自動化儀器通用機械臂的製作方法

2023-06-15 06:24:56

專利名稱：自動化儀器通用機械臂的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械臂，具體地說是一種自動化儀器通用機械臂。

背景技術：
目前各種自動化檢測儀器普遍採用機械臂完成自動加液、取樣、移位、裝夾等 動作，但各儀器上使用的機械臂多為專用產品，在生產時就已設定好了旋轉角度及垂直 位移，只可供一種儀器使用，不具備兼容性，生產廠家需生產多種型號的機械臂產品來 供給各種不同的儀器使用，生產成本較高。

發明內容
本發明的目的是提供一種自動化儀器通用機械臂，它的旋轉角度及垂直位移均 可根據需要進行調節，兼容性高，適用於多種自動化儀器。本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現包括立板，立板上設置滑 軌，滑軌上安裝滑塊，滑塊與旋轉支座連接，旋轉支座上安裝轉軸、旋轉驅動裝置和測 速傳感器，轉軸與旋轉驅動裝置連接，轉軸頂端安裝旋轉臂，立板底部安裝升降驅動裝 置，升降驅動裝置與旋轉支座連接，旋轉支座上設置光電擋塊，立板上安裝第一光電傳 感器和第二光電傳感器，第一光電傳感器和第二光電傳感器分別通過位置調節裝置與立 板連接。所述旋轉驅動裝置有一個安裝在旋轉支座上的步進電機，步進電機的輸出軸 上安裝第一同步輪，第一同步輪通過同步帶與第二同步輪連接，第二同步輪安裝在轉軸 上。所述升降驅動裝置有一個與立板連接的底座，底座上安裝直線步進電機，直線步進 電機的螺杆頂端與旋轉支座接觸。所述位置調節裝置有一個開設在滑軌側面的滑槽，滑 槽內分別安裝第一滑動片和第二滑動片，第一滑動片上安裝第一光電傳感器，第二滑動 片上安裝第二光電傳感器。所述轉軸是空心轉軸。轉軸的底端與旋轉支座之間安裝推力 球軸承。本發明的優點在於旋轉驅動裝置的旋轉角度及升降驅動裝置的垂直位移均可 根據實際需要進行調整，可滿足多種自動化儀器的使用需要，兼容性強，便於企業批量 生產，大幅度降低了生產成本；旋轉及升降時定位精確，噪音低；操作方便、位置可微調等。


圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式本發明所述的自動化儀器通用機械臂包括立板1，立板1上設置滑軌2，滑軌2 上安裝滑塊3，滑塊3與旋轉支座4連接，旋轉支座4上安裝轉軸5、旋轉驅動裝置和測 速傳感器16，轉軸5與旋轉驅動裝置連接，轉軸5頂端安裝旋轉臂6，立板1底部安裝升降驅動裝置，升降驅動裝置與旋轉支座4連接，旋轉支座4上設置光電擋塊13，立板1上 安裝第一光電傳感器14和第二光電傳感器15，第一光電傳感器14和第二光電傳感器15 分別通過位置調節裝置與立板1連接。旋轉臂6同轉軸5 —起在旋轉驅動裝置的驅動下 旋轉，測速傳感器16能夠檢測旋轉驅動裝置的轉速，並結合旋轉驅動裝置的運行時間計 算出旋轉角度，當旋轉驅動裝置的旋轉角度達到預先設定值時自動停止，旋轉角度的設 定值可根據不同儀器的需要來進行設定。旋轉支座4可帶動轉軸5及旋轉臂6沿滑軌2 在升降驅動裝置的驅動下沿垂直方向升降，光電擋塊13隨旋轉支座4 一同升降，在上升 過程中，當光電擋塊13上升至第一光電傳感器14的測量位置時，第一光電傳感器14向 升降驅動裝置發出到位信號，提示已上升至預定位置，升降驅動裝置停止工作；在下降 過程中，當光電擋塊13下降至第二光電傳感器15的測量位置時，第二光電傳感器15向 升降驅動裝置發出到位信號，提示已下降至預定位置，升降驅動裝置停止工作。第一光 電傳感器14和第二光電傳感器15的位置可通過位置調節裝置進行調節，通過調節第一光 電傳感器14和第二光電傳感器15的位置來控制升降驅動裝置的垂直位移，以滿足各種不 同儀器的需要。
本發明所述的旋轉驅動裝置可以採用多種結構，其中優選的結構為所述旋轉 驅動裝置有一個安裝在旋轉支座4上的步進電機7，步進電機7的輸出軸上安裝第一同步 輪8，第一同步輪8通過同步帶9與第二同步輪10連接，第二同步輪10安裝在轉軸5上。 這種結構具有定位精確，噪音低等優點。當然本發明所述的旋轉驅動裝置還可以採用普 通電機驅動，或採用齒輪或鏈輪、鏈條結構進行傳動，但這些結構定位精確度較低，噪 音較大，與優選方案有所差距。本發明所述的升降驅動裝置可以採用多種結構，其中優選的結構為所述升降 驅動裝置有一個與立板1連接的底座11，底座11上安裝直線步進電機12，直線步進電機 12的螺杆頂端與旋轉支座4接觸。這種結構具有垂直行程長、定位精確、成本低廉等優 點。當然本發明所述的升降驅動裝置還可以採用步進電機帶動同步輪、同步帶或帶動絲 槓螺母機構等多種結構驅動，但這些結構在垂直行程、定位精確程度以及成本方面均與 優選方案有所差距。本發明所述的位置調節裝置用於調節第一光電傳感器14和第二光電傳感器15的 垂直位置，為實現這一功能，可採用多種結構實現，其中優選的結構為所述位置調節 裝置有一個開設在滑軌2側面的滑槽17，滑槽17內分別安裝第一滑動片18和第二滑動 片19，第一滑動片18上安裝第一光電傳感器14，第二滑動片19上安裝第二光電傳感器 15。這種結構具有操作方便、位置可微調的優點。當然本發明所述的位置調節裝置還可 以採用其它多種結構實現，例如可在立板1上設置多個定位孔，在第一光電傳感器14和 第二光電傳感器15上分別設置定位銷，使用時將定位銷插入相應位置的定位孔內進行定 位，通過選擇不同位置的定位孔來實現調節位置的目的，但這種結構操作較為繁瑣，並 且位置不能微調，因此與優選方案有所差距。本發明為了進一步提高兼容性，可將本發明所述的轉軸5製成空心轉軸，空心 轉軸的空腔可用於存放與旋轉臂6連接的導線、吸液管或牽引繩等部件，可供各種不同 功能的儀器使用。本發明為了減小轉軸5與旋轉支座4之間的摩擦力，可在轉軸5的底端與旋轉支座4之間安裝推力球軸承20，推力球軸承20能夠有效減小轉軸5與旋轉支座4之間的摩 擦力，並且不受軸向壓力影響，可確保轉軸5順暢轉動。
權利要求
1.自動化儀器通用機械臂，其特徵在於包括立板(1)，立板(1)上設置滑軌(2)， 滑軌(2)上安裝滑塊(3)，滑塊(3)與旋轉支座(4)連接，旋轉支座(4)上安裝轉軸(5)、 旋轉驅動裝置和測速傳感器(16)，轉軸(5)與旋轉驅動裝置連接，轉軸(5)頂端安裝旋 轉臂(6)，立板(1)底部安裝升降驅動裝置，升降驅動裝置與旋轉支座(4)連接，旋轉支 座(4)上設置光電擋塊(13)，立板(1)上安裝第一光電傳感器(14)和第二光電傳感器 (15)，第一光電傳感器(14)和第二光電傳感器(15)分別通過位置調節裝置與立板(1)連 接。
2.根據權利要求1所述的自動化儀器通用機械臂，其特徵在於所述旋轉驅動裝置 有一個安裝在旋轉支座(4)上的步進電機(7)，步進電機(7)的輸出軸上安裝第一同步輪 (8)，第一同步輪⑶通過同步帶(9)與第二同步輪(10)連接，第二同步輪(10)安裝在 轉軸(5)上。
3.根據權利要求1所述的自動化儀器通用機械臂，其特徵在於所述升降驅動裝置 有一個與立板(1)連接的底座(11)，底座(11)上安裝直線步進電機(12)，直線步進電機 (12)的螺杆頂端與旋轉支座(4)接觸。
4.根據權利要求1所述的自動化儀器通用機械臂，其特徵在於所述位置調節裝置 有一個開設在滑軌(2)側面的滑槽(17)，滑槽(17)內分別安裝第一滑動片(18)和第二滑 動片(19)，第一滑動片(18)上安裝第一光電傳感器(14)，第二滑動片(19)上安裝第二 光電傳感器(15)。
5.根據權利要求1或2所述的自動化儀器通用機械臂，其特徵在於所述轉軸(5)是空心轉軸。
6.根據權利要求1或2所述的自動化儀器通用機械臂，其特徵在於轉軸(5)的底端 與旋轉支座(4)之間安裝推力球軸承(20)。
全文摘要
本發明提供了一種自動化儀器通用機械臂，包括立板，立板上設置滑軌，滑軌上安裝滑塊，滑塊與旋轉支座連接，旋轉支座上安裝轉軸、旋轉驅動裝置和測速傳感器，轉軸與旋轉驅動裝置連接，轉軸頂端安裝旋轉臂，立板底部安裝升降驅動裝置，升降驅動裝置與旋轉支座連接，旋轉支座上設置光電擋塊，立板上安裝第一光電傳感器和第二光電傳感器，第一光電傳感器和第二光電傳感器分別通過位置調節裝置與立板連接。本發明的旋轉角度及垂直位移均可根據需要進行調節，兼容性高，適用於多種自動化儀器。
文檔編號G01N35/00GK102023223SQ20101028517
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月17日 優先權日2010年9月17日
發明者顧華 申請人:顧華