适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置

摘要

本发明公开了一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，包括具有人字形的导向槽的支撑座、两条左右对称安装于支撑座的啮合链侧和锁止链侧、链条驱动机构，啮合链侧和锁止链侧经由导向槽分别贯穿于支撑座的左右两侧，且在导向槽的顶部锁紧啮合形成刚性支承体，刚性支承体安装有负载连接板；锁止链侧包括多个依次铰接的锁止链节，锁止链节包括锁止侧本体及两个对称安装于锁止侧本体两侧的锁止组件；啮合链侧包括多个依次铰接的啮合链节，啮合链节包括啮合侧本体，啮合侧本体凸设有啮合凸块，啮合凸块设有锁止插孔；支撑座的右侧设有两个解锁驱动导轨；本发明能解决现有技术中存在伸缩比较小的问题，适应需求较大伸缩比且负载较大的场合。

权利要求

1.一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，其特征在于，包括具有人字形的导向槽（11）的支撑座（1）、两条左右对称安装于支撑座（1）的啮合链侧（2）和锁止链侧（3）、设于支撑座（1）上并用于驱动锁止链侧（3）上下移动的链条驱动机构（4），所述啮合链侧（2）和锁止链侧（3）经由导向槽（11）分别贯穿于支撑座（1）的左右两侧，且在所述导向槽（11）的顶部锁紧啮合形成刚性支承体（5），所述刚性支承体（5）的顶部安装有负载连接板（6）；

所述锁止链侧（3）包括多个自上而下依次铰接在一起的锁止链节（31），所述锁止链节（31）包括锁止侧本体（311）以及两个对称安装于锁止侧本体（311）两侧的锁止组件（312），所述锁止侧本体（311）开设有啮合口（3111），所述锁止组件（312）包括锁止销（3121）、导向盖（3122）、锁止压紧弹簧（3123）和拉盘（3124），所述锁止销（3121）活动穿设于锁止侧本体（311）内，所述锁止压紧弹簧（3123）套设于锁止销（3121）上，所述导向盖（3122）套设于锁止销（3121）的一端后固定在锁止侧本体（311），所述拉盘（3124）固定在锁止销（3121）的一端并位于锁止侧本体（311）外，所述锁止压紧弹簧（3123）的两端分别抵接在锁止销（3121）和导向盖（3122）上，在所述锁止压紧弹簧（3123）的作用下，所述锁止销（3121）的另一端伸入啮合口（3111）内；

所述啮合链侧（2）包括多个自上而下依次铰接在一起的啮合链节（21），所述啮合链节（21）包括啮合侧本体（211），所述啮合侧本体（211）的下表面凸设有与啮合口（3111）匹配的啮合凸块（212），所述啮合凸块（212）设有与两个锁止组件（312）的锁止销（3121）配合的锁止插孔（213）；

所述支撑座（1）的导向槽（11）的右侧设有两个分别与两个锁止组件（312）的拉盘（3124）配合的解锁驱动导轨（12）。

2.根据权利要求1所述的一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，其特征在于，所述负载连接板（6）上安装有压电微动片（7）。

3.根据权利要求1所述的一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，其特征在于，所述链条驱动机构（4）包括电机安装板（41）、驱动电机（42）和驱动链轮（43），所述电机安装板（41）固定在支撑座（1）上，所述驱动电机（42）固定在电机安装板（41）上，所述驱动链轮（43）与驱动电机（42）的输出端固定连接，所述驱动链轮（43）穿过支撑座（1）后与锁止链侧（3）的啮合口（3111）啮合。

4.根据权利要求1所述的一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，其特征在于，所述解锁驱动导轨（12）的上端和下端均设有驱动斜面（121）。

5.根据权利要求1所述的一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，其特征在于，所述导向槽（11）的右侧间隔设有多个与锁止链侧（3）配合的第一支撑辊轮（8）。

6.根据权利要求1所述的一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，其特征在于，所述导向槽（11）的顶部设有两个与刚性支承体（5）左右两侧配合的第二支撑辊轮（9）。

7.根据权利要求1所述的一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，其特征在于，所述锁止侧本体（311）的上端设有锁止铰接耳（3112），所述锁止侧本体（311）的下端设有锁止侧U形缺口（3113），所述锁止侧U形缺口（3113）的两端之间穿设有铰接销轴，所述锁止铰接耳（3112）通过相邻锁止链节（31）的铰接销轴铰接在相邻锁止链节（31）的锁止侧U形缺口（3113）上，所述铰接销轴与另一个相邻锁止链节（31）的锁止铰接耳（3112）铰接在该锁止侧本体（311）的锁止侧U形缺口（3113）上。

8.根据权利要求1‑7中任一项所述的一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，其特征在于，所述啮合侧本体（211）的上端设有啮合铰接耳（2111），所述啮合侧本体（211）的下端开有啮合侧U形缺口（2112），所述啮合侧U形缺口（2112）的两端之间穿设有铰接销轴，所述啮合铰接耳（2111）通过相邻啮合链节（21）的铰接销轴铰接在相邻啮合链节（21）的啮合侧U形缺口（2112）上，所述铰接销轴与另一个相邻啮合链节（21）的啮合铰接耳（2111）铰接在该啮合侧本体（211）的啮合侧U形缺口（2112）上。

说明书

适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置。

背景技术

[0002] 目前，常用的顶升装置，如气缸、Z型臂、X型臂等机构，能够实现稳定可靠的伸缩顶升功能，虽然都能够提供刚性顶升，但是它们的伸缩比（伸出长度与压缩长度的比值）都比
较小。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置。

[0004] 为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

[0005] 一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，包括具有人字形的导向槽的支撑座、两条左右对称安装于支撑座的啮合链侧和锁止链侧、设于支撑座上并用
于驱动锁止链侧上下移动的链条驱动机构，所述啮合链侧和锁止链侧经由导向槽分别贯穿
于支撑座的左右两侧，且在所述导向槽的顶部锁紧啮合形成刚性支承体，所述刚性支承体
的顶部安装有负载连接板；

[0006] 所述锁止链侧包括多个自上而下依次铰接在一起的锁止链节，所述锁止链节包括锁止侧本体以及两个对称安装于锁止侧本体两侧的锁止组件，所述锁止侧本体开设有啮合
口，所述锁止组件包括锁止销、导向盖、锁止压紧弹簧和拉盘，所述锁止销活动穿设于锁止
侧本体内，所述锁止压紧弹簧套设于锁止销上，所述导向盖套设于锁止销的一端后固定在
锁止侧本体，所述拉盘固定在锁止销的一端并位于锁止侧本体外，所述锁止压紧弹簧的两
端分别抵接在锁止销和导向盖上，在所述锁止压紧弹簧的作用下，所述锁止销的另一端伸
入啮合口内；

[0007] 所述啮合链侧包括多个自上而下依次铰接在一起的啮合链节，所述啮合链节包括啮合侧本体，所述啮合侧本体的下表面凸设有与啮合口匹配的啮合凸块，所述啮合凸块设
有与两个锁止组件的锁止销配合的锁止插孔；

[0008] 所述支撑座的导向槽的右侧设有两个分别与两个锁止组件的拉盘配合的解锁驱动导轨。

[0009] 其中，所述负载连接板上安装有压电微动片。

[0010] 其中，所述链条驱动机构包括电机安装板、驱动电机和驱动链轮，所述电机安装板固定在支撑座上，所述驱动电机固定在电机安装板上，所述驱动链轮与驱动电机的输出端
固定连接，所述驱动链轮穿过支撑座后与锁止链侧的啮合口啮合。

[0011] 其中，所述解锁驱动导轨的上端和下端均设有驱动斜面。

[0012] 其中，所述导向槽的右侧间隔设有多个与锁止链侧配合的第一支撑辊轮。

[0013] 其中，所述导向槽的顶部设有两个与刚性支承体左右两侧配合的第二支撑辊轮。

[0014] 其中，所述锁止侧本体的上端设有锁止铰接耳，所述锁止侧本体的下端设有锁止侧U形缺口，所述锁止侧U形缺口的两端之间穿设有铰接销轴，所述锁止铰接耳通过相邻锁
止链节的铰接销轴铰接在相邻锁止链节的锁止侧U形缺口上，所述铰接销轴与另一个相邻
锁止链节的锁止铰接耳铰接在该锁止侧本体的锁止侧U形缺口上。

[0015] 其中，所述啮合侧本体的上端设有啮合铰接耳，所述啮合侧本体的下端开有啮合侧U形缺口，所述啮合侧U形缺口的两端之间穿设有铰接销轴，所述啮合铰接耳通过相邻啮
合链节的铰接销轴铰接在相邻啮合链节的啮合侧U形缺口上，所述铰接销轴与另一个相邻
啮合链节的啮合铰接耳铰接在该啮合侧本体的啮合侧U形缺口上。

[0016] 本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明利用锁止链侧的锁止链节与啮合链侧的啮合链节在人字形的导向槽内配合解锁驱动导轨自动实现锁紧啮合形成刚性支承
体，从而实现对外界负载的刚性顶升，能够提供更大的刚性支撑，且具有高伸缩比，结构简
单，负载能力强的特点，解决现有技术中存在伸缩比较小的问题，适应需求较大伸缩比且负
载较大的场合。

附图说明

[0017] 图1是本发明的结构示意图；

[0018] 图2是本发明的锁止链节的结构示意图；

[0019] 图3是本发明的锁止链节的分解示意图；

[0020] 图4是本发明的啮合链节的结构示意图；

[0021] 图5是本发明的支撑座的结构示意图；

[0022] 图6是本发明的支撑座的俯视图；

[0023] 图7是图6中沿A‑A方向的剖面示意图；

[0024] 附图标记说明：1‑支撑座；11‑导向槽；12‑解锁驱动导轨；121‑驱动斜面；2‑啮合链侧；21‑啮合链节；211‑啮合侧本体；2111‑啮合铰接耳；2112‑啮合侧U形缺口；212‑啮合凸
块；213‑锁止插孔；3‑锁止链侧；31‑锁止链节；311‑锁止侧本体；3111‑啮合口；3112‑锁止铰
接耳；3113‑锁止侧U形缺口；312‑锁止组件；3121‑锁止销；3122‑导向盖；3123‑锁止压紧弹
簧；3124‑拉盘；4‑链条驱动机构；41‑电机安装板；42‑驱动电机；43‑驱动链轮；5‑刚性支承
体；6‑负载连接板；7‑压电微动片；8‑第一支撑辊轮；9‑第二支撑辊轮。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

[0026] 如图1至图7所示，本实施例所述的一种适用高伸缩比高精度高刚性支撑场合的机器人顶升装置，包括具有人字形的导向槽11的支撑座1、两条左右对称安装于支撑座1的啮
合链侧2和锁止链侧3、设于支撑座1上并用于驱动锁止链侧3上下移动的链条驱动机构4，所
述啮合链侧2和锁止链侧3经由导向槽11分别贯穿于支撑座1的左右两侧，且在所述导向槽
11的顶部锁紧啮合形成刚性支承体5，所述刚性支承体5的顶部安装有负载连接板6；

[0027] 所述锁止链侧3包括多个自上而下依次铰接在一起的锁止链节31，所述锁止链节31包括锁止侧本体311以及两个对称安装于锁止侧本体311两侧的锁止组件312，所述锁止
侧本体311开设有啮合口3111，所述锁止组件312包括锁止销3121、导向盖3122、锁止压紧弹
簧3123和拉盘3124，所述锁止销3121活动穿设于锁止侧本体311内，所述锁止压紧弹簧3123
套设于锁止销3121上，所述导向盖3122套设于锁止销3121的一端后固定在锁止侧本体311，
所述拉盘3124固定在锁止销3121的一端并位于锁止侧本体311外，所述锁止压紧弹簧3123
的两端分别抵接在锁止销3121和导向盖3122上，在所述锁止压紧弹簧3123的作用下，所述
锁止销3121的另一端伸入啮合口3111内；

[0028] 所述啮合链侧2包括多个自上而下依次铰接在一起的啮合链节21，所述啮合链节21包括啮合侧本体211，所述啮合侧本体211的下表面凸设有与啮合口3111匹配的啮合凸块
212，所述啮合凸块212设有与两个锁止组件312的锁止销3121配合的锁止插孔213；

[0029] 所述支撑座1的导向槽11的右侧设有两个分别与两个锁止组件312的拉盘3124配合的解锁驱动导轨12。

[0030] 本实施例的工作方式是：在链条驱动机构4的作用下，锁止链侧3与啮合链侧2在支撑座1的导向槽11顶部锁紧啮合形成刚性支承体5，并带动负载连接板6上升，为外界负载提
供刚性支撑，进而带动安装在负载连接板6上的外界负载做顶升运动，如此实现将链条驱动
机构4的驱动力转化为外界负载的顶升运动；同理在下降过程时，锁止链侧3与啮合链侧2之
间经由支撑座1的导向槽11顶部逐渐分离，从而带动外界负载下降；

[0031] 具体地，锁止链侧3在链条驱动机构4的作用下，会沿着支撑座1的导向槽11向上顶出，在锁止链节31进入导向槽11下端时，锁止组件312的拉盘3124进入支撑座1的解锁驱动
导轨12，进而拉动锁止销3121，使得锁止销3121从啮合口3111内拉出，而锁止压紧弹簧3123
被压缩，随着锁止链侧3的移动，啮合链侧2的啮合链节21与锁止链侧3的锁止链节31在导向
槽11的顶部相遇，且啮合链节21的啮合凸块212嵌入锁止链节31的啮合口3111内，同时锁止
组件312的拉盘3124逐渐从解锁驱动导轨12滑出，使得锁止销3121在锁止压紧弹簧3123下
朝向啮合口3111伸出，即锁止链节31两侧的锁止销3121均伸出，并插入啮合凸块212的锁止
插孔213内，从而将锁止链节31与啮合链节21锁紧啮合在一起形成刚性支承体5，即锁止链
侧3与啮合链侧2由柔性变位刚性状态，随着链条驱动机构4的不断带动，锁止链侧3的锁止
链节31对应与啮合链侧2的啮合链节21一一对应锁紧啮合，使得刚性支承体5的长度不断增
加并向上顶升，由于伸缩比大小与锁止链节31和啮合链节21的数量成正比，因而伸缩比可
以达到很高的水平，从而推动负载连接板6上的外界负载做顶升运动；而缩回过程与顶升过
程相反，刚性支承体5下降至导向槽11的上端时，锁止侧本体311两侧的拉盘3124对应嵌入
解锁驱动导轨12内，将锁止销3121从锁止插孔213内拉伸，即松开啮合侧本体211，随着锁止
链侧3的带动，啮合链侧2和锁止链侧3分别进入导向槽11的左右两侧，从而实现锁止链节31
与啮合链节21的分离，实现外界负载位移的下降。

[0032] 本实施例利用锁止链侧3的锁止链节31与啮合链侧2的啮合链节21在人字形的导向槽11内配合解锁驱动导轨12自动实现锁紧啮合形成刚性支承体5，从而实现对外界负载
的刚性顶升，能够提供更大的刚性支撑和更高的伸缩比，且具有结构简单，负载能力强的特
点，解决现有技术中存在伸缩比较小的问题，适应需求较大伸缩比且负载较大的场合。

[0033] 另外，本实施例在锁止链侧3设置链条驱动机构4，便可实现锁止链侧3与啮合链侧2的驱动，简化结构，成本低，保证锁止链侧3与啮合链侧2的同步；同时锁止链节31与啮合链
节21的锁紧啮合与分离通过导向槽11的解锁驱动导轨12自动控制，无需外部提供动力，结
构简单，效率高，成本低。

[0034] 相比于采用磁性吸附或/和抓扣的方式来使得锁止链节31与啮合链节21锁紧，本实施例利用锁止链节31两侧的锁止销3121插入啮合链节21的啮合凸块212的锁止插孔213
内，进而使得锁止链节31与啮合链节21更牢固锁紧啮合在一起，使锁止链节31与啮合链节
21在提供刚性支撑时不脱离，保证刚性支承体5提供更高的刚性支撑，能够适应于外界负载
很大的场合。

[0035] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1至图3所示，所述锁止侧本体311的上端设有锁止铰接耳3112，所述锁止侧本体311的下端设有锁止侧U形缺口3113，所述锁止侧U
形缺口3113的两端之间穿设有铰接销轴，所述锁止铰接耳3112通过相邻锁止链节31的铰接
销轴铰接在相邻锁止链节31的锁止侧U形缺口3113上，所述铰接销轴与另一个相邻锁止链
节31的锁止铰接耳3112铰接在该锁止侧本体311的锁止侧U形缺口3113上。如此，多个锁止
链节31自上而下依次连接在一起形成锁止链侧3。

[0036] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1和图4所示，所述啮合侧本体211的上端设有啮合铰接耳2111，所述啮合侧本体211的下端开有啮合侧U形缺口2112，所述啮合侧U
形缺口2112的两端之间穿设有铰接销轴，所述啮合铰接耳2111通过相邻啮合链节21的铰接
销轴铰接在相邻啮合链节21的啮合侧U形缺口2112上，所述铰接销轴与另一个相邻啮合链
节21的啮合铰接耳2111铰接在该啮合侧本体211的啮合侧U形缺口2112上。如此，多个啮合
链节21自上而下依次连接在一起形成啮合链侧2。

[0037] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1所示，所述负载连接板6上安装有压电微动片7；如此设置，能够对刚性支承体5的顶升进行末端误差补偿，提高整个装置的位移精
度。

[0038] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1所示，所述链条驱动机构4包括电机安装板41、驱动电机42和驱动链轮43，所述电机安装板41固定在支撑座1上，所述驱动电机42
固定在电机安装板41上，所述驱动链轮43与驱动电机42的输出端固定连接，所述驱动链轮
43穿过支撑座1后与锁止链侧3的啮合口3111啮合。工作时，驱动电机42带动驱动链轮43转
动，驱动链轮43的齿牙与锁止链节31的啮合口3111配合，进而将动力传递至锁止链侧3，使
得锁止链侧3移动，结构简单。针对现有采用两个驱动链轮43的方式，即采用锁止链侧3设置
一个驱动链轮43和啮合链侧2设置一个驱动链轮43、两个驱动链轮43之间利用传动链或传
动带的方式实现联动，由于链轮与链轮之间是有间隙的，这就导致了两侧会存在不同步的
问题，而本实施例的驱动方式能够确保锁止链侧3与啮合链侧2同步移动。

[0039] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图7所示，所述解锁驱动导轨12的上端和下端均设有驱动斜面121。当锁止链节31两侧的拉盘3124进入导向槽11内时，解锁驱动导轨
12下端的驱动斜面121引导拉盘3124进入解锁驱动导轨12上，进而拉动锁止销3121从啮合
口3111内收回，为啮合凸块212嵌入啮合口3111做准备，当啮合凸块212逐渐嵌入啮合口
3111内时，锁止链节31两侧的拉盘3124进入解锁驱动导轨12上端的驱动斜面121，使得锁止
销3121在锁止压紧弹簧3123的作用下逐渐朝向啮合口3111内伸出，并对应伸入啮合凸块
212的锁止插孔213内，自动实现啮合链节21与锁止链节31锁紧啮合在一起，减少外部控制
装置，提高运作效率。

[0040] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1所示，所述导向槽11的右侧间隔设有多个与锁止链侧3配合的第一支撑辊轮8。第一支撑辊轮8的数量根据导向槽11的长度设置，
如此能够减小锁止链侧3与支撑座1之间的摩擦，提高使用寿命。

[0041] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1所示，所述导向槽11的顶部设有两个与刚性支承体5左右两侧配合的第二支撑辊轮9。如此设置，能够减少刚性支承体5两侧面与
支撑座1之间的摩擦，提高使用寿命。

[0042] 以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。