一种机器人手臂重力平衡装置的制作方法

本发明涉及工业生产技术领域，具体为一种机器人手臂重力平衡装置。

背景技术：

机器人手臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配,安全防爆等领域得到广泛应用。机器人手臂是一个复杂系统,存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务,需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。

现如今越来越多的工厂都使用到了机器人手臂进行加工生产，对于物料的搬运或者抬升，相比于人工操作，机器人手臂的确省去了不少人力，但是由于目前现有的机器人手壁的驱动都是靠液压杆或者电机完成，对于一些较重的物料搬运，往往由于重力过大会直接对驱动电机或者液压杆造成一定的损坏，使得产品的使用寿命大大缩短，并且常规机器人手臂臂长较为固定，则直接限定了物料搬运起始点的位置，待搬运的物料必须处于某一特定的位置方可使用机器人手臂进行搬运或者抬升，产品本身不具备臂长可调节的功能，这时就需要一种机器人手臂重力平衡装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种机器人手臂重力平衡装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人手臂重力平衡装置，包括基座，所述基座顶面设置有支撑台，所述支撑台顶面通过第一活动套固定活动连接有壁梁，所述壁梁底部且位于支撑台一侧固定连接有液压杆，所述液压杆底部通过第二活动套与基座顶面相连，所述壁梁两侧设置有平衡机构和伸缩机构。

在进一步地实施例中，所述平衡机构包括配重槽，所述配重槽内部滑动连接有配重箱，所述配重箱底部螺纹连接有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆端头通过轴承与配重槽内侧面相连，所述第一螺纹杆另一端贯穿并延伸出壁梁一侧与第一电机输出端相连，所述配重箱内侧面设置有多对卡板，所述每对卡板之间设置有配重石。

在进一步地实施例中，所述伸缩机构包括固定板，所述固定板侧面固定连接有第二电机，所述壁梁上表面且远离平衡机构一侧开设有输出槽，所述第二电机输出端固定连接有第一转盘，所述第一转盘表面固定连接有皮带，所述壁梁一端内部活动连接有第一伸缩臂，所述第一伸缩臂两侧内壁均设置有传动齿轮，且所述传动齿轮贯穿于第一伸缩臂侧面，所述第一伸缩臂内部活动连接有第二伸缩臂，且所述第二伸缩臂两外侧和壁梁两内侧均设置有与传动齿轮相适配的齿轨，所述第一伸缩臂底部固定连接有螺纹套，所述螺纹套内部螺纹连接有第二螺纹杆，且所述第二螺纹杆贯穿于第一伸缩臂底部，所述第二螺纹杆底部通过轴承与输出槽内侧面相连，所述第二螺纹杆表面套有第二转盘，所述第二转盘表面与皮带相连。

在进一步地实施例中，所述壁梁侧面且靠近第一电机一端开设有限位槽，所述配重箱侧面且位于限位槽内部设置有多个固定块，所述固定块内部开设有固定槽，所述固定槽内侧面固定安装有弹簧，所述弹簧内部活动连接有固定棒，所述固定棒贯穿于固定块，所述配重箱和配重石侧面均开设有与固定棒相适配的通孔。

在进一步地实施例中，所述限位槽上方设置有刻度尺。

在进一步地实施例中，底座顶面设置有多个螺纹孔，所述螺纹孔贯穿于基座。

在进一步地实施例中，所述第二伸缩臂端头设置有挂钩，且所述挂钩表面设置有防护垫。

在进一步地实施例中，所述固定棒且位于固定块外侧表面设置有防护垫，且表面呈凹凸不平状。

在进一步的实施例中，所述第一伸缩臂和第二伸缩臂顶面均开设有保养槽，且所述保养槽贯穿于第一伸缩臂和第二伸缩臂顶面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1：通过选择添加或者减少配重石的方式来使壁梁两端的重力数值接近，启动液压杆，通过液压杆的升降使壁梁一端翘起，从而对物料进行抬升，并且通过启动第一电机，通过第一电机旋转使配重箱进行左右移动，依据杠杆原理，使壁梁且靠近平衡机构一侧的重力可以随意变动，以此来减轻液压杆的工作强度；

2：通过启动第二电机，通过第二电机驱动第二螺纹杆转动，使第一伸缩臂和第二伸缩臂通过传动齿轮的转动而移动，由此来实现第一伸缩臂和第二伸缩臂长度调节的功能。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明壁梁局部剖视图；

图3为本发明图1中a的放大图；

图4为本发明配重槽剖视图；

图5为本发明固定块剖视图；

图6为本发明壁梁局部。

图中：1、基座；2、平衡机构；201、配重槽；202、配重箱；203、配重石；204、卡板；205、第一电机；206、第一螺纹杆；3、螺纹孔；4、支撑台；5、第一活动套；6、伸缩机构；601、固定板；602、第二电机；603、第一转盘；604、皮带；605、输出槽；606、传动齿轮；607、齿轨；608、螺纹套；609、第二螺纹杆；610、第二转盘；611、第一伸缩臂；612、第二伸缩臂；7、第二活动套；8、液压杆；9、挂钩；10、壁梁；11、限位槽；12、固定块；13、固定棒；14、弹簧；15、固定槽；16、保养槽；17、刻度尺。

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1-5，本发明提供一种技术方案：一种机器人手臂重力平衡装置，包括基座1，所述基座1顶面设置有支撑台4，所述支撑台4顶面通过第一活动套5固定活动连接有壁梁10，所述壁梁10底部且位于支撑台4一侧固定连接有液压杆8，所述液压杆8底部通过第二活动套7与基座1顶面相连，所述壁梁10两侧设置有平衡机构2和伸缩机构6。

在其中的一个实施例中，所述平衡机构2包括配重槽201，所述配重槽201内部滑动连接有配重箱202，所述配重箱202底部螺纹连接有第一螺纹杆206，所述第一螺纹杆206端头通过轴承与配重槽201内侧面相连，所述第一螺纹杆206另一端贯穿并延伸出壁梁10一侧与第一电机205输出端相连，所述配重箱202内侧面设置有多对卡板204，所述每对卡板204之间设置有配重石203。

在其中的一个实施例中，所述伸缩机构6包括固定板601，所述固定板601侧面固定连接有第二电机602，所述壁梁10上表面且远离平衡机构2一侧开设有输出槽605，所述第二电机602输出端固定连接有第一转盘603，所述第一转盘603表面固定连接有皮带604，所述壁梁10一端内部活动连接有第一伸缩臂611，所述第一伸缩臂611两侧内壁均设置有传动齿轮606，且所述传动齿轮606贯穿于第一伸缩臂611侧面，所述第一伸缩臂611内部活动连接有第二伸缩臂612，且所述第二伸缩臂612两外侧和壁梁10两内侧均设置有与传动齿轮606相适配的齿轨607，第一伸缩臂611底部固定连接有螺纹套608，所述螺纹套608内部螺纹连接有第二螺纹杆609，且所述第二螺纹杆609贯穿于第一伸缩臂611底部，所述第二螺纹杆609底部通过轴承与输出槽605内侧面相连，所述第二螺纹杆609表面套有第二转盘610，所述第二转盘610表面与皮带604相连。

在其中的一个实施例中，所述壁梁10侧面且靠近第一电机205一端开设有限位槽11，所述配重箱202侧面且位于限位槽11内部设置有多个固定块12，所述固定块12内部开设有固定槽15，所述固定槽15内侧面固定安装有弹簧14，所述弹簧14内部活动连接有固定棒13，所述固定棒13贯穿于固定块12，所述配重箱202和配重石203侧面均开设有与固定棒13相适配的通孔。

通过采用上述案例，可以通过固定棒13插入至配重石203内部，并由弹簧14固定住固定棒13的位置，从而将配重石203固定在配重箱202内部，使装置的稳定性得到增强。

在其中的一个实施例中，所述限位槽11上方设置有刻度尺17。

通过采用上述案例，可以通过观察配重箱202侧面与刻度尺17上刻度线的重合情况来计算出壁梁10且靠近平衡机构2一侧的重力数值。

在其中的一个实施例中，基座1顶面设置有多个螺纹孔3，所述螺纹孔3贯穿于基座1。

通过采用上述案例，可以将螺纹棒通过螺纹孔3穿入并固定在某一操作面上，对装置整体进行固定。

在其中的一个实施例中，所述第二伸缩臂612端头设置有挂钩9，且所述挂钩9表面设置有防护垫。

通过采用上述案例，可以通过挂钩9将牵引设备或者夹持设备安装在该装置上，使产品的实用性得到增强。

在其中的一个实施例中，所述固定棒13且位于固定块12外侧表面设置有防护垫，且表面呈凹凸不平状。

通过采用上述案例，可以使操作者更轻松的抽拉固定棒13，避免其表面过于光滑而脱手。

在其中的一个实施例中，所述第一伸缩臂611和第二伸缩臂612顶面均开设有保养槽16，且所述保养槽16贯穿于第一伸缩臂611和第二伸缩臂612顶面。

通过采用上述案例，可以通过保养槽16向传动齿轮606和齿轨607上添注机油，使其工作起来更为顺畅，起到一个装置养护的作用。

工作原理：使用前，用螺纹棒通过螺纹孔3穿入并固定在某一操作平面上，从而将装置固定起来，根据不同重量物料的搬运情况，相应的添加或者减少配重石203的数量，通过手动拉动固定棒13，将固定棒13一端从配重箱202内抽出，再将配重石203通过卡板204放置于配重箱202内部，松开固定棒13，通过弹簧14的推动力使得固定棒13端头通过配重箱202钻入到配重石203侧面预留的通孔内，从而将配重石203固定在配重箱202内部，随后通过安装在挂钩9上的牵引装置将物料固定住。

启动液压杆8，通过液压杆8的升降使壁梁10一端翘起，从而将物料进行抬升，在液压杆8工作时，同时可以启动第一电机205，通过第一电机205旋转带动第一螺纹杆206转动，由于第一螺纹杆206表面螺纹连接有配重箱202，所以配重箱202会沿着第一螺纹杆206表面进行移动，依据杠杆原理使得壁梁10两端重力数值接近，从而减小液压杆8的工作强度，避免液压杆8过载而损坏。并且通过启动第二电机602，通过第二电机602旋转带动第一转盘603旋转，由于第一转盘603和第二转盘610通过皮带604相连，因此第二转盘610会带动第二螺纹杆609转动，从而使得第一伸缩臂611向外移动，当第一伸缩臂611发生位移后，会通过齿轨607带动传动齿轮606转动，并且第二伸缩臂612会通过传动齿轮606随之移动，由此实现第一伸缩臂611和第二伸缩臂612长度调节的功能。

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。