一种用于房车挂车生产用的升降转动平台的制作方法

1.本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种用于房车挂车生产用的升降转动平台。


背景技术：

2.房车具备车的便捷移动性与房的居住性的优点，深受广大旅行、野营等爱好者喜欢，房车是通过挂车的牵引进行移动，而挂车在生产时，自动化程度较高的生产线均利用机械手进行加工。
3.如公开号为cn112223262a的专利，公开了一种用于房车挂车生产用的机械手升降转动平台，包括移动平台、转动机构、伸缩机构以及连接机构，所述移动平台顶端设置有移动电机、保护罩。本发明通过设置移动平台、限位槽、齿轮槽、一号底座、一号齿轨、一号限位滑轨、二号底座、二号齿轨、二号限位滑轨、转动底座、转动平台、三号齿轨、三号限位滑轨、三号转动电机、三号转动轴承、转动杆、移动电机以及主动轮可实现移动平台的移动和转动，通过移动电机带动主动轮转动，可使移动平台在一号底座、转动平台、二号底座上进行移动。
4.上述专利存在以下不足：其在机械手的多轴运动与平面扩展运动控制中，多个控制点均独立设计，使得其中一个自由度方向的运动时，其他自由度驱动件（电机、气缸、油缸）均随之运动，而对于机械控制中，对于线束、油管、气管等布置本身就是比较困难的，而其驱动件会随其他驱动件的驱动移动，且路径较为复杂，这就导致对于线束管路的布置较为复杂，严重还会导致运动干涉与缠绕情况，所以，还有待进一步改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于房车挂车生产用的升降转动平台。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于房车挂车生产用的升降转动平台，包括多自由度机械手部分与平面运动扩展部分，所述多自由度机械手部分包括支撑架、设置于支撑架一侧的传动部与固定安装于传动部输出端的夹爪，所述传动部包括转动连接于支撑架内壁的外层空心轴、转动连接于外层空心轴内壁的内层空心轴和转动连接于内层空心轴内壁的实心轴，所述外层空心轴的外壁固定安装有u型架，内层空心轴的外壁固定安装有锥齿轮一，实心轴的外壁固定安装有锥齿轮二，所述u型架的两侧外壁分别通过轴三转动连接有锥齿轮五、通过轴一转动连接有锥齿轮三，所述锥齿轮二的外壁固定安装有l型支撑板，l型支撑板的外壁固定安装有轴套，轴套的内壁转动连接有轴二，夹爪固定安装于轴二的端部，且所述锥齿轮一与锥齿轮三相互啮合，锥齿轮五的两侧分别与锥齿轮二、锥齿轮四啮合，所述外层空心轴、内层空心轴、实心轴的外壁均固定安装有传动轮，每个所述传动轮的底部均配合使用有驱动部。
7.优选地：所述驱动部为驱动电机，且所述驱动电机的输出轴通过法兰连接有蜗杆，
所述蜗杆与传动轮相互啮合。
8.进一步地：所述驱动部包括滑移齿条、滑移齿轮和壳体，所述壳体固定安装于支撑架的顶部外壁，所述壳体通过其内设置的齿牙啮合于滑移齿轮的底部，所述滑移齿条滑动连接于壳体的顶部且啮合于滑移齿轮的顶部。
9.在前述方案的基础上：所述滑移齿轮的内壁转动连接有轴四，轴四的外壁转动连接有支撑连接板，支撑连接板的外壁固定安装有传动齿条，传动齿条啮合于传动轮。
10.在前述方案中更佳的方案是：同组内的两个所述支撑连接板相对一侧外壁固定安装有交叉肋。
11.作为本发明进一步的方案：所述壳体的一侧外壁固定安装有支架，支架的外壁固定安装有伸缩件，所述伸缩件的伸缩端固定安装于滑移齿条的外壁上。
12.同时，所述平面运动扩展部分包括x向滑移板、底座和y向滑移板，所述x向滑移板固定安装于支撑架的底部外壁，所述x向滑移板的底部外壁固定安装有t型滑轨一，y向滑移板的顶部外壁固定安装有与t型滑轨一配合的滑块一，所述底座的顶部外壁固定安装有t型滑轨二，y向滑移板的底部外壁固定安装有与t型滑轨二滑动连接的滑块二。
13.作为本发明的一种优选的：所述t型滑轨一与t型滑轨二相互垂直。
14.同时，所述x向滑移板的底部外壁通过转轴转动连接有带轮三，所述y向滑移板的四角均通过转轴转动连接有带轮二，所述底座的两侧均通过转轴连接有带轮一，且所述带轮一、带轮二与带轮三均通过一根开口的同步带同步配合，且同步带的两个自由端均固定于x向滑移板的外壁。
15.作为本发明的一种更优的方案：所述底座的底部外壁固定安装有两个电机，两个电机的输出轴分别通过联轴器连接于带轮一底部的转轴外壁。
16.本发明的有益效果为：1.本发明，通过外层空心轴、内层空心轴与实心轴的旋转对夹爪的位置进行改变，外层空心轴、内层空心轴与实心轴其中任一部件旋转时，均对其与部件的位置无影响，从而使得对于驱动外层空心轴、内层空心轴与实心轴的驱动部来说，调节过程位置均无改变，从而使得线束、管路等部件的布置更为简便，且运行可靠。
17.2.本发明，当滑移齿条移动时，其能通过捏合作用带动滑移齿轮转动，从而通过支撑连接板带动传动齿条移动，并且由于滑移齿轮的两侧啮合与壳体的固定，实际上传动齿条相对壳体的位移仅为滑移齿条相对壳体位移的一半，从而将滑移齿条位移的驱动偏差缩小至传动齿条的位移上，从而使得外层空心轴、内层空心轴与实心轴的转动角度偏差减小，提高了装置的精准度。
18.3.本发明，通过交叉肋的连接作用，可加强两个支撑连接板之间的横向强度，从而增加了传动齿条与滑移齿轮横移的同步性，从而进一步增加了装置的精准度。
19.4.本发明，当x向滑移板相对y向滑移板沿着t型滑轨一滑动时，其带动支撑架以及多自由度机械手部分沿t型滑轨一滑动，当y向滑移板相对底座沿t型滑轨二滑动时，可带动支撑架以及多自由度机械手部分沿t型滑轨二滑动，而t型滑轨一与t型滑轨二相互垂直，从而实现了多自由度机械手部分的水平面调节，增加了夹爪工作范围的跨度。
20.5.本发明，由于同步带为开口状，其两个自由端与x向滑移板固定，就使得同步带位于带轮二、带轮二、带轮三之间的同步带相对固定，当电机启动时，其能通过带动带轮一
对该处同步带的长度改变，从而改进y向滑移板与x向滑移板的位置，完成平面移动，并且在完成平面移动时，其两个驱动源电机位置均不发生改变，从而也方便了线束的布置，防止运动干涉与打结缠绕。
附图说明
21.图1为本发明提出的一种用于房车挂车生产用的升降转动平台的整体结构示意图；图2为本发明提出的一种用于房车挂车生产用的升降转动平台的多自由度机械手部分结构示意图；图3为本发明提出的一种用于房车挂车生产用的升降转动平台的传动部剖视结构示意图；图4为本发明提出的一种用于房车挂车生产用的升降转动平台的实施例2中驱动部结构示意图；图5为本发明提出的一种用于房车挂车生产用的升降转动平台的实施例2中驱动部的主视结构示意图；图6为本发明提出的一种用于房车挂车生产用的升降转动平台的滑移齿条与壳体的驱动结构示意图；图7为本发明提出的一种用于房车挂车生产用的升降转动平台的平面运动扩展部分的机械连接结构示意图；图8为本发明提出的一种用于房车挂车生产用的升降转动平台的平面运动扩展部分的动力驱动结构示意图。
22.图中：100-多自由度机械手部分、200-平面运动扩展部分、1-夹爪、2-传动部、3-支撑架、4-驱动部、5-外层空心轴、6-内层空心轴、7-实心轴、8-传动轮、9-锥齿轮一、10-锥齿轮二、11-轴一、12-锥齿轮三、13-锥齿轮四、14-l型支撑板、15-轴套、16-轴二、17-锥齿轮五、18-轴三、19-u型架、20-传动齿条、21-滑移齿条、22-滑移齿轮、23-壳体、24-交叉肋、25-支撑连接板、26-轴四、27-齿牙、28-伸缩件、29-支架、30-x向滑移板、31-t型滑轨一、32-滑块一、33-滑块二、34-底座、35-t型滑轨二、36-y向滑移板、37-带轮一、38-带轮二、39-带轮三、40-电机、41-同步带。
具体实施方式
23.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
24.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
25.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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专利和简化描述，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专利的限制。
26.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
27.实施例1：一种用于房车挂车生产用的升降转动平台，如图1-6所示，包括多自由度机械手部分100与平面运动扩展部分200，所述多自由度机械手部分100包括支撑架3、设置于支撑架3一侧的传动部2与通过螺栓固定于传动部2输出端的夹爪1，所述传动部2包括转动连接于支撑架3内壁的外层空心轴5、转动连接于外层空心轴5内壁的内层空心轴6和转动连接于内层空心轴6内壁的实心轴7，所述外层空心轴5的外壁焊接有u型架19，内层空心轴6的外壁焊接有锥齿轮一9，实心轴7的外壁焊接有锥齿轮二10，所述u型架19的两侧外壁分别通过轴三18转动连接有锥齿轮五17、通过轴一11转动连接有锥齿轮三12，所述锥齿轮二10的外壁焊接有l型支撑板14，l型支撑板14的外壁焊接有轴套15，轴套15的内壁转动连接有轴二16，夹爪1通过螺栓固定于轴二16的端部，且所述锥齿轮一9与锥齿轮三12相互啮合，锥齿轮五17的两侧分别与锥齿轮二10、锥齿轮四13啮合，所述外层空心轴5、内层空心轴6、实心轴7的外壁均焊接有传动轮8，每个所述传动轮8的底部均配合使用有驱动部4；本装置中，当外层空心轴5转动时，其带动u型架19转动，从而通过锥齿轮五17与锥齿轮四13、锥齿轮二10的啮合作用带动夹爪1以轴二16轴线转动，当内层空心轴6转动时，其带动锥齿轮一9转动，从而通过锥齿轮三12带动夹爪1一方面以轴一11轴线转动，另一方面夹爪1转动通过锥齿轮四13与锥齿轮五17的啮合作用带动夹爪1沿轴二16转动，当实心轴7转动时，其带动锥齿轮二10转动，从而通过锥齿轮五17与锥齿轮四13带动夹爪1沿轴二16转动，实现了夹爪1的多自由度的三轴驱动，并且本装置通过外层空心轴5、内层空心轴6与实心轴7的旋转对夹爪1的位置进行改变，外层空心轴5、内层空心轴6与实心轴7其中任一部件旋转时，均对其与部件的位置无影响，从而使得对于驱动外层空心轴5、内层空心轴6与实心轴7的驱动部4来说，调节过程位置均无改变，从而使得线束、管路等部件的布置更为简便，且运行可靠。
28.为了解决驱动问题；如图2、3所示，本实施例中，对驱动部4的具体类型不做限定，为了锁止考虑，优选地：所述驱动部4为驱动电机，且所述驱动电机的输出轴通过法兰连接有蜗杆，所述蜗杆与传动轮8相互啮合；当驱动电机启动时，其能带动蜗杆转动，从而通过与传动轮8的啮合作用带动外层空心轴5/内层空心轴6/实心轴7转动，且可实现反向自锁，便于对夹爪1位置姿态的控制。
29.本实施例中,当驱动电机启动时，其能带动蜗杆转动，从而通过与传动轮8的啮合作用带动外层空心轴5/内层空心轴6/实心轴7转动，且可实现反向自锁，当外层空心轴5转动时，其带动u型架19转动，从而通过锥齿轮五17与锥齿轮四13、锥齿轮二10的啮合作用带动夹爪1以轴二16轴线转动，当内层空心轴6转动时，其带动锥齿轮一9转动，从而通过锥齿轮三12带动夹爪1一方面以轴一11轴线转动，另一方面夹爪1转动通过锥齿轮四13与锥齿轮五17的啮合作用带动夹爪1沿轴二16转动，当实心轴7转动时，其带动锥齿轮二10转动，从而通过锥齿轮五17与锥齿轮四13带动夹爪1沿轴二16转动，实现了夹爪1的多自由度的三轴驱动。
30.实施例2：一种用于房车挂车生产用的升降转动平台，如图4-6所示，为了解决驱动精度问
题；本实施例对实施例1的驱动部4进行替代改进：所述驱动部4包括滑移齿条21、滑移齿轮22和壳体23，所述壳体23通过螺栓固定于支撑架3的顶部外壁，所述壳体23通过其内设置的齿牙27啮合于滑移齿轮22的底部，所述滑移齿条21滑动连接于壳体23的顶部且啮合于滑移齿轮22的顶部，所述滑移齿轮22的内壁转动连接有轴四26，轴四26的外壁转动连接有支撑连接板25，支撑连接板25的外壁通过螺栓固定有传动齿条20，传动齿条20啮合于传动轮8；当滑移齿条21移动时，其能通过捏合作用带动滑移齿轮22转动，从而通过支撑连接板25带动传动齿条20移动，并且由于滑移齿轮22的两侧啮合与壳体23的固定，实际上传动齿条20相对壳体23的位移仅为滑移齿条21相对壳体23位移的一半，从而将滑移齿条21位移的驱动偏差缩小至传动齿条20的位移上，从而使得外层空心轴5、内层空心轴6与实心轴7的转动角度偏差减小，提高了装置的精准度；同组内的两个所述支撑连接板25相对一侧外壁焊接有交叉肋24；通过交叉肋24的连接作用，可加强两个支撑连接板25之间的横向强度，从而增加了传动齿条20与滑移齿轮22横移的同步性，从而进一步增加了装置的精准度。
31.为了解决驱动问题，如图6所示，所述壳体23的一侧外壁焊接有支架29，支架29的外壁通过螺栓固定有伸缩件28，本实施例中，对伸缩件28的具体类型不做限定，为了多点限位考虑，所述伸缩件28为液压伸缩杆，所述伸缩件28的伸缩端通过螺栓固定于滑移齿条21的外壁上；当伸缩件28伸缩时，其能带动滑移齿条21相对壳体23移动。
32.本实施例中：当伸缩件28伸缩时，其能带动滑移齿条21相对壳体23移动，当滑移齿条21移动时，其能通过捏合作用带动滑移齿轮22转动，从而通过支撑连接板25带动传动齿条20移动，并且由于滑移齿轮22的两侧啮合与壳体23的固定，实际上传动齿条20相对壳体23的位移仅为滑移齿条21相对壳体23位移的一半，从而将滑移齿条21位移的驱动偏差缩小至传动齿条20的位移上，交叉肋24加强两个支撑连接板25之间的横向强度，从而增加了传动齿条20与滑移齿轮22横移的同步性。
33.实施例3：一种用于房车挂车生产用的升降转动平台，如图7-8所示，为了解决平面移动扩展问题；本实施例在实施例1与实施例2的基础上进行改进：所述平面运动扩展部分200包括x向滑移板30、底座34和y向滑移板36，所述x向滑移板30通过螺栓固定于支撑架3的底部外壁，所述x向滑移板30的底部外壁通过螺栓固定有t型滑轨一31，y向滑移板36的顶部外壁通过螺栓固定有与t型滑轨一31配合的滑块一32，所述底座34的顶部外壁通过螺栓固定有t型滑轨二35，y向滑移板36的底部外壁通过螺栓固定有与t型滑轨二35滑动连接的滑块二33，所述t型滑轨一31与t型滑轨二35相互垂直；当x向滑移板30相对y向滑移板36沿着t型滑轨一31滑动时，其带动支撑架3以及多自由度机械手部分100沿t型滑轨一31滑动，当y向滑移板36相对底座34沿t型滑轨二35滑动时，可带动支撑架3以及多自由度机械手部分100沿t型滑轨二35滑动，而t型滑轨一31与t型滑轨二35相互垂直，从而实现了多自由度机械手部分100的水平面调节，增加了夹爪1工作范围的跨度。
34.为了解决驱动问题，如图8所示，所述x向滑移板30的底部外壁通过转轴转动连接有带轮三39，所述y向滑移板36的四角均通过转轴转动连接有带轮二38，所述底座34的两侧均通过转轴连接有带轮一37，且所述带轮一37、带轮二38与带轮三39均通过一根开口的同步带41同步配合，且同步带41的两个自由端均固定于x向滑移板30的外壁；所述底座34的底部外壁通过螺栓固定有两个电机40，两个电机40的输出轴分别通过联轴器连接于带轮一37
底部的转轴外壁；由于同步带41为开口状，其两个自由端与x向滑移板30固定，就使得同步带41位于带轮二38、带轮二38、带轮三39之间的同步带41相对固定，当电机40启动时，其能通过带动带轮一37对该处同步带41的长度改变，从而改进y向滑移板36与x向滑移板30的位置，完成平面移动，并且在完成平面移动时，其两个驱动源电机40位置均不发生改变，从而也方便了线束的布置，防止运动干涉与打结缠绕。
35.本实施例中：由于同步带41为开口状，其两个自由端与x向滑移板30固定，就使得同步带41位于带轮二38、带轮二38、带轮三39之间的同步带41相对固定，当电机40启动时，其能通过带动带轮一37对该处同步带41的长度改变，从而改进y向滑移板36与x向滑移板30的位置，完成平面移动，并且在完成平面移动时，其两个驱动源电机40位置均不发生改变。
36.电机40的转动与x向滑移板30、y向滑移板36的运动关系如下表：
两个电机40启动状态x向滑移板30运动状态y向滑移板36运动状态同速且转向相反滑动静止同速且转向相同静止滑动其中一个电机40关闭，另一个电机40启动以速度v滑动以速度v滑动
上表中，其中当一个电机40关闭，另一个电机40启动，x向滑移板30的运动速度与电机40的运动速度相同，与启动的电机40转速正相关。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。