一种并联杆伸缩臂的制作方法

1.本发明属于煤矿巡检技术领域，特别是指一种并联杆伸缩臂。


背景技术：

2.目前，煤矿巡检中，为了提高操作的效率、安全性及稳定性，巡检机器人正在逐步替代人工巡检，其主要依靠云台上的摄像装置来获得巡检环境的高清视频，可以在巡检环境中实现无人化操作。巡检机器人的主要结构包括：云台和云台升降机构，云台内置有红外、超声波等传感器元件，巡检时，需要不断的调整观察角度以获得良好的观察视野，云台升降机构需要往复升降。为了保证巡检效率和质量，云台升降机构的稳定性与可靠性至关重要。
3.现有的云台升降机构按其结构主要分为：齿轮齿条结构、多连杆结构、丝杆结构及交叉臂结构，齿轮齿条结构机械动力传递效率低且不适于粉尘较多的井下环境，丝杆结构当负重体积或重量较大时升降可靠性低，交叉臂结构多用于起重设备，结构相对复杂且成本较高，多连杆结构相对运行稳定且效率高但是现有的多连杆结构不适合连续往复运动，连续运行和往复运行通常会影响其结构的稳定性，使得传动不平稳、震动变大，最终导致云台信号传输出现晃动。
4.为此，本技术提出一种并联杆伸缩臂。


技术实现要素：

5.为解决以上现有技术的不足，本发明提出了一种并联杆伸缩臂。
6.本发明的技术方案是这样实现的：
7.一种并联杆伸缩臂，用于实现云台的升降，云台固定于云台支撑架的下表面，并联杆伸缩臂固定于云台支撑架的上表面，包括：固定底板、三个连杆伸缩单元、伸缩驱动机构和联动机构，三个连杆伸缩单元通过联动机构与伸缩驱动机构连接，固定底板与云台支撑架相对设置且固定底板的下表面与云台支撑架的上表面分别设置有上导向结构和下导向结构，三个连杆伸缩单元均垂直设置于固定底板与云台支撑架之间且呈三角形排列，三个连杆伸缩单元的顶端与上导向结构铰接、底端与下导向结构铰接；
8.三个连杆伸缩单元在伸缩驱动机构的作用下沿垂直方向伸缩，于此同时，连杆伸缩单元的顶端、底端分别在上导向结构和下导向结构的作用下在固定底板的下表面与云台支撑架的上表面沿水平方向运动。
9.进一步的，伸缩驱动机构包括：电机、升降滑块和丝杆，电机驱动丝杆转动并带动位于丝杆上的升降滑块在垂直方向上进行运动，所述联动机构一端与升降滑块铰接、一端与所述上导向结构铰接。
10.进一步的，所述上导向结构和所述下导向结构相同，均包括：均匀分布于丝杆轴向外周的三根导向杆，每根导向杆上均滑动连接有一个导向滑块，相邻的两个连杆伸缩单元的相邻底端及相邻的两个连杆伸缩单元的相邻顶端均铰接于同一个导向滑块上，相邻的两
个连杆伸缩单元除所述相邻顶端与所述相邻底端以外的相邻部分铰接。
11.进一步的，联动机构包括三个联动连接杆，三个联动连接杆的一端与升降滑块铰接、另一端与所述上导向结构的三个导向滑块分别铰接。
12.再进一步的，还包括若干万向节，相邻的两个连杆伸缩单元除相邻顶端与相邻底端以外的相邻部分通过万向节铰接。
13.进一步的，还包括连接件，连接件固定设置于导向滑块上，连接件上设置有一个用于与联动连接杆铰接的垂直连接端及两个用于与相邻的两个连杆伸缩单元的相邻顶端铰接的水平连接端。
14.进一步的，连杆伸缩单元由多个连杆单元在高度方向上首尾铰接构成，每个所述连杆单元由两根连杆呈x型铰接构成。
15.进一步的，还包括电机固定座，电机通过电机固定座固定设置于固定底板的下表面使得电机的输出轴与丝杆同轴设置。
16.与现有技术相比，本发明将三个连杆伸缩单元呈三角形排列并在其顶端与底端设置导向结构，使得其结构更加科学、运行更加平稳，最大化的避免了云台升降过程中的晃动，确保云台所拍摄的视频图像清晰，能满足连续往复运动的要求。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明的结构示意图；
19.图2为图1中的部分结构示意图。
20.图中：1、固定底板；2、导向杆安装座；3、导向滑块；4、导向杆；5、电机固定座；6、连杆伸缩单元；7、电机；8、升降滑块；9、联动连接杆；10、万向节；11、丝杆；12、连接件；13、云台；14、云台支撑架。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.如上所述，发明人在对云台升降机构的研究中发现，多连杆结构相对运行稳定且效率高，但是现有的多连杆结构不适合连续往复运动，连续运行和往复运行都会影响其结构的稳定性，使得传动不平稳、震动变大，最终导致云台信号传输出现晃动。
23.如图1和图2共同所示：为了解决上述技术问题，本技术的实施例提供了一种并联杆伸缩臂，用于实现云台13的升降，云台13固定于云台支撑架14的下表面且负载有各种用于采集环境信息的传感器(云台13为现有技术，并非本技术的改进之处，其具体结构不再赘述)，并联杆伸缩臂固定于云台支撑架14的上表面，包括：固定底板1、三个连杆伸缩单元6、
伸缩驱动机构和联动机构，三个连杆伸缩单元6通过联动机构与伸缩驱动机构连接，固定底板1与云台支撑架14相对设置且固定底板1的下表面与云台支撑架14的上表面分别设置有上导向结构和下导向结构，三个连杆伸缩单元6均垂直设置于固定底板1与云台支撑架14之间且呈三角形排列，三个连杆伸缩单元6的顶端与上导向结构铰接、底端与下导向结构铰接；
24.三个连杆伸缩单元6在伸缩驱动机构的作用下沿垂直方向伸缩，于此同时，连杆伸缩单元6的顶端、底端分别在上导向结构和下导向结构的作用下在固定底板1的下表面与云台支撑架14的上表面沿水平方向运动，如此实现了云台13的平稳升降，既有助于提高巡检效率，又有助于保证巡检质量，即避免升降不平稳导致晃动影响云台信号的不稳定传输。
25.其中：
26.伸缩驱动机构包括：电机7、升降滑块8和丝杆11，丝杆11上设置有丝杠螺母，升降滑块8固定连接于丝杠螺母上；
27.上导向结构和下导向结构相同，均包括：均匀分布于丝杆11轴向外周的三根导向杆4，每根导向杆4上均滑动连接有一个导向滑块3，相邻的两个连杆伸缩单元6的相邻底端及相邻的两个连杆伸缩单元6的相邻顶端均铰接于同一个导向滑块3上以实现三个连杆伸缩单元6联动，相邻的两个连杆伸缩单元6除相邻顶端与相邻底端以外的相邻部分通过万向节10铰接，进一步保证联动的同步性及稳定性；具体的，每根导向杆4的两端分别通过一导向杆安装座2进行固定，多个导向杆安装座2固定于固定底板1的下表面及云台支撑架14的上表面，为导向杆4提供支撑；
28.联动机构包括三个联动连接杆9，升降滑块8外周均匀设置三个铰接口，三个联动连接杆9的一端分别通过三个铰接口与升降滑块8铰接，三个联动连接杆9的另一端与上导向结构的三个导向滑块3分别铰接。
29.工作原理：电机7驱动丝杆11转动并带动升降滑块8在丝杆11上沿垂直方向上下进行伸缩运动，升降滑块8通过三个联动连接杆9带动三个连杆伸缩单元6同步沿垂直方向上下进行伸缩，在此过程中，三个连杆伸缩单元6的顶端通过上导向结构的导向滑块3在固定底板1的下表面水平运动，三个连杆伸缩单元6的底端通过下导向结构的导向滑块3在云台支撑架14的上表面水平运动，该水平运动具体为：当连杆伸缩单元6拉伸时，导向滑块3在固定底板1及云台支撑架14上由外向内运动；当连杆伸缩单元6收缩时，导向滑块3在固定底板1及云台支撑架14上由内向外运动。
30.示例性的，还包括连接件12，连接件12固定设置于导向滑块3上，连接件12上设置有一个垂直连接端及两个水平连接端，联动连接杆9的一端与升降滑块8铰接、另一端通过垂直连接端与连接件12铰接，相邻的两个连杆伸缩单元6的相邻顶端分别通过两个水平连接端与连接件12铰接，三个连杆伸缩单元6联动的同时通过连接件12带动三个导向滑块3在云台支撑架14上表面的水平滑动。
31.在一些实施例中，连杆伸缩单元6由多个连杆单元在高度方向上首尾铰接构成，每个连杆单元由两根连杆呈x型铰接构成。图1所示的连杆伸缩单元6由两个连杆单元首尾铰接构成，每个连杆单元包括两根连杆，两根连杆的中部铰接使得连杆单元呈x型结构，底部的连杆单元与顶部的连杆单元首尾铰接，整个连杆伸缩单元6在垂直方向上可伸缩。具体实践中，可以根据云台的升降高度的要求，灵活选择连杆单元的数量。
32.在另外一些实施例中，还包括电机固定座5，电机固定座5可以固定在位于固定底板1的下表面中央的三个导向杆安装座2上，电机7通过电机固定座5固定设置于固定底板1的下表面使得电机7的输出轴与丝杆11同轴设置。
33.应说明的是，本技术实施例中各种零部件的材质，均可以采用现有的或者未来出现的任意一种能够使其具有较高的强度的材料进行实施。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义；本发明中的“上表面”、“下表面”、“顶端”、“底端”等描述应做广义理解，仅为清楚描述其相对位置关系，并不用于限制其结构。
35.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
36.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种并联杆伸缩臂，用于实现云台(13)的升降，云台(13)固定于云台支撑架(14)的下表面，所述并联杆伸缩臂固定于云台支撑架(14)的上表面，其特征在于：包括：固定底板(1)、三个连杆伸缩单元(6)、伸缩驱动机构和联动机构，三个连杆伸缩单元(6)通过所述联动机构与所述伸缩驱动机构连接，固定底板(1)与云台支撑架(14)相对设置且固定底板(1)的下表面与云台支撑架(14)的上表面分别设置有上导向结构和下导向结构，三个连杆伸缩单元(6)均垂直设置于固定底板(1)与云台支撑架(14)之间且呈三角形排列，三个连杆伸缩单元(6)的顶端与所述上导向结构铰接、底端与所述下导向结构铰接；三个连杆伸缩单元(6)在所述伸缩驱动机构的作用下沿垂直方向伸缩，于此同时，连杆伸缩单元(6)的顶端、底端分别在所述上导向结构和所述下导向结构的作用下在固定底板(1)的下表面与云台支撑架(14)的上表面沿水平方向运动。2.根据权利要求1所述的并联杆伸缩臂，其特征在于：所述伸缩驱动机构包括：电机(7)、升降滑块(8)和丝杆(11)，电机(7)驱动丝杆(11)转动并带动位于丝杆(11)上的升降滑块(8)在垂直方向上进行运动，所述联动机构一端与升降滑块(8)铰接、一端与所述上导向结构铰接。3.根据权利要求2所述的并联杆伸缩臂，其特征在于：所述上导向结构和所述下导向结构相同，均包括：均匀分布于丝杆(11)轴向外周的三根导向杆(4)，每根导向杆(4)上均滑动连接有一个导向滑块(3)，相邻的两个连杆伸缩单元(6)的相邻底端及相邻的两个连杆伸缩单元(6)的相邻顶端均铰接于同一个导向滑块(3)上，相邻的两个连杆伸缩单元(6)除所述相邻顶端与所述相邻底端以外的相邻部分铰接。4.根据权利要求3所述的并联杆伸缩臂，其特征在于：所述联动机构包括三个联动连接杆(9)，三个联动连接杆(9)的一端与升降滑块(8)铰接、另一端与所述上导向结构的三个导向滑块(3)分别铰接。5.根据权利要求3所述的并联杆伸缩臂，其特征在于：还包括若干万向节(10)，相邻的两个连杆伸缩单元(6)除所述相邻顶端与所述相邻底端以外的相邻部分通过万向节(10)铰接。6.根据权利要求4所述的并联杆伸缩臂，其特征在于：还包括连接件(12)，连接件(12)固定设置于导向滑块(3)上，连接件(12)上设置有一个用于与联动连接杆(9)铰接的垂直连接端及两个用于与相邻的两个连杆伸缩单元(6)的相邻顶端铰接的水平连接端。7.根据权利要求1-6任一项所述的并联杆伸缩臂，其特征在于：连杆伸缩单元(6)由多个连杆单元在高度方向上首尾铰接构成，每个所述连杆单元由两根连杆呈x型铰接构成。8.根据权利要求7所述的并联杆伸缩臂，其特征在于：还包括电机固定座(5)，电机(7)通过电机固定座(5)固定设置于固定底板(1)的下表面使得电机(7)的输出轴与丝杆(11)同轴设置。

技术总结
本发明属于煤矿巡检技术领域，特别是指一种并联杆伸缩臂，云台固定于云台支撑架的下表面，并联杆伸缩臂固定于云台支撑架的上表面，包括：固定底板、三个连杆伸缩单元、伸缩驱动机构和联动机构，三个连杆伸缩单元与伸缩驱动机构连接联动，固定底板的下表面与云台支撑架的上表面分别设置有上导向结构和下导向结构，三个连杆伸缩单元均垂直设置且呈三角形排列；三个连杆伸缩单元沿垂直方向伸缩的同时，连杆伸缩单元的顶端、底端分别通过上导向结构和下导向结构沿水平方向运动。本发明将三个连杆伸缩单元呈三角形排列并在其顶端与底端设置导向结构，避免了云台升降过程中的晃动，确保云台所拍摄的视频图像清晰，能满足连续往复运动的要求。要求。要求。


技术研发人员：梁晨光 李栋庆 邢建军 张绍辉 张正
受保护的技术使用者：山西科达自控股份有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/10/11