狭小空间伸缩梁机构

技术领域

本发明属于伸缩梁机构技术领域，特别涉及一种狭小空间伸缩梁机构。

背景技术

目前，机器人设计的领域常用的都是六轴机器人，此种机器人自由度高，动作能力强，工作几乎没有死角。机器人在实际工作过程中，若在空间较大的厂房内或者空间内，机器人通过沿着水平方向设置在较大的底座上，如图14，实现机器臂的自由转动，机器人作业半径较大，工作生产效率较高，主要应用于焊接、铸造、机械加工、智能仓储、汽车、航天等行业领域。

但是，对于空间受限制的厂房内或者应用场合狭小空间内，无法放置占地面积较大的底座，导致机器人无法工作，或只能放置体积较小的底座，会使机器人作业半径减小，机器人无法实现自动化工作。

发明内容

基于此，本发明提供一种狭小空间伸缩梁机构，以解决现有技术中存在的，对于空间受限制的厂房内或者应用场合狭小空间内，机器人作业半径减小，机器人无法实现自动化工作的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种狭小空间伸缩梁机构，包括本体、驱动座体及二级伸缩件，所述本体内部设置有腔体，所述驱动座体设置在所述本体上，所述二级伸缩件套接在所述腔体内，且所述驱动座体与所述二级伸缩件连接，所述驱动座体能够带动所述二级伸缩件在所述腔体内移动，所述本体外壁上设置有移动轨道及齿轨，所述驱动座体包括卡接座、卡接槽、齿轮、滑块及驱动电机，所述卡接座设置在所述本体上，所述卡接槽固定设置在所述卡接座上，所述卡接槽卡接在所述移动轨道上，所述齿轮与所述卡接座连接，且所述齿轮与所述齿轨相互啮合，所述滑块固定设置在所述卡接座上，所述驱动电机与所述齿轮连接，用于驱动所述齿轮转动。

优选地，所述二级伸缩件上设置有伸缩轨道，所述本体上设置有轨道槽，且所述轨道槽位于所述腔体内，所述伸缩轨道卡接在所述轨道槽内。

优选地，所述本体上还设置有同步带，所述同步带能够在所述本体上转动，所述驱动座体上设置有第一加紧件，所述第一加紧件与所述同步带连接，所述二级伸缩件上设置有第二加紧件，所述第二加紧件与所述同步带连接。

优选地，所述同步带包括转动轮及转动带，所述转动轮安装在所述本体上，所述转动带套接在所述转动轮上，所述转动轮转动带动所述转动带转动，所述第一加紧件夹持在所述转动带上，所述第二加紧件也夹持在所述转动带上。

优选地，所述移动轨道包括第一轨道及第二轨道，所述第一轨道及第二轨道设置在所述本体上，所述第一轨道位于所述齿轨的正下方，所述第二轨道位于所述本体下底端。

优选地，所述卡接槽包括第一槽体及第二槽体，所述第一槽体及第二槽体设置在所述卡接座上，所述第一槽体卡接在所述第一轨道上，所述第二槽体卡接在所述第二轨道上。

优选地，所述驱动座体还包括定位轮，所述定位轮与所述卡接座连接，且所述定位轮与所述齿轨相互啮合。

优选地，所述滑块上开设有限位槽。

优选地，所述滑块设置有N个，N≥2。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

所述狭小空间伸缩梁机构将原水平安装方向改变为竖直安装方式，使机器人即使在水平空间受限制的厂房内也能实现工作，且机器人在竖直空间内，由于厂房的半空中，并无其他物体限制，机器人或机器臂能够实现较大的作业半径，实现了整体结构的稳定性，保证了机器人在工作过程中，机器臂能够高速运转。

附图说明

图1为狭小空间伸缩梁机构轴测图。

图2为狭小空间伸缩梁机构正视图。

图3为狭小空间伸缩梁机构右视图。

图4为狭小空间伸缩梁机构俯视图。

图5为驱动座体轴测图。

图6为驱动座体俯视图。

图7为驱动座体主视图。

图8为本体轴测图。

图9为本体主视图。

图10为二级伸缩件轴测图。

图11为现有技术机器人或机械臂与底座安装示意图。该安装方式中，水平放置的底座用于机器人或机械臂水平安装放置，此时机器人或机械臂的重力是作用于底座上。

图12为本发明在车间或厂房安装原理示意图。

图13为图1中隐藏部分结构，用于突出显示第一加紧件、第二加紧件与转动带的连接方式。

图14为现有技术机器人或机械臂安装实际示意图。

图中：本体10、腔体110、移动轨道120、第一轨道121、第二轨道122、齿轨130、轨道槽140、同步带150、转动轮151、转动带152、右半带1521、左半带1522、驱动座体20、卡接座210、卡接槽220、第一槽体221、第二槽体222、齿轮230、滑块240、限位槽241、驱动电机250、第一加紧件260、定位轮270、二级伸缩件30、伸缩轨道310、第二加紧件320。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案做进一步描述，本发明不仅限于以下具体实施方式。

需要理解的是，实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件。在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

请参看图1、图5及图8，一种狭小空间伸缩梁机构，包括本体10、驱动座体20及二级伸缩件30，所述本体10内部设置有腔体110，所述驱动座体20设置在所述本体10上，所述二级伸缩件30套接在所述腔体110内，且所述驱动座体20与所述二级伸缩件30连接，所述驱动座体20能够带动所述二级伸缩件30在所述腔体110内移动，所述本体10外壁上设置有移动轨道120及齿轨130，所述驱动座体20包括卡接座210、卡接槽220、齿轮230、滑块240及驱动电机250，所述卡接座210设置在所述本体10上，所述卡接槽220固定设置在所述卡接座210上，所述卡接槽220卡接在所述移动轨道120上，所述齿轮230与所述卡接座210连接，且所述齿轮230与所述齿轨130相互啮合，所述滑块240固定设置在所述卡接座210上，所述驱动电机250与所述齿轮230连接，用于驱动所述齿轮230转动。工作过程中：所述狭小空间伸缩梁机构竖直设置在地面上，首先，本体10竖直并固定在地面上，所述驱动座体20在本体10上上下滑动，滑动过程通过驱动电机250转动，带动所述齿轮230转动，所述齿轮230在所述齿轨130上移动，带动所述卡接槽220在所述移动轨道120上移动，进而带动所述卡接座210移动，所述卡接座210上的所述滑块240与机器人的机器臂连接，进而带动机器臂移动，同时，所述驱动座体20与所述二级伸缩件30连接，所述驱动座体20在所述本体10上移动，带动所述二级伸缩件30在所述腔体110内延伸或收缩，一般的，所述二级伸缩件30延伸出腔体110，所述二级伸缩件30会与厂房内的顶部横梁竖梁进行连接，起到固定该装置的作用。

图1为本发明的整体结构图，图11、12为本发明在车间或厂房安装原理示意图。可见，本发明的伸缩梁机构替代原始安装底座，将机器人或机械臂安装在本发明的滑块240上，使机器人或机械臂的重力通过滑块240作用于本体10，将原水平安装方向改变为竖直安装方式，使机器人即使在水平空间受限制的厂房内也能实现工作，且机器人在竖直空间内，由于厂房的半空中，并无其他物体限制，机器人或机器臂能够实现较大的作业半径，将机器人安装位置向上部空间延伸，充分利用工厂内竖直方向内的空间；本体10底部放置并固定于地面上，用于承受机器人的自身全部重力和机器臂在转动或沿本体10上下移动所受到的偏心力，由于机器人安装于本体10的一侧，存在较大的偏心力，使本体10与地面的连接处产生较大的应力，导致本体10不稳定或者产生晃动，所以设置竖直方向的二级伸缩件30，其与厂房的顶部横梁连接，并与本体10形成一个整体，将该伸缩梁机构从顶部、底部两端稳定连接，增加伸缩梁竖直方向的稳定性；同时二级伸缩件30只起到与厂房顶部横梁连接的作用，并不承受机器人的重量，也不会受到机器臂转动过程中偏心力的影响，所以二级伸缩件30和本体10之间的传动连接只实现二级伸缩件30的伸出或缩回，实现了整体结构的稳定性，保证了机器人在工作过程中，机器臂能够高速运转。

作为进一步描述，参看图10，所述二级伸缩件30上设置有伸缩轨道310，所述本体10上设置有轨道槽140，且所述轨道槽140位于所述腔体110内，所述伸缩轨道310卡接在所述轨道槽140内。所述二级伸缩件30能够沿着所述轨道槽140进行位移，并实现所述二级伸缩件30在所述腔体110内的延伸与收缩。

具体的，所述伸缩轨道310设置有两条，同时开设有两道轨道槽140，两条所述伸缩轨道310卡接进所述两道轨道槽140内，起到对所述二级伸缩件30的固定作用，也保证了所述二级伸缩件30在所述腔体110内能够平稳位移。

具体的，所述二级伸缩件30内部呈空壳状，避免了其质量过重，而使所述驱动座体20将所述二级伸缩件30从所述腔体110内延伸出时，使所述驱动座体20产生较大负荷。

为进一步，参看图8及图9，所述本体10上还设置有同步带150，所述同步带150能够在所述本体10上转动，所述驱动座体20上设置有第一加紧件260，所述第一加紧件260与所述同步带150连接，所述二级伸缩件30上设置有第二加紧件320，所述第二加紧件320与所述同步带150连接。所述本体10竖直设置，所述同步带150转动，通过所述第一加紧件260、第二加紧件320与所述同步带150连接，所述同步带150转动时，会带动所述二级伸缩机构从所述腔体110内伸出。

具体的，所述第一加紧件260包括第一上夹口及第一下夹口，所述第一上夹口与所述第一下夹口能够打开和闭合，所述第二加紧件320包括第二上夹口及第二下夹口，所述第二上夹口与所述第二下夹口能够打开和闭合。

进一步地，参看图8，所述同步带150包括转动轮151及转动带152，所述转动轮151安装在所述本体10上，所述转动带152套接在所述转动轮151上，所述转动轮151转动带152动所述转动带152转动，所述第一加紧件260夹持在所述转动带152上，所述第二加紧件320也夹持在所述转动带152上。

具体的，所述转动轮151包括转动轴及轮体，所述转动轴固定设置在所述本体10上，所述轮体套接在所述转动轴上，且能够在所述转动轴上进行转动，一般的，所述转动轮151设置有两个，一条转动带152套接在两个转动轮151上，实现所述转动带152的转动。

具体工作过程：所述第一加紧件260与第二加紧件320会夹持住所述转动带152，并保持固定，所述驱动座体20移动时，带动所述第一加紧件260移动，所述第一加紧件260移动，带动所述转动带152在所述转动轮151上进行转动，同时，由于所述第二加紧件320与所述转动带152夹持，同时，所述第二加紧件320与所述二级伸缩件30固定连接，所述转动带152转动过程中，会带动所述第二加紧件320沿所述第一加紧件260朝相反的方向移动，具体的，参见图13，当所述驱动座体20沿竖直方向向下运动时，带动所述第一加紧件260沿竖直方向向下运动，而所述第一加紧件260与所述右半带1521处于夹紧状态，两者之间不会发生相对移动，所述第一夹紧件260沿竖直方向向下移动过程中带动所述右半带1521沿竖直方向向下运动，随后所述转动轮151转动，同时，带动所述左半带1522沿竖直方向向上运动，所述左半带1522与所述第二夹紧件320相互夹紧，而所述第二夹紧件320与所述二级伸缩件30连接，所述左半带1522沿竖直方向向上运动带动所述二级伸缩件30沿竖直方向向上运动，进而带动所述二级伸缩件30从所述腔体110内伸出，当所述二级伸缩件30延伸至一定长度时，二级伸缩件30的端部会与厂房的横梁连接，例如通过外部连接机构将30的端部与厂房的横梁连接，当所述二级伸缩件30与厂房的横梁连接后，为避免所述驱动座体20在所述本体10上移动时，带动所述转动带152运动，则所述第一加紧件260打开，使所述第一加紧件260与所述转动带152分离，当所述第一加紧件260与所述转动带152分离后，所述驱动座体20在所述本体10上滑动时，所述第一加紧件260不再带动所述转动带152转动，具体的，所述第一加紧件260和第二夹紧件320为夹紧装置，如实施例1，所述第一加紧件260由第一上夹口和第一下夹口组成，第一上夹口与第一下夹口之间设置有螺栓，螺栓穿过所述转动带152同时与所述第一上夹口与第一下夹口连接，用于将所述第一加紧件260固定在所述转动带152上，同理，所述第二加紧件320由第二上夹口和第二下夹口组成，第二上夹口与第二下夹口之间设置有螺栓，螺栓穿过所述转动带152同时与所述第二上夹口与第二下夹口连接，用于将所述第二加紧件320固定在所述转动带152上；实施例2，所述第一加紧件260由第一上夹口和第一下夹口组成，所述第一上夹口与第一下夹口表面设置有防滑橡胶垫，当所述第一上夹口与第一下夹口加紧所述转动带152时，防滑橡胶垫会与所述转动带152相对贴合，用于增大所述第一加紧件与所述转动带152之间的摩擦力，然后通过卡箍固定第一上夹口与第一下夹口，将所述第一夹紧件牢牢固定在所述转动带152上，同理，所述第二加紧件320由第二上夹口和第二下夹口组成，所述第二上夹口与第二下夹口表面设置有防滑橡胶垫，当所述第二上夹口与第二下夹口加紧所述转动带152时，防滑橡胶垫会与所述转动带152相对贴合，用于增大所述第二加紧件与所述转动带152之间的摩擦力，然后通过卡箍固定第二上夹口与第二下夹口，将所述第二夹紧件320牢牢固定在所述转动带152上。

所述第一加紧件260可以独立实现与转动带152的夹紧和松开，当所述第一加紧件260和第二夹紧件320都夹紧转动带152时，通过一个驱动电机250，实现一个驱动电机250同时驱动所述驱动座体20和所述二级伸缩件30，实现同步移动的目的，并且根据工作需要，如果需要单独、分开驱动所述驱动座体20和所述二级伸缩件30，本设计的结构也可以实现，例如，当需要同时调节所述二级伸缩件时，所述第一加紧件260和所述第二夹紧件320同时夹紧所述转动带152，通过驱动电机250转动，即可实现同步驱动，当需要调节机器人的工作高度时，松开所述第一加紧件260与所述转动带152之间的连接，由所述驱动电机250单独带动所述驱动座体20在所述本体10上移动，即可实现自由调节机器人的工作高度。这与现有技术不同，现有技术中，所述二级伸缩件30的移动和驱动座体带动机器人的移动分别由两个驱动电机驱动，或者也有采用一个电机同时驱动的，但是只能实现同时移动，却不能实现所述二级伸缩件30与驱动座体20带动机器人移动的单独、分别调节。

更进一步地，所述移动轨道120包括第一轨道121及第二轨道122，所述第一轨道121及第二轨道122设置在所述本体10上，所述第一轨道121位于所述齿轨130的正下方，所述第二轨道122位于所述本体10下底端，一般的，所述第二轨道122设置在所述同步带150相对面。

进一步地，参看图5，所述卡接槽220包括第一槽体221及第二槽体222，所述第一槽体221及第二槽体222设置在所述卡接座210上，所述第一槽体221卡接在所述第一轨道121上，所述第二槽体222卡接在所述第二轨道122上。当所述第二槽体222卡接在所述第二轨道122上时，由于所述第二轨道122设置在同步带150相对面，则所述第二槽体222设置在所述第一加紧件260相对面，便于将所述第二槽体222卡接在所述第二轨道122上，防止所述第二槽体222从诉搜狐第二轨道122上脱离，也防止所述第一加紧件260发生偏移，便于第一加紧件260加持在所述转动带152上，具有固定和定位的功能。

更进一步地，参看图5，所述驱动座体20还包括定位轮270，所述定位轮270与所述卡接座210连接，且所述定位轮270与所述齿轨130相互啮合，所述定位轮270的直径小于所述齿轮230的直径，所述定位轮270起到对所述齿轮230的定位功能，当发现所述定位轮270出现偏移时，代表所述齿轮230也发生了偏移，能够及时对所述齿轮230进行修正并调节位置，防止齿轮230从所述齿轨130上脱离。

具体的，参看图5至图7，所述滑块240上开设有限位槽241，机器人的机器臂卡接在所述限位槽241内，所述限位槽241能够对机器臂进行固定，防止机器臂从所述限位槽241内脱落。

具体的，所述滑块240设置有N个，N≥2，一般的，所述滑块240设置有4个，便于更好的对机器臂进行固定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。