背景技术：

为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其是对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更加需要采用机械臂操作，圆柱坐标机器臂的空间运动，是用一个回转运动及两个直线运动来实现的，由于其结构简单并具有相当好的精度，在机械加工领域常被应用于专用型的机械臂。

请参阅图1，手臂的回转与升降通常是通过立柱的运动来实现的，立柱的旋转实现机械臂的回转，立柱的升降实现机械臂的升降，而立杆的升降是通过液压杆实现的，由于机械臂的承重位于机械壁的一侧，同时重物对立柱的力矩较大，是的液压杆的活塞远离机械臂的一侧与液压缸之间的作用力更大，使活塞磨损不均匀，降低液压设备的使用寿命，提高液压成本的维修频率和维修成本。

其次，机械臂提升的重物越重，活塞的磨损速度越快，同时由于两侧的受力不同，重物越重，两侧的磨损差异越大，很难预估活塞的使用寿命，而在活塞磨损较大时密封效果降低，难以保证机械臂的正常输出功率，致使机械臂工作异常甚至发生重物掉落的事故。

还有，当活塞轻微磨损的时候往往不能及时发现，此时会有轻微的液压油泄露，进一步增加量输出功率的不稳定和补充液压油带来的使用成本，同时此时机械臂可能还会存在轻微的晃动，若机械臂用于夹紧和固定，会使加工出零件公差变大。

技术实现要素：

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种用于零件加工的升降式机械臂机构，具备可靠和稳定的优点，有效解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于零件加工的升降式机械臂机构，包括底座和大臂，所述底座和大臂之间装配有液压缸，所述液压缸套接有液压杆，所述液压缸和液压杆之间装配有固定套，所述液压杆的下端平行设置有承重固定环和驱动固定环，所述承重固定环和驱动固定环的下端分别装配有承重活塞和驱动活塞。

优选的，所述固定套与液压缸固定套接，所述固定套和液压杆活动套接，所述液压杆与固定套镜面连接。

优选的，所述大臂和固定套相向的一面均设有与连接头适配的安装孔，所述大臂和固定套均与连接头活动连接，所述连接头的一侧固定连接有调整套管，两个所述调整套管的之间活动连接有加固杆。

优选的，所述驱动固定环还可以通过连杆与液压杆连接，所述液压杆的下端通过万向节与连杆活动连接。

优选的，所述底座和液压缸之间还可以铰接，所述底座和液压缸通过螺栓固定。

本发明具备以下有益效果：

1、该用于零件加工的升降式机械臂机构，通过承重活塞承担液压杆受到的横向力，从而降低了驱动活塞与液压缸内壁的摩擦力，提高了驱动活塞的使用寿命，一方面，承重活塞对密封性的要求不高，可以在已经有较大磨损的情况下继续使用，降低了机械臂的维修频率和维修成本，另一方面，承重活塞可以使用更换下来的驱动活塞进一步降低维修成本。

2、该用于零件加工的升降式机械臂机构，由于承重活塞的作用，驱动活塞的受力更加均匀，驱动活塞与液压缸的摩擦力只与驱动活塞和液压缸的摩擦系数有关，其磨损情况相对稳定，使用寿命更加容易预估，可以制定更加合适的保养方案，确保机械臂的输出保持稳定，抱着机械臂的正常工作。

3、该用于零件加工的升降式机械臂机构，由于机械臂的性能相对稳定，制定的保养计划更加科学，可以及时更换好即将失去作用的驱动活塞，保证机械臂运行的平稳，从而保证用该机械臂生产的零件质量更好。

附图说明

图1为本发明的现有结构示意图；

图2为本发明的示意图；

图3为本发明中的局部示意图；

图4为本发明中承重活塞的示意图；

图5为本发明中承重固定环和驱动固定环的示意图；

图6为本发明加装加固杆后的示意图；

图7为本发明中加固杆的示意图；

图8为本发明中驱动固定环的另一种实施方式示意图；

图9为本发明中底座和液压缸的另一种连接方式示意图。

图中：1、底座；2、大臂；3、液压缸；4、液压杆；5、固定套；6、承重活塞；7、承重固定环；8、驱动活塞；9、驱动固定环；10、连杆；11、加固杆；12、调整套管；13、连接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2-7，一种用于零件加工的升降式机械臂机构，包括底座1和大臂2，底座1包括有承重座和转向气缸，底座1和大臂2之间装配有液压缸3，液压缸3和底座1固定连接，液压缸3的下端设有液压液进出孔，液压缸3套接有液压杆4，液压杆4和大臂2固定连接，液压缸3和液压杆4之间装配有固定套5，固定套5和液压杆4贴合且活动连接，减少液压杆4的活动空间，初步降低承重活塞6和驱动活塞8所受到的作用力，液压杆4的下端平行设置有承重固定环7和驱动固定环9，承重固定环7和驱动固定环9的下端分别装配有承重活塞6和驱动活塞8，承重活塞6进一步承受径向作用力，减轻驱动活塞8的摩擦，减缓驱动活塞8的磨损。

其中，固定套5与液压缸3固定套接，固定套5和液压杆4活动套接，液压杆4与固定套5镜面连接，同时液压杆4和底座1之间用支撑杆或套管连接，减少液压缸3受到的力的同时，保证液压杆4的正常移动，同时限制液压杆4的移动，承受液压杆4部分的径向力，减少承重活塞6和驱动活塞8受到的径向力。

其中，承重活塞6的中部设有与液压杆4适配的通孔，承重活塞6和液压缸3螺栓连接，承重活塞6的一侧设有标识，承重活塞6和驱动活塞8的型号一致，磨损较为严重的驱动活塞8更换后，更换下来的驱动活塞8可用于更换磨损更为严重的承重活塞6，从而减少活塞的购买成本，进而降低机械臂的使用成本。

其中，承重固定环7和驱动固定环9均为焊接在液压杆4外侧壁的圆盘，更好的与承重活塞6和驱动活塞8适配，使承重活塞6和驱动活塞8受力均匀，且承重固定环7位于驱动固定环9的上方，承重固定环7的下表面装配承重活塞6，承重活塞6可以承受液压杆4收的的径向作用力，起到保护驱动活塞8减缓驱动活塞8磨损的作用。

其中，大臂2和固定套5相向的一面均设有与连接头13适配的安装孔，大臂2和固定套5均与连接头13活动连接，连接头13的一侧固定连接有调整套管12，两个调整套管12的之间活动连接有加固杆11，加固杆11和调整套管12的拧紧方向与连接头13与大臂2或固定套5的安装孔拧紧方向相反，在需要长时间提举重物的时候，可以将两个调整套管12安装在加固杆11的两侧并拧至最短状态，将连接头13对准大臂2或固定套5的安装孔，拧动调整套管12，使连接头13抵入大臂2或固定套5安装孔中，直至连接头13被拧紧，对大臂2进行临时支撑，减轻液压杆4的负担，特别减轻液压杆4的径向受力，提高液压杆4、承重活塞6和驱动活塞8的使用寿命。

驱动固定环9的另一种实施方式，请参阅图,8，驱动固定环9还可以通过连杆10与液压杆4连接，液压杆4的下端通过万向节与连杆10活动连接，连杆10和液压杆4的万向节通过螺栓固定，由于液压杆4的万向节的作用，液压杆4的轴向作用力不会传递到驱动固定环9下表面安装的驱动活塞8上，从而进一步减缓驱动活塞8的磨损。

底座1和液压缸3的另一种连接方式，请参阅图9，底座1和液压缸3之间还可以铰接，底座1和液压缸3通过螺栓固定，在更换内部零件或维修的时候，可以先拆除底座1和液压缸3之间的螺栓，再将液压缸3放水平，便于工作人员的检修。

该用于零件加工的升降式机械臂机构的工作原理：

根据不同的需求在大臂2的一侧装配适当的用具，启动时，底座1的上旋转气缸旋转使该该用于零件加工的升降式机械臂机构做回转运动，通过液压缸3和液压杆4的伸缩做提升运动，在大臂2一侧的夹紧机构抓取重物后提升的时候，重物的重力通过大臂2传递到液压杆4上，使液压杆4受到轴向的作用力和径向作用力，固定套5承受部分液压杆4受到的径向作用力和轴向作用力，减轻液压缸3和液压杆4的负担，轴向作用力最终由液压杆4传递到驱动活塞8并最终通过液压液传输到底座1上，径向作用力大部分作用在承重固定环7下表面装配的承重活塞6上，并通过承重活塞6和液压缸3之间的摩擦力传递到液压缸3上变为轴向作用力，驱动活塞8只承担少部分的径向作用力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。