一种垂直同步联动多级伸缩臂，包括固定基本臂和多节伸缩臂，采用导柱导套结构实现嵌套安装和运动导向，其中，第一节伸缩臂以下的多级伸缩臂通过空心导柱嵌套结构，实现了等径伸缩，相对于传统的套筒型伸缩臂具有更好的刚度和稳定性。固定基本臂采用电机和丝杠驱动第一节伸缩臂伸缩，丝杠采用“上端固定
【技术实现步骤摘要】
一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂
[0001]本专利技术涉及伸缩臂结构，尤其涉及一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂。
技术介绍
[0002]目前，伸缩臂机构被广泛应用在多自由度非标自动化设备的Z轴中，然而，现阶段非标自动化设备的Z轴大多采用传统多级伸缩臂结构：一般为圆形套筒逐级收缩和矩形框架逐级收缩，由一个固定基本臂和多个可伸缩节臂组成，此种方式可以实现伸缩，达到一些基本功能。但是以套筒方式，固定基本臂较大，第一节节臂套在基本臂中，第二节节臂套在第一节节臂中，以此方式循环下去，最末端节臂将变得很窄，大大影响伸缩臂结构的稳定型和整体的刚度。
技术实现思路
[0003]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂。
[0004]技术方案：一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂，包括依次垂直嵌套连接的固定基本臂D0、第一节伸缩臂D1、第二节伸缩臂D2、第二节伸缩臂D3；
[0005]所述固定基本臂D0包括承载框架，承载框架下端安装有基本臂下平台，所述基本臂下平台上开设有导向孔I；
[0006]所述第一节伸缩臂D1为框架结构，包括第一节伸缩臂上平台、第一节伸缩臂导柱、第一节伸缩臂下平台；所述第一节伸缩臂导柱和导向孔I适配安装，使得第一节伸缩臂D1整体嵌套在固定基本臂D0的承载框架内；所述第一节伸缩臂下平台上开设有导向孔II，导向孔II与第一节伸缩臂导柱的数量、位置相对应；
[0007]所述第二节伸缩臂D2为框架结构，包括第二节伸缩臂导柱、第二节伸缩臂下平台；所述第一节伸缩臂导柱为空心柱体，其内径大于第二节伸缩臂导柱的外径，所述第二节伸缩臂导柱穿过导向孔II后伸入第一节伸缩臂导柱，使得第二节伸缩臂D2整体与第一节伸缩臂D1等径嵌套；所述第二节伸缩臂下平台上开设有导向孔III，导向孔III与第二节伸缩臂导柱的数量、位置相对应；
[0008]所述第三节伸缩臂D3为框架结构，包括第三节伸缩臂导柱、第三节伸缩臂下平台；所述第二节伸缩臂导柱为空心柱体，其内径大于第三节伸缩臂导柱的外径，所述第三节伸缩臂导柱穿过导向孔III后伸入第二节伸缩臂导柱，使得第三节伸缩臂D3整体与第二节伸缩臂D2等径嵌套；
[0009]所述固定基本臂D0上安装有传动机构，所述第一节伸缩臂上平台和传动机构连接；所述第一节伸缩臂下平台底部安装有用于驱动第二件伸缩臂D2的第一动滑轮，第一动滑轮上绕有第一驱动索，其一端连接基本臂下平台，另一端连接第二节伸缩臂下平台；所述第二节伸缩臂下平台上安装有第二动滑轮支架，该第二动滑轮支架向上延伸布置，其高度
高于第一节伸缩臂下平台，第二动滑轮支架上安装有第二动滑轮，第二动滑轮上绕有第二驱动索，其一端固定于第一节伸缩臂下平台，另一端连接第三节伸缩臂下平台。
[0010]具体的，所述传动机构包括电机驱动机构、带传动机构和丝杆螺母机构；所述第一节伸缩臂上平台和丝杆螺母机构连接，电机的旋转运动依次通过带传动机构和丝杆螺母机构转化第一节伸缩臂上平台的直线运动。所述丝杆螺母机构包括丝杠、螺母，所述带传动机构包括大带轮、小带轮和传动带；丝杠安装在承载框架内的伸缩臂轴心位置，小带轮连接电机驱动机构，大带轮与伸缩臂轴心位置的丝杠连接，螺母固定在第一节伸缩臂上平台上，螺母和丝杆适配，电机驱动机构驱动丝杠转动，丝杠的旋转运动进一步转换为螺母的上下直线运动，由螺母带动第一节伸缩臂上平台上下运动。
[0011]进一步的，所述第一节伸缩臂导柱通过导套和导向孔I适配安装；所述第二节伸缩臂导柱通过导套和导向孔II适配安装；所述第三节伸缩臂导柱通过导套和导向孔III适配安装。
[0012]进一步优选的，所述固定基本臂D0的承载框架内设有加强筋I；所述第一节伸缩臂D1内设有加强筋II，加强筋II和加强筋I呈对角布置。
[0013]和现有技术相比，本专利技术具有如下显著进步：
[0014](1)固定基本臂对整个机构起到了固定和承载的作用，固定基本臂和第一节伸缩臂之间采用丝杠传动，丝杠采用“上端固定
‑
下端浮动”的支撑结构，其稳定性远大于“固定
‑
自由”支撑，极大地提高了传动刚性、传动精度和使用寿命。所谓“固定”支撑是指既承受径向负载又承受轴向负载，所谓浮动支撑是提供径向负载支撑而不承受轴向负载。而自由端是指既不提供径向负载支撑也不提供轴向负载支撑。
[0015](2)第一节伸缩臂以下的多级伸缩臂通过空心导柱嵌套结构，实现了等径伸缩，相对于传统的套筒型伸缩臂具有更好的刚度和稳定性。
[0016](3)各伸缩臂在重力作用下同步按比例伸缩，避免了逐级伸缩的冲击和振动。
[0017](4)由于采用嵌套导向柱结构，各级臂的下端平台尺寸无收缩，可腾出最大内部空间将钢丝绳滑轮组完全封闭于伸缩臂内部，避免钢丝绳滑轮组置于外部受环境影响。
[0018](5)采用四角导柱架构，伸缩臂进行伸缩时更加平稳，伸缩臂不易发生径向形变。
[0019](6)第二、三两节伸缩臂采用动滑轮
‑
柔性索进行传动，无需其他电机驱动，结构紧凑。
[0020](7)多级伸缩臂除最上端伸缩臂有上下平台，其余各伸缩臂只有下平台，无上平台，整体结构简洁，操作简单，便于安装、修理、装配。在Z轴采用该伸缩臂结构，能够使现场安装的建筑高度要求大大降低，节省设备对现场空间的占用。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0022]图2为图1的侧视图；
[0023]图3为第一节伸缩臂的结构示意图；
[0024]图4为图3的侧视图；
[0025]图5为第二节伸缩臂的结构示意图；
[0026]图6为图5的侧视图；
[0027]图7为第三节伸缩臂的结构示意图；
[0028]图8为图7的侧视图。
具体实施方式
[0029]为了使本领域技术人员更好的理解本专利技术方案，下面将结合实施例及附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0030]如图1
‑
图8所示，本专利技术提供一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂，包括依次嵌套连接的固定基本臂D0、第一节伸缩臂D1、第二节伸缩臂D2、第三节伸缩臂D3。
[0031]固定基本臂D0的作用是固定整个机构，并对整个机构起承载作用。具体的，固定基本臂D0包括一个承载框架，承载框架的下端安装有基本臂下平台9，基本臂下平台9的底部四角开有导向孔I，第一节伸缩臂D1通过该导向孔I嵌套在承载框架内。
[0032]第一节伸缩臂D1为框架结构，包括第一节伸缩臂上平台5、四根第一节伸缩臂导柱7、第一节伸缩臂下平台8，第一节伸缩臂上平台5和固定基本臂D0传动连接。第一节伸缩臂导柱7穿过导向孔I后，通过四个固定基本臂导套6与固定基本臂D0组成导柱导套结构，形成“上端固定
‑
下端浮动”的支撑结构。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于嵌套导向结构的垂直同步联动多级伸缩臂，其特征在于：包括依次垂直嵌套连接的固定基本臂(D0)、第一节伸缩臂(D1)、第二节伸缩臂(D2)、第二节伸缩臂(D3)；所述固定基本臂(D0)包括承载框架，承载框架下端安装有基本臂下平台(9)，所述基本臂下平台(9)上开设有导向孔I；所述第一节伸缩臂(D1)为框架结构，包括第一节伸缩臂上平台(5)、第一节伸缩臂导柱(7)、第一节伸缩臂下平台(8)；所述第一节伸缩臂导柱(7)和导向孔I适配安装，使得第一节伸缩臂(D1)整体嵌套在固定基本臂(D0)的承载框架内；所述第一节伸缩臂下平台(8)上开设有导向孔II，导向孔II与第一节伸缩臂导柱(7)的数量、位置相对应；所述第二节伸缩臂(D2)为框架结构，包括第二节伸缩臂导柱(12)、第二节伸缩臂下平台(13)；所述第一节伸缩臂导柱(7)为空心柱体，其内径大于第二节伸缩臂导柱(12)的外径，所述第二节伸缩臂导柱(12)穿过导向孔II后伸入第一节伸缩臂导柱(7)，使得第二节伸缩臂(D2)整体与第一节伸缩臂(D1)等径嵌套；所述第二节伸缩臂下平台(13)上开设有导向孔III，导向孔III与第二节伸缩臂导柱(12)的数量、位置相对应；所述第三节伸缩臂(D3)为框架结构，包括第三节伸缩臂导柱(17)、第三节伸缩臂下平台(18)；所述第二节伸缩臂导柱(12)为空心柱体，其内径大于第三节伸缩臂导柱(17)的外径，所述第三节伸缩臂导柱(17)穿过导向孔III后伸入第二节伸缩臂导柱(12),使得第三节伸缩臂(D3)整体与第二节伸缩臂(D2)等径嵌套；所述固定基本臂(D0)上安装有传动机构，所述第一节伸缩臂上平台(5)和传动机构连接；所述第一节伸缩臂下平台(8)底部安装有用于驱动第二件伸缩臂(D2)的第一动滑轮(10)，第一动滑轮(10)上绕有第一驱动索(11)，其一端连接基本臂下平台(...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐江敏，王帅，张冰蔚，姚震球，李彦，郭浩，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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