一种伸缩式机械臂的制作方法

1.本实用新型涉及机械臂技术领域，具体是一种伸缩式机械臂。


背景技术：

2.随着科学技术的不断发展，智能化作业逐步取代人工作业，例如在农业生产时，可以通过机械臂进行输送农药、种子等物料从而提高生产效率。目前的机械臂一般设有一个固定臂和一个伸缩臂，通过驱动装置带动伸缩臂相对于固定臂运动从而实现伸缩，在伸缩运动过程中由于伸缩臂与固定臂之间存在滑动摩擦，往往需要采用复杂且驱动力较大的驱动装置来带动伸缩臂运动，其能耗大，使用成本高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种伸缩式机械臂，解决现有技术中由于伸缩臂和固定臂之间存在互动摩擦导致需要采用驱动较大的驱动装置从而造成的能耗大、使用成本高的问题。
4.为解决上述问题，本实用新型提供技术方案如下：
5.一种伸缩式机械臂，包括：
6.支座；
7.固定臂，设于所述支座上；
8.伸缩臂，与所述固定臂套接；
9.伸缩驱动装置，与所述伸缩臂连接，用于带动所述伸缩臂相对于所述固定臂伸缩运动；所述伸缩驱动装置包括联动杆和驱动机构，所述驱动机构设于所述支座内，所述联动杆倾斜设于所述伸缩臂与所述支座之间，且所述联动杆一端与所述伸缩臂铰接，另一端与所述驱动机构铰接，所述驱动机构用于带动所述联动杆运动以改变所述联动杆的倾斜角度从而带动所述伸缩臂相对于所述固定臂伸缩运动；
10.滚动支撑装置，设于所述固定臂和伸缩臂之间，并在所述伸缩臂相对所述固定臂伸缩运动时，同时与所述伸缩臂和固定臂滚动接触；所述滚动支撑装置包括滚球以及用于定位安装所述滚球的保持架，所述保持架与所述伸缩臂套接。
11.如上所述的伸缩式机械臂，所述保持架上设有若干个沿所述伸缩臂的周向间隔排布的安装单元，所述安装单元上设有若干个供所述滚球定位安装的滚球定位孔。
12.如上所述的伸缩式机械臂，若干个所述滚球定位孔沿所述伸缩臂的伸缩方向间隔排布。
13.如上所述的伸缩式机械臂，所述安装单元上设有用于与所述伸缩臂固定连接的锁紧连接件。
14.如上所述的伸缩式机械臂，所述伸缩臂上设有用于限制所述保持架移动的限位块，所述保持架与所述限位块的数量均为两个，两所述限位块位于两所述保持架之间。
15.如上所述的伸缩式机械臂，所述固定臂上设有导向孔，所述导向孔沿所述伸缩臂
的伸缩方向延伸设置，所述伸缩臂上设有凸块，所述凸块活动设于所述导向孔内，且所述凸块与所述伸缩驱动装置连接。
16.如上所述的伸缩式机械臂，所述驱动机构包括传动丝杆、滑块以及驱动电机，所述传动丝杆的轴向与所述伸缩臂的伸缩方向垂直；所述滑块活动设于所述传动丝杆上且可沿所述传动丝杆的轴向运动，同时所述滑块与所述联动杆铰接；所述驱动电机与所述传动丝杆连接，用于驱动所述传动丝杆转动，以带动所述滑块沿所述传动丝杆的轴向运动，从而带动所述联动杆运动。
17.如上所述的伸缩式机械臂，所述支座上设有滑动孔，所述滑动孔沿所述传动丝杆的轴向延伸设置，所述滑块上设有连接块，所述连接块活动设于所述滑动孔内，且所述连接块与所述联动杆铰接。
18.与现有技术相比，本实用新型有以下优点：
19.1、本实用新型提供的伸缩式机械臂，一方面，通过滚动支撑装置填充伸缩臂与固定臂之间的间隙，并提供受力支撑，使伸缩臂和固定臂受力更加均匀；另一方面，通过滚动支撑装置同时与伸缩臂和固定臂滚动接触，使伸缩臂和固定臂在伸缩运动时受到接触式滚动摩擦而非滑动摩擦，因而无需较大驱动力的伸缩驱动装置即可带动伸缩臂相对于固定臂伸缩运动，其能耗少，使用成本低。
20.2、本实用新型提供的伸缩式机械臂，通过驱动电机带动传动丝杆转动，从而带动滑块沿传动丝杆的轴向运动，当滑块沿传动丝杆的轴向运动时，带动联动杆运动而改变联动杆的倾斜角度，从而带动伸缩臂相对于固定臂伸缩运动，其结构简单，安装方便，传动丝杆、伸缩臂与联动杆之间形成三角形稳定结构，使伸缩运动平稳进行，有效改善伸缩臂上下晃动的现象，稳定性好。
21.3、本实用新型提供的伸缩式机械臂，可根据实际需要调整导向孔的延伸长度从而调整伸缩臂的最大伸缩长度，使用起来更加灵活方便。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例的伸缩式机械臂的结构示意图。
23.图2为图1中a部放大图。
24.图3为图1中b部放大图。
25.图4为图1中的伸缩式机械臂中的固定臂与伸缩臂的连接结构的示意图。
26.图5为图1中的伸缩式机械臂中的伸缩臂与保持架的连接结构的示意图。
27.图6为图1中的伸缩式机械臂中的保持架的立体图。
具体实施方式
28.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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。
29.请参阅图1至图6，本实施例提供一种伸缩式机械臂，包括支座1、固定臂2、伸缩臂3、伸缩驱动装置4以及滚动支撑装置5，所述固定臂2设于所述支座1上；所述伸缩臂3与所述
固定臂2套接；所述伸缩驱动装置4与所述伸缩臂3连接，用于带动所述伸缩臂3相对于所述固定臂2伸缩运动；所述滚动支撑装置5设于所述固定臂2和伸缩臂3之间，并在所述伸缩臂3相对所述固定臂2伸缩运动时，同时与所述伸缩臂3和固定臂2滚动接触。一方面，通过滚动支撑装置5填充伸缩臂3与固定臂2之间的间隙，并提供受力支撑，使伸缩臂3和固定臂2受力更加均匀；另一方面，通过滚动支撑装置5同时与伸缩臂3和固定臂2滚动接触，使伸缩臂3和固定臂2在伸缩运动时受到接触式滚动摩擦而非滑动摩擦，因而无需较大驱动力的伸缩驱动装置4即可带动伸缩臂3相对于固定臂2伸缩运动，其能耗少，使用成本低。
30.具体地，所述滚动支撑装置5包括滚球51以及用于定位安装所述滚球51的保持架52，所述保持架52与所述伸缩臂3套接。所述滚球51设于固定臂2与伸缩臂3之间，填充了固定臂2与伸缩臂3之间的间隙，并提供受力支撑，同时通过保持架52将滚球51定位安装在固定臂2与伸缩臂3之间，能有效防止滚球51在伸缩运动过程中发生移位，有利于形成稳定的滚动支撑结构，保障滚球51在伸缩臂3相对于固定臂2进行伸缩运动时能与伸缩臂3和固定臂2保持滚动接触，形成滚动摩擦，促进伸缩运动进行，从而减少使用能耗大且驱动力大的伸缩驱动装置4，降低能耗和使用成本。
31.更具体地，所述保持架52上设有若干个沿所述伸缩臂3的周向间隔排布的安装单元521，所述安装单元521上设有若干个供所述滚球51定位安装的滚球定位孔522。本实施例中伸缩臂3套接在固定臂2的内侧，伸缩臂3的外表面与滚球51接触，滚球51与固定臂2的内表面接触，保持架52套接在伸缩臂3与固定臂2之间，本实施例的保持架52中的安装单元521数量为四个，四个安装单元521分别与伸缩臂3的四个侧面对应设置，通过安装单元521使滚球51能均匀分布在伸缩臂3的每个侧面，有利于使伸缩臂3受力更加均匀，使伸缩臂3实现平稳伸缩。
32.其中，若干个所述滚球定位孔522沿所述伸缩臂3的伸缩方向间隔排布。本实施例中采用的滚球51为钢球，每个安装单元521上设置有四个滚球定位孔522，使四个滚球定位孔522中的滚球51共同为伸缩臂3提供平稳支撑，并在伸缩臂3进行伸缩运动时于伸缩臂3的伸缩方向间隔位置形成滚动摩擦，有利于保障伸缩臂3平稳伸缩。
33.另外，所述安装单元521上设有用于与所述伸缩臂3固定连接的锁紧连接件523。本实施例中采用的锁紧连接件523为锁紧螺栓，通过锁紧连接件523使保持架52固定安装在伸缩臂3上，由此在伸缩臂3伸缩运动时，保持架52能随伸缩臂3运动，有效避免因保持架52移位而对伸缩运动造成影响。
34.进一步地，所述伸缩臂3上设有用于限制所述保持架52移动的限位块31，所述保持架52与所述限位块31的数量均为两个，两所述限位块31位于两所述保持架52之间。有利于限定两保持架52的安装间距，而且，当保持架52在伸缩运动过程中受到促使其相互靠近的作用力时，在限位块31的限位作用以及锁紧连接件523的锁紧固定作用下，保持架52难以发生移动，从而进一步保障两保持架52与伸缩臂3固定连接。另外，安装单元521上的锁紧连接件523位于远离限位块31的一端，与限位块31共同锁定安装单元521的安装位置。
35.再者，所述固定臂2上设有导向孔21，所述导向孔21沿所述伸缩臂3的伸缩方向延伸设置，所述伸缩臂3上设有凸块32，所述凸块32活动设于所述导向孔21内，且所述凸块32与所述伸缩驱动装置4连接。当伸缩驱动装置4带动伸缩臂3相对于固定臂2伸缩运动时，伸缩臂3上的凸块32随伸缩臂3运动而在固定臂2的导向孔21内移动，有效避免伸缩臂3在伸缩
过程中相对于固定臂2发生转动而影响伸缩效果。另外，伸缩臂3的最大伸缩长度由导向孔21的延伸长度决定，可根据实际需要调整导向孔21的延伸长度从而调整伸缩臂3的最大伸缩长度，使用起来更加灵活方便。
36.具体地，所述伸缩驱动装置4包括联动杆41和驱动机构42，所述驱动机构42设于所述支座1内，所述联动杆41倾斜设于所述伸缩臂3与所述支座1之间，且所述联动杆41一端与所述伸缩臂3铰接，另一端与所述驱动机构42铰接，所述驱动机构42用于带动所述联动杆41运动以改变所述联动杆41的倾斜角度从而带动所述伸缩臂3相对于所述固定臂2伸缩运动。其结构简单，安装方便，所需驱动力小，安装及使用成本低。
37.更具体地，所述驱动机构42包括传动丝杆421、滑块422以及驱动电机423，所述传动丝杆421的轴向与所述伸缩臂3的伸缩方向垂直；所述滑块422活动设于所述传动丝杆421上且可沿所述传动丝杆421的轴向运动，同时所述滑块422与所述联动杆41铰接；所述驱动电机423与所述传动丝杆421连接，用于驱动所述传动丝杆421转动，以带动所述滑块422沿所述传动丝杆421的轴向运动，从而带动所述联动杆41运动。本实施例中传动丝杆421与滑块422螺纹配合，通过驱动电机423带动传动丝杆421转动，从而带动滑块422沿传动丝杆421的轴向运动，当滑块422沿传动丝杆421的轴向运动时，带动联动杆41运动而改变联动杆41的倾斜角度，从而带动伸缩臂3相对于固定臂2伸缩运动，其结构简单，安装方便，而且，传动丝杆421、伸缩臂3与联动杆41之间形成三角形稳定结构，使伸缩运动平稳进行，有效改善伸缩臂3上下晃动的现象，稳定性好。
38.另外，所述支座1上设有滑动孔11，所述滑动孔11沿所述传动丝杆421的轴向延伸设置，所述滑块422上设有连接块4221，所述连接块4221活动设于所述滑动孔11内，且所述连接块4221与所述联动杆41铰接。通过连接块4221与滑动孔11配合，使滑块422不能相对于支座1转动，从而使滑块422在传动丝杆421转动时可沿传动丝杆421的轴向运动，其结构简单，安装方便，所需驱动力小，安装及使用成本低。
39.本实施例的伸缩式机械臂的安装过程如下：
40.步骤s1、将两个安装有滚球51的保持架52分别从伸缩臂3的两端套接在伸缩臂3上，并滑动至限位块31位置，通过保持架52上的锁紧连接件523将保持架52固定在伸缩臂3上；
41.步骤s2、将安装有保持架52的伸缩臂3与固定臂2套接，并在固定臂2的导向孔21对应位置将凸块32焊接在伸缩臂3上；
42.步骤s3、将套接有伸缩臂3的固定臂2安装在支座1上，将安装有滑块422和驱动电机423的传动丝杆421安装在支座1内，将滑块422上的连接块4221置入滑动孔11内，随后将联动杆41一端与滑块422上的连接块4221铰接，另一端与伸缩臂3上的凸块32铰接。
43.本实施例通过驱动电机423带动传动丝杆421转动，从而带动滑块422沿传动丝杆421的轴向运动，当滑块422沿传动丝杆421的轴向运动时，带动联动杆41运动而改变联动杆41的倾斜角度，从而带动伸缩臂3相对于固定臂2伸缩运动，其结构简单，安装方便，传动丝杆421、伸缩臂3与联动杆41之间形成三角形稳定结构，使伸缩运动平稳进行，有效改善伸缩臂3上下晃动的现象，稳定性好；而且，由于伸缩臂3与固定臂2之间设有滚动支撑装置5，一方面，通过滚动支撑装置5填充伸缩臂3与固定臂2之间的间隙，并提供受力支撑，使伸缩臂3和固定臂2受力更加均匀；另一方面，通过滚动支撑装置5同时与伸缩臂3和固定臂2滚动接
触，使伸缩臂3和固定臂2在伸缩运动时受到接触式滚动摩擦而非滑动摩擦，因而无需较大驱动力的伸缩驱动装置4即可带动伸缩臂3相对于固定臂2伸缩运动，其能耗少，使用成本低。
44.应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。此外，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。
45.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。