本發(fā)明涉及伸縮機械臂技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級空心絲杠傳動的雙向伸縮機械臂。

背景技術(shù)：

變拓?fù)錂C構(gòu)是由多杠件組成的一種多面體機構(gòu)，通過改變其杠件的長度可以改變機構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生不同的運動特性，為了提高變拓?fù)錂C構(gòu)的變形能力，需要一種能穩(wěn)固承載、伸縮比大、并且傳動簡單可靠的伸縮機械臂。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了滿足變拓?fù)錂C構(gòu)要求的可伸縮機構(gòu)臂，本申請?zhí)峁┮环N多級空心絲杠傳動的雙向伸縮機械臂，殼體、第一驅(qū)動裝置、第二驅(qū)動裝置、第一傳動裝置和第二傳動裝置，其特征在于，還包括：多級伸縮且結(jié)構(gòu)相同的第一伸縮機械臂和第二伸縮機械臂；

第一伸縮機械臂和第二伸縮機械臂并列安裝于殼體內(nèi)，且第一伸縮機械臂和第二伸縮機械臂的伸縮方向相反；

第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置分別安裝于殼體內(nèi)，第一驅(qū)動裝置驅(qū)動第一傳動裝置帶動第一伸縮機械臂多級伸縮，第二驅(qū)動裝置驅(qū)動第二傳動裝置帶動第二伸縮機械臂多級伸縮。

一種實施例中，第一伸縮機械臂和第二伸縮機械臂均為三級伸縮。

一種實施例中，所述第一/第二伸縮機械臂包括：固定底座、法蘭、第一級螺母、第二級螺母、第三級螺母、以及從外向內(nèi)依次套裝的第一級臂、第二級臂、第三級臂、第四級臂、第三級絲杠、第二級絲杠、第一級絲杠；

固定底座安裝于所述殼體的一端面，第一級臂固定安裝于固定底座上，第一級絲杠一端通過軸承安裝于固定底座上，另一端伸入第二級絲杠內(nèi)；

第二級絲杠一端與所述第一級螺母固定連接，另一端伸入第三級絲杠，且，第一級螺母與第一級絲杠配合相對于第一級絲杠轉(zhuǎn)動并帶動所述第二級絲杠和第二級臂伸縮運動；

第三級絲杠一端與所述第二級螺母固定連接，另一端伸入第四級臂內(nèi)，且，第二級螺母與第二級絲杠配合相對于第二級絲杠轉(zhuǎn)動并帶動第三級絲杠和第三級臂伸縮運動；

第四級臂一端與所述第三級螺母固定連接，另一端與法蘭固定連接，且，第三級螺母與第三級絲杠配合相對于所述第三級絲杠轉(zhuǎn)動并帶動第四級臂伸縮運動。

一種實施例中，第一/第二伸縮機械臂還包括第一級導(dǎo)向柱、第二級導(dǎo)向柱和第三級導(dǎo)向柱；

第一級導(dǎo)向柱與第一級絲杠的自由端固定連接，第一級導(dǎo)向柱與第二級絲杠的內(nèi)表面相對滑動，且當(dāng)?shù)谝患壜菽高\動至與第一級導(dǎo)向柱接觸時，第一級導(dǎo)向柱將第一級絲杠的轉(zhuǎn)動傳遞于第二級絲杠；

第二級導(dǎo)向柱與第二級絲杠的自由端固定連接，第二級導(dǎo)向柱與第三級絲杠的內(nèi)表面相對滑動，且，當(dāng)?shù)诙壜菽高\動至與第二級導(dǎo)向柱接觸時，第二級導(dǎo)向柱將第二級絲杠的轉(zhuǎn)動傳遞于所述第三級絲杠；

第三級導(dǎo)向柱與第三級絲杠的自由端固定連接，第三級導(dǎo)向柱與第四級臂的內(nèi)表面相對滑動。

一種實施例中，第一級臂內(nèi)腔均勻分布三個矩形槽；第二級臂內(nèi)腔均勻分布三個矩形槽，外壁均勻分布三個矩形鍵；第三級臂內(nèi)腔均勻分布三個矩形槽，外壁均勻分布三個矩形鍵；第四級臂外壁均勻分布三個矩形鍵；

第二級臂外壁的矩形鍵與第一級臂內(nèi)腔的矩形槽配合；

第三級臂外壁的矩形鍵與第二級臂內(nèi)腔的矩形槽配合；

第四級臂外壁的矩形鍵與第三級臂內(nèi)腔的矩形槽配合。

一種實施例中，第一/第二伸縮機械臂還包括限位塊，限位塊分別安裝于第二級臂靠近第一級螺母的端面和第三級臂靠近第二級螺母的端面。

一種實施例中，限位塊分別安裝于第二級臂外壁的矩形鍵和第三級臂外壁的矩形鍵。

依據(jù)上述實施例的雙向伸縮機械臂，由于第一伸縮機械臂和第二伸縮機械臂的伸縮方向相反，且為多級伸縮，滿足了變拓?fù)錂C構(gòu)對穩(wěn)固承載、大伸縮比和傳動簡單可靠的伸縮。

附圖說明

圖1為雙向伸縮機械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為雙向伸縮機械臂的伸展結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為雙向伸縮機械臂的收縮結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為雙向伸縮機械臂的剖視圖；

圖5(a)為第一級臂結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5(b)為第二/第三級臂結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5(c)為第四級臂結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為限位塊安裝示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。

本例提供一種多級空心絲杠傳動的雙向伸縮機械臂，其整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括殼體1、第一驅(qū)動裝置2、第二驅(qū)動裝置、第一傳動裝置3、第二傳動裝置、第一伸縮機構(gòu)臂4和第二伸縮機械臂5。

其中，第一伸縮機構(gòu)臂4和第二伸縮機械臂5結(jié)構(gòu)相同，第一伸縮機械臂4和第二伸縮機械臂5并列安裝于殼體1內(nèi)，且第一伸縮機械臂4和第二伸縮機械臂5的伸縮方向相反；第一驅(qū)動裝置2和第二驅(qū)動裝置分別安裝于殼體1內(nèi)，第一驅(qū)動裝置2驅(qū)動第一傳動裝置3帶動第一伸縮機械臂4多級伸縮，第二驅(qū)動裝置驅(qū)動第二傳動裝置帶動第二伸縮機械臂5多級伸縮，從而實現(xiàn)機械臂雙向多級伸縮的目的，收縮圖如圖2所示，伸展圖如圖3所示。

具體的，以第一伸縮機械臂4為例進行具體說明其結(jié)構(gòu)及工作過程，雙向伸縮機械臂的剖視圖如圖4所示，第一伸縮機械臂4包括：固定底座401、法蘭402、第一級螺母403、第二級螺母404、第三級螺母405、以及從外向內(nèi)依次套裝的第一級臂406、第二級臂407、第三級臂408、第四級臂409、第三級絲杠410、第二級絲杠411和第一級絲杠412；固定底座401安裝于殼體1的一端面，第一級臂406固定安裝于固定底座401上，第一級絲杠412一端通過軸承安裝于固定底座401上，另一端伸入第二級絲杠411內(nèi)，第一級絲杠412可相對固定底座401轉(zhuǎn)動；第二級絲杠411一端與第一級螺母403固定連接，另一端伸入第三級絲杠410，當(dāng)?shù)谝患壗z杠412轉(zhuǎn)動時，第一級螺母403與第一級絲杠412配合并相對于第一級絲杠412轉(zhuǎn)動，同時帶動第二級絲杠411和第二級臂407伸縮運動；第三級絲杠410一端與第二級螺母404固定連接，另一端伸入第四級臂409內(nèi)，且，第二級螺母404與第二級絲杠411配合相對于第二級絲杠411轉(zhuǎn)動并帶動第三級絲杠410和第三級臂408伸縮運動；第四級臂409一端與第三級螺母405固定連接，另一端與法蘭402固定連接，且，第三級螺母405與第三級絲杠410配合相對于第三級絲杠410轉(zhuǎn)動并帶動第四級臂409伸縮運動。

第一伸縮機械臂4伸出時，為了實現(xiàn)第一級絲杠412將自身轉(zhuǎn)動力傳遞給第二級絲杠411，第二級絲杠411將自身轉(zhuǎn)動力傳遞給第三級絲杠410，及第三 級絲杠410將自身轉(zhuǎn)動力傳遞給第四級臂409，第一/第二伸縮機械臂還包括第一級導(dǎo)向柱413、第二級導(dǎo)向柱414和第三級導(dǎo)向柱415；第一級導(dǎo)向柱413與第一級絲杠412的自由端固定連接，在第二級絲杠411相對于第一級絲杠412直線運動的過程中，第一級導(dǎo)向柱413與第二級絲杠411的內(nèi)表面相對滑動，當(dāng)?shù)谝患壜菽?03運動至與第一級導(dǎo)向柱413接觸時，第一級導(dǎo)向柱413將第一級絲杠413的轉(zhuǎn)動通過第一級螺母403傳遞于第二級絲杠411；第二級導(dǎo)向柱414與第二級絲杠411的自由端固定連接，在第三級絲杠410相對于第二級絲杠411直線運動的過程中，第二級導(dǎo)向柱414與第三級絲杠410的內(nèi)表面相對滑動，當(dāng)?shù)诙壜菽?04運動至與第二級導(dǎo)向柱414接觸時，第二級導(dǎo)向柱414將第二級絲杠411的轉(zhuǎn)動通過第二級螺母404傳遞于第三級絲杠410；第三級導(dǎo)向柱415與第三級絲杠410的自由端固定連接，在第四級臂409相對第三級絲杠410直線運動的過程中，第三級導(dǎo)向柱415與第四級臂409的內(nèi)表面相對滑動。

進一步，第一級導(dǎo)向柱413、第二級導(dǎo)向柱414和第三級導(dǎo)向柱415在滑動的過程中還起到導(dǎo)向的作用。

由于第一級螺母403、第二級螺母404和第三級螺母405在轉(zhuǎn)動的過程中，還分別帶動第二級臂407、第三級臂408和第四級臂409伸縮，為了實現(xiàn)第一級臂406、第二級臂407、第三級臂408和第四級臂409之間的相對平移，防止因相互轉(zhuǎn)動而無法實現(xiàn)伸縮，如圖4所示，本例的第一級臂406內(nèi)腔均勻分布三個矩形槽4061；第二級臂407內(nèi)腔均勻分布三個矩形槽4071，外壁均勻分布三個矩形鍵4072；第三級臂408內(nèi)腔均勻分布三個矩形槽4081，外壁均勻分布三個矩形鍵4082；第四級臂409外壁均勻分布三個矩形鍵4091；第二級臂407外壁的矩形鍵4072與第一級臂406內(nèi)腔的矩形槽4061配合；第三級臂408外壁的矩形鍵4082與第二級臂407內(nèi)腔的矩形槽4071配合；第四級臂409外壁的矩形鍵4091與第三級臂408內(nèi)腔的矩形槽4081配合。

進一步，在第一級螺母403和第二級螺母404轉(zhuǎn)動的過程中，為了第二級臂407和第三級臂408能順利實現(xiàn)收縮，本例的第一/第二伸縮機械臂還包括限位塊416，限位塊416分別安裝于第二級臂407靠近第一級螺母403的端面和第三級臂408靠近第二級螺母404的端面，限位塊416分別安裝于第二級臂407外壁的矩形鍵4072和第三級臂408外壁的矩形鍵4082上，具體的，限位塊416安裝于第三級臂408的示意圖如圖6所示，且，第一級螺母403的邊沿位于限位塊416和第二級臂407之間，第一級螺母403相對于第二級臂407相對轉(zhuǎn)動，同樣的，第二級螺母404的邊沿位于限位塊416和第三級臂408之間，第二級螺母404相對于第三級臂408相對轉(zhuǎn)動。

本例提供的雙向伸縮機械臂能實現(xiàn)雙向多級伸縮，伸縮比大、傳動簡單可靠。

以上應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明進行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。