一种缓冲结构及大负载机械臂的制作方法

1.本实用新型涉及机械设备技术领域，更进一步的，涉及一种缓冲结构及大负载机械臂。


背景技术：

2.在物流仓储堆垛的过程中，需要使用堆垛机械臂，且为了能够保证机械臂的移动范围，通常采用多轴机械臂，从而方便实现物料的堆垛。
3.在机械臂的使用过程中，通常会涉及到重量较重的物料的转移，从而导致机械臂的负载过大，影响机械臂的使用寿命，如何能够提高机械臂的负载能力，保证机械臂的使用寿命，是亟需解决的技术问题。
4.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

5.针对上述问题，一方面，本实用新型实施例提供了一种缓冲结构,通过缓冲结构的设置，采用弹性件对机械臂进行支撑，在实现机械臂缓冲的同时保证机械臂的负载能力，延长机械臂的使用寿命；一方面，本实用新型实施例还提供了一种大负载机械臂，基于上述缓冲结构，在保证机械臂的负载能力得到提升的同时，延长机械臂的使用寿命。
6.本实用新型通过如下技术方案实现：
7.第一方面
8.本实用新型实施例提供了一种缓冲结构，包括壳体，所述壳体具有内腔，所述内腔的一端为封闭端，所述封闭端设置有用于实现所述内腔与外部空间联通的通孔；连接杆，所述连接杆的一端为限位端，所述限位端位于所述内腔中，且所述限位端设置有限位片，所述连接杆的另一端为连接端，所述连接端用于与机械臂连接；弹性件，所述弹性件套设在所述连接杆上，且所述弹性件的一端与所述封闭端相抵触，所述弹性件的另一端与所述限位片相抵触；其中，所述限位片的直径大于所述通孔的直径。
9.在本方案中，所述缓冲结构包括壳体以及一端位于所述壳体内腔中、另一端位于壳体内腔外的连接杆，其中，所述连接杆位于所述内腔中的一端设置有限位片，所述内腔靠近所述连接杆的连接端的端部为封闭端，所述封闭端设置有具有通孔的封闭片，所述缓冲结构还包括弹性件，所述弹性件设置在所述封闭片以及限位片之间，且所述连接杆的连接端与机械臂连接，当机械臂转动时，所述连接端相对于所述封闭片的长度会发生变化，从而带动所述限位片在所述内腔中移动，且由于在所述限位片以及所述封闭片之间设置有弹性件，当机械臂旋转角度过大时，所述弹性件提供一个拉力或者是弹力保证所述机械臂的相对位置，使得所述机械臂的整体负载能力增加，保证了使用寿命。
10.进一步的，所述弹性件为双弹簧结构，包括第一弹簧以及第二弹簧，所述第一弹簧以及所述第二弹簧均套设在所述连接杆上。
11.进一步的，所述第一弹簧的直径大于所述第二弹簧的直径。
12.第二方面
13.本实用新型实施例还提供了一种大负载机械臂，包括机械臂本体以及上述的一种缓冲结构，所述机械臂本体包括底座结构、第一机械臂以及第二机械臂；所述底座结构还设置有第二旋转电机，所述第二旋转电机的动力输出轴与所述第一机械臂的一端连接，用于驱动所述第一机械臂的转动；所述第一机械臂的另一端设置有第三旋转电机，所述第三旋转电机的动力输出轴与所述第二机械臂的一端连接，用于驱动所述第二机械臂的转动，所述第二机械臂的另一端用于实现物料的抓取；其中，所述连接端与所述第一机械臂铰接。
14.进一步的，所述底座结构设置有用于安装所述缓冲结构的安装座，所述安装座与所述壳体连接；其中，所述安装座设置有转动环，所述壳体套设在所述转动环中，且所述转动环与所述安装座铰接。
15.进一步的，还包括安装台面，所述底座结构安装在所述安装台面上，且所述底座结构还设置有第一旋转电机，所述第一旋转电机用于驱动底座结构转动；其中，所述安装台面通过由多块钢板围成的柱状结构支撑。
16.进一步的，所述安装台面还设置有用于限制所述底座结构转动范围的限位结构；所述限位结构包括定位孔以及定位块，所述定位块具有与所述定位孔嵌套配合的连接柱，所述定位孔与所述定位块通过所述连接柱实现可拆卸连接。
17.进一步的，所述定位孔为多个，多个所述定位孔位于同一圆周线上，且间隔设置，所述圆周线位于所述安装台面的轴线上；所述连接柱与不同的所述定位孔相互配合，实现所述定位块在所述安装台面上的相对位置变化。
18.进一步的，所述机械臂本体还包括缓冲连接板，所述缓冲连接板具有第一连接端、第二连接端以及第三连接端，其中，所述第一连接端通过第一拉杆实现与所述底座结构的连接，所述第二连接端通过第二拉杆实现与所述第二机械臂的一端连接，所述第三连接端设置于所述第二机械臂的另一端，且所述第三连接端与所述第二机械臂的连接位置位于所述第二机械臂与所述第一机械臂的连接位置。
19.进一步的，所述机械臂本体还包括用于控制所述机械臂本体运动的控制模块，所述第一拉杆包括第一连接杆、第二连接杆，所述第一连接杆的一端与所述第一连接端连接，所述第一连接杆的另一端设置有活塞套；所述第二连接杆的一端与所述活塞套相互配合，所述第二连接杆的另一端与所述底座结构连接；其中，所述活塞套与所述第二连接杆的端部滑动配合，所述活塞套内部设置有反馈结构，所述反馈结构与所述控制模块信号连接，当所述第二连接杆在所述活塞套中运动，触发所述反馈结构时，所述反馈结构向所述控制模块发送信号，实现所述机械臂本体的停止。
20.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
21.本实用新型实施例涉及一种缓冲结构，所述缓冲结构包括壳体以及一端位于所述壳体内腔中、另一端位于壳体内腔外的连接杆，其中，所述连接杆位于所述内腔中的一端设置有限位片，所述内腔靠近所述连接杆的连接端的端部为封闭端，所述封闭端设置有具有通孔的封闭片，所述缓冲结构还包括弹性件，所述弹性件设置在所述封闭片以及限位片之间，且所述连接杆的连接端与机械臂连接，当机械臂转动时，所述连接端相对于所述封闭片的长度会发生变化，从而带动所述限位片在所述内腔中移动，且由于在所述限位片以及所述封闭片之间设置有弹性件，当机械臂旋转角度过大时，所述弹性件提供一个拉力或者是
弹力保证所述机械臂的相对位置，使得所述机械臂的整体负载能力增加，保证了使用寿命；
22.本实用新型实施例还提供了一种大负载机械臂，基于上述缓冲结构，在保证机械臂的负载能力得到提升的同时，延长机械臂的使用寿命。
附图说明
23.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
24.图1为本实用新型实施例提供的缓冲结构的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例提供的大负载机械臂的结构示意图；
26.图3为图2中a区域的局部放大图；
27.图4为图2中b区域的局部放大图；
28.图5为图2中c区域的局部放大图。
29.图中的附图标记依次为：
30.100-壳体、110-内腔、111-通孔、112-橡胶垫、200-连接杆、210-限位片、300-弹性件、 310-第一弹簧、320-第二弹簧、410-底座结构、411-第二旋转电机、412-安装座、412a-转动环、 413-第一旋转电机、420-第一机械臂、421-第三旋转电机、430-第二机械臂、440-缓冲连接板、 441-第一拉杆、441a-第一连接杆、441b-第二连接杆、442-第二拉杆、500-安装台面、510-定位孔、520-定位块、610-水平座、620-第四旋转电机、630-减速机、640-固定盘。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
32.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
33.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范
围的限制。
35.实施例
36.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种缓冲结构，包括壳体100，所述壳体100具有内腔110，所述内腔110的一端为封闭端，所述封闭端设置有用于实现所述内腔110与外部空间联通的通孔111；连接杆200，所述连接杆200的一端为限位端，所述限位端位于所述内腔110中，且所述限位端设置有限位片210，所述连接杆200的另一端为连接端，所述连接端用于与机械臂连接；弹性件300，所述弹性件300套设在所述连接杆200上，且所述弹性件300的一端与所述封闭端相抵触，所述弹性件300的另一端与所述限位片210相抵触；其中，所述限位片210的直径大于所述通孔111的直径。
37.其中，所述限位片210的直径大于所述通孔111的直径，具体的，通过针对于所述限位片210的与所述通孔111的直径设置，能够保证所述限位片210始终位于所述内腔110中，从而保证整体结构的稳定性。
38.具体的，为了避免所述限位片210由所述内腔110的另一端伸出，所述内腔110的另一端也应当为封闭端。
39.如图4其中，为了减缓所述限位片210对封闭端的冲击，可在封闭端设置橡胶垫112。
40.在本方案中，所述缓冲结构包括壳体100以及一端位于所述壳体100内腔110中、另一端位于壳体100内腔110外的连接杆200，其中，所述连接杆200位于所述内腔110中的一端设置有限位片210，所述内腔110靠近所述连接杆200的连接端的端部为封闭端，所述封闭端设置有具有通孔111的封闭片，所述缓冲结构还包括弹性件300，所述弹性件300设置在所述封闭片以及限位片210之间，且所述连接杆200的连接端与机械臂连接，当机械臂转动时，所述连接端相对于所述封闭片的长度会发生变化，从而带动所述限位片210在所述内腔110中移动，且由于在所述限位片210以及所述封闭片之间设置有弹性件300，当机械臂旋转角度过大时，所述弹性件300提供一个拉力或者是弹力保证所述机械臂的相对位置，使得所述机械臂的整体负载能力增加，保证了使用寿命。
41.如图4所示，在一些实施例中，所述弹性件300为双弹簧结构，包括第一弹簧310以及第二弹簧320，所述第一弹簧310以及所述第二弹簧320均套设在所述连接杆200上，其中，采用双弹簧的结构设计，能够有效的保证弹簧的拉力与弹力，从而提供更好的缓冲效果。
42.进一步的，提供一种更加方便弹簧与所述连接杆200套设的安装方案，所述第一弹簧的直径大于所述第二弹簧的直径。
43.如图2-3所示，本实用新型实施例还提供了一种大负载机械臂，包括机械臂本体以及上述的一种缓冲结构，所述机械臂本体包括底座结构410、第一机械臂420以及第二机械臂430；所述底座结构410还设置有第二旋转电机411，所述第二旋转电机411的动力输出轴与所述第一机械臂的一端连接，用于驱动所述第一机械臂420的转动；所述第一机械臂420的另一端设置有第三旋转电机，所述第三旋转电机的动力输出轴与所述第二机械臂430的一端连接，用于驱动所述第二机械臂430的转动，所述第二机械臂430的另一端用于实现物料的抓取；其中，所述连接端与所述第一机械臂420铰接。
44.如图5所示，其中，所述第二机械臂430的另一端用于实现物料的抓取，具体的，在该端设置有抓头结构，所述抓头结构包括水平座610、第四旋转电机620、第二减速机630以
及固定盘640，所述水平座610的一端与所述第二机械臂430铰接，所述水平座610的另一端用于安装所述第四旋转电机620、第二减速机630以及固定盘640，其中，所述第四旋转电机 620的动力输出轴轴与所述第二减速机630连接，所述第二减速机630的动力输出轴与所述固定盘640连接，所述固定盘640用于实现物料的抓取。
45.其中，所述连接端与所述第一机械臂420铰接，在所述第一机械臂420转动时，由于所述连接端与所述第一机械臂420铰接，能够有效的避免第一机械臂420的转动对所述缓冲结构缓冲效果的影响。
46.在一些实施例中，所述底座结构410设置有用于安装所述缓冲结构的安装座412，所述安装座412与所述壳体100连接；其中，所述安装座412设置有转动环412a，所述壳体100 套设在所述转动环412a中，且所述转动环412a与所述安装座412铰接。
47.具体的，作为本领域技术人员应当知晓的是，所述连接杆200与所述第一机械臂420连接，为了保证所述弹性件300的缓冲效果，所述壳体100应当保持固定，从而能够实现所述弹性件300的压缩或拉伸，在本方案中，通过转动环412a的结构设计，一方面能够在一定程度上保证所述缓冲结构相对于所述底座结构410的相对位置固定，另一方面，能够通过实现所述壳体100的转动，避免所述第一机械臂420的转动对所述缓冲结构的缓冲效果造成影响。
48.在一些实施例中，还包括安装台面500，所述底座结构410安装在所述安装台面500上，且所述底座结构410还设置有第一旋转电机，所述第一旋转电机用于驱动底座结构410转动；其中，所述安装台面500通过由多块钢板围成的柱状结构支撑。
49.具体的，所述钢板采用后钢板结构，从而提高整个安装台面500的支撑强度。
50.在一些实施例中，所述安装台面500还设置有用于限制所述底座结构410转动范围的限位结构；所述限位结构包括定位孔510以及定位块520，所述定位块520具有与所述定位孔 510嵌套配合的连接柱，所述定位孔510与所述定位块520通过所述连接柱实现可拆卸连接。
51.其中，需要说明的是，在本方案中，在所述机械臂转动过程中，所述底座结构410能够随着所述机械臂的转动同时转动，在所述安装台面500上设置有限位结构，所述限位结构与所述机械臂的底座相互配合，即在对应的旋转路径上设置有阻拦，从而实现所述机械臂旋转范围的限定，通过所述台面结构的设计，能够实现机械臂的旋转范围限定，从而实现物料的转移效率的提升。
52.其中，所述连接柱与所述定位孔510嵌套配合，具体的，所述连接柱的直径与所述定位孔510的直径相适配，从而能够通过两者的连接关系的建立，且采用嵌套配合的方式，能够快速的实现所述定位块520的拆卸，方便所述定位块520的位置调节。
53.在一些实施例中，所述定位孔510为多个，多个所述定位孔510位于同一圆周线上，且间隔设置，所述圆周线位于所述安装台面的轴线上；所述连接柱与不同的所述定位孔510相互配合，实现所述定位块520在所述安装台面500上的相对位置变化。
54.其中，通过设置多个定位孔510，从而能够实现所述定位块520在所述安装台面500上的相对位置调整。
55.其中，为了实现进一步限制旋转范围，所述定位块520可为多个，通过不同的位置的设置，从而进一步实现旋转范围的限制。
56.进一步的，所述连接柱为两个，两个所述连接柱与相邻的两个定位孔510相互配合；通过采用两个连接柱与两个定位孔510相互配合，能够保证所述定位块520在所述安装台面500 上的相对位置固定，避免采用单一的定位柱实现所述定位块520与所述定位孔510连接时，所述定位块520的转动对机械臂的转动范围造成的影响。
57.在一些实施例中，为了避免所述定位块520的转动对机械臂的转动范围造成的影响，所述连接柱还可以采用棱柱结构，具体的，包括但不限于三棱柱、四棱柱等。
58.在一些实施例中，所述机械臂本体还包括缓冲连接板440，所述缓冲连接板440具有第一连接端、第二连接端以及第三连接端，其中，所述第一连接端通过第一拉杆441实现与所述底座结构410的连接，所述第二连接端通过第二拉杆442实现与所述第二机械臂430的一端连接，所述第三连接端设置于所述第二机械臂430的另一端，且所述第三连接端与所述第二机械臂430的连接位置位于所述第二机械臂430与所述第一机械臂420的连接位置。
59.其中，通过所述第一拉杆441以及所述第二拉杆442的结构设计，在所述第一机械臂420 以及第二机械臂430的转动过程中，增加了作用力的缓冲，增加了机械性能和寿命。
60.其中，所述第三连接端设置于所述第二机械臂430的另一端，且所述第三连接端与所述第二机械臂430的连接位置位于所述第二机械臂430与所述第一机械臂420的连接位置；具体的，所述第三连接端可直接与所述第二机械臂430连接，也可直接与所述第一机械臂420 连接，需要说明的是，在本方案中，通过所述缓冲连接板440的设置，能够保证所述水平座 610保持水平位置，从而保证所述固定盘640能够有效的与待转移物料相互配合，实现物料的转移；具体的，作为本领域技术人员应当知晓的是，所述缓冲连接板440通过所述第一拉杆441以及所述第二拉杆442分别实现与所述水平座610以及底座结构410连接；且为了保证所述水平座610处于水平位置，所述第三连接端应当与对应的连接位置可转动连接。
61.如图5所示，其中，在一些实施例中，所述第二拉杆442的一端与缓冲连接板440连接，另一端通过所述水平座610与所述第二机械臂430，具体的，所述第二拉杆442的另一端与所述水平座610连接。
62.在一些实施例中，所述机械臂本体还包括用于控制所述机械臂本体运动的控制模块，所述第一拉杆包括第一连接杆441a、第二连接杆441b，所述第一连接杆441a的一端与所述第一连接端连接，所述第一连接杆441a的另一端设置有活塞套；所述第二连接杆441b的一端与所述活塞套相互配合，所述第二连接杆441b的另一端与所述底座结构410连接；其中，所述活塞套与所述第二连接杆441b的端部滑动配合，所述活塞套内部设置有反馈结构，所述反馈结构与所述控制模块信号连接，当所述第二连接杆441b在所述活塞套中运动，触发所述反馈结构时，所述反馈结构向所述控制模块发送信号，实现所述机械臂本体的停止。
63.其中，所述控制模块用于控制所述机械臂本体运动，具体的，所述控制模块能够实现所述机械臂结构的停机。
64.具体的，通过所述反馈结构与所述控制模块的结构设计，能够进一步保证所述机械臂结构的安全性，当所述第一机械臂420旋转角度过大时，能够触发所述控制模块，实现所述机械臂结构的紧急制动。
65.需要说明的，针对于所述反馈结构而言，其主要目的在于产生一个触发信号，从而触发所述控制模块实现所述机械臂结构的紧急制动，具体的，所述反馈结构包括但不限于传感器、触发开关等。
66.在一些实施例中，所述缓冲连接板440为t型结构，所述第一连接端以及所述第二连接端分别位于所述t型结构横杆的两端，所述第三连接端位于所述t型结构竖杆的端部。
67.以上为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更与修改，因此本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变形均属于本实用新型的保护范围。