恒壓控制移動式助力機械手的制作方法
【專利摘要】一種恒壓控制移動式助力機械手，屬于機械與搬運行業(yè)的一種機械手。采用計算機控制、氣壓控制及機械原理相結(jié)合設(shè)計而成，利用計算機技術(shù)程序控制氣壓控制閥，使機械手實現(xiàn)快速抓夾工件與傳送和裝卸，在計算機內(nèi)設(shè)定不同的命令參數(shù)，需要實現(xiàn)某種動作時，只要輸入相應(yīng)的命令參數(shù)，即可使機械手的某部實現(xiàn)操作，命令機械手完成任務(wù)。并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高機器的性能及安全可靠性。并且設(shè)有移動裝置，可實現(xiàn)移動作業(yè)。獨特的夾爪設(shè)計，適應(yīng)抓拿不同形狀、材質(zhì)、重量工件的需求，夾緊氣缸裝置夾爪的部位，同時可裝置電磁鐵吸盤，依靠電磁鐵的吸力吸取工件。多個自由度設(shè)計，使機械手的靈活性大，通用性廣，提高工作效率。
【專利說明】恒壓控制移動式助力機械手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械與搬運行業(yè)的一種機械手，特別是一種恒壓控制移動式助力機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]改革開放以來，國民經(jīng)濟快速增長，“科技創(chuàng)新、自主創(chuàng)新”已成為國內(nèi)工業(yè)發(fā)展的主流，我國工業(yè)正逐步向集約型、節(jié)能減排、低碳的方向發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)中，人們經(jīng)常要在高溫、腐蝕及有毒氣體等存在有害物質(zhì)的環(huán)境下工作，增加了工人的勞動強度，危及到工人的生命安全。由于機械手為物料上下線和生產(chǎn)物品組裝提供極理想的助力搬運和組裝工具，可完成重物抓取、搬運、翻轉(zhuǎn)、對接、微調(diào)角度等三維空間移載動作，因而廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中。機械手可部分替代人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，在作業(yè)員的輕松操作下，可完成自動機器人的許多復(fù)雜工作，而生產(chǎn)及使用成本卻大為降低，同時使用范圍也廣泛，靈活性和機動性更大。目前，機械手主要由手部和運動機構(gòu)組成。手部是用來抓持工件的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料的不同，設(shè)有多種結(jié)構(gòu)形式的手部，一般專用機械手的手部只有一節(jié)關(guān)節(jié)，很難夾持多種類型的物件。運動機構(gòu)可以使手部完成各種轉(zhuǎn)動、移動或者復(fù)合運動，改變被抓持工件的位置和姿勢，達到規(guī)定的要求。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)的方式，稱為機械手的自由度。自由度越多，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜，制造難度就越大。一般的運動機構(gòu)只有2-3個自由度，很難達到理想的抓拿效果。與此同時，機械手在作業(yè)時，普通起吊設(shè)備在運行時，存在一定的沖擊力及反彈力，對工件損害較大。科研單位與企業(yè)的技術(shù)人員在不斷地探索、研究，希望研制出一種操作方便、性能優(yōu)越的機械手，雖然取得了一定的進展，但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服以上不足，提供一種恒壓控制移動式助力機械手，采用電氣控制及氣壓控制原理相結(jié)合設(shè)計而成，使機械手實現(xiàn)工件的快速抓夾、傳送與裝卸，并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高了機器的性能，保證作業(yè)員的安全，操作簡單、運作省力、高效安全。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:含有內(nèi)側(cè)板、大側(cè)板、伸縮氣缸、拉桿、萬向輪、移動小車、立柱、軸承座、氣管、擺動主臂、擺動副臂、旋臂軸承座、旋轉(zhuǎn)主臂、垂臂軸承座、扶手、機械手主軸、電腦控制盒、旋轉(zhuǎn)氣缸、夾緊氣缸、夾爪、工件，移動小車是一個長方形狀的底盤，在底盤的四角上各設(shè)有一個萬向輪，在底盤的中心設(shè)有立柱，左側(cè)設(shè)有拉桿，立柱頂端設(shè)有軸承座，可旋轉(zhuǎn)360°，立柱的頂端與大側(cè)板右側(cè)的下端相連接，大側(cè)板內(nèi)設(shè)有氣壓控制閥，氣壓控制閥與伸縮氣缸相連接，伸縮氣缸設(shè)置在大側(cè)板左側(cè)的下端，伸縮氣缸的導(dǎo)桿與內(nèi)側(cè)板下端上的導(dǎo)套相連接，大側(cè)板內(nèi)設(shè)有內(nèi)側(cè)板，大側(cè)板左側(cè)設(shè)有長條腰形孔滑動軸槽，軸槽內(nèi)設(shè)有兩個滑動軸，分一上一下，兩個滑動軸與內(nèi)側(cè)板相連接，在內(nèi)側(cè)板兩個滑動軸偏中心設(shè)有一個擺動主臂軸，在大側(cè)板上右側(cè)設(shè)兩個軸，上軸與擺動副臂的頂端相連接，下軸與擺動主臂相連接，擺動主臂與擺動副臂的另一端均與旋臂軸承座相連接，旋臂軸承座與旋轉(zhuǎn)主臂頂端的主軸相連接，可旋轉(zhuǎn)360°，旋轉(zhuǎn)主臂與垂臂軸承座相連接，垂臂軸承座可垂臂旋轉(zhuǎn)360°，垂臂軸承座與機械手主軸相連接，機械手主軸上設(shè)有扶手，扶手下端內(nèi)側(cè)設(shè)有小型電腦控制盒，電腦控制盒上面設(shè)有按鈕開關(guān)，電腦控制盒的集成線路與氣壓控制閥、旋轉(zhuǎn)氣缸、夾緊氣缸線路相連接，機械手主軸另一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)氣缸，旋轉(zhuǎn)氣缸通過氣管與氣壓控制閥相連接，氣管內(nèi)設(shè)有兩根管路，一根進氣管，一根回氣管，旋轉(zhuǎn)氣缸的主軸通過機械手主軸頂端的軸孔與夾緊氣缸相連接，夾緊氣缸與夾爪相連接，夾爪可左右各旋轉(zhuǎn)90°，夾爪為兩節(jié)關(guān)節(jié)，夾爪內(nèi)夾有工件。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)原理是:該機械手采用電氣控制及氣壓控制原理相結(jié)合設(shè)計而成，使機械手實現(xiàn)工件的快速抓夾、傳送與裝卸，并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高了機器的性能，保證作業(yè)員的安全，操作簡單、運作省力、高效安全。移動小車上設(shè)有拉桿，下方設(shè)有萬向輪，拉桿拉動移動小車，可實現(xiàn)該設(shè)備的位置移動。移動小車上設(shè)有立柱，立柱頂端設(shè)有軸承座，用來實現(xiàn)機械手的旋轉(zhuǎn)運動，可對周圍360°范圍內(nèi)的工件進行操作，立柱的頂端與大側(cè)板右側(cè)的下端相連接，大側(cè)板內(nèi)設(shè)有氣壓控制閥，采用計算機控制氣壓控制閥、伸縮氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、夾緊氣缸，實現(xiàn)機械手的升降運動，對不同高度的物體實現(xiàn)操作，旋轉(zhuǎn)、抓夾、傳送、裝卸的程序，氣壓控制閥與伸縮氣缸相連接，伸縮氣缸設(shè)置在大側(cè)板左側(cè)的下端，大側(cè)板內(nèi)設(shè)有內(nèi)側(cè)板，內(nèi)側(cè)板左側(cè)設(shè)置的兩個上下滑動軸可在長條腰形孔滑動軸槽內(nèi)做升降運動，機械手下降時，內(nèi)側(cè)板就上升，伸縮氣缸的導(dǎo)桿伸出頂住內(nèi)側(cè)板上的導(dǎo)套，使擺動主臂與擺動副臂同步下降，機械手上升時，內(nèi)側(cè)板就下降，使擺動主臂與擺動副臂同步上升。伸縮氣缸上設(shè)有一個進氣管路，一個回氣管路，計算機控制氣壓控制閥，使伸縮氣缸的導(dǎo)桿做伸縮運動。氣壓控制閥具有恒壓輸出補償，維持氣缸內(nèi)壓力不變，使機械手具有懸浮性，保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈。旋臂軸承座與旋轉(zhuǎn)主臂的主軸相連接，以主軸為圓心，帶動旋轉(zhuǎn)主臂做360°運動，旋轉(zhuǎn)主臂的底端設(shè)有垂臂軸承座，垂臂軸承座與機械手主軸相連接，可使機械手主軸實現(xiàn)垂臂360°旋轉(zhuǎn)，機械手主軸上設(shè)有扶手，扶手下端內(nèi)側(cè)設(shè)有小型電腦控制盒，操作工手持電腦控制盒來操作機械手的動作程序，保證工作效率。電腦控制盒的集成線路與氣壓控制閥、伸縮氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、夾緊氣缸線路相連接。機械手主軸另一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)氣缸，電腦控制盒控制旋轉(zhuǎn)氣缸，實現(xiàn)夾爪在180°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)氣缸的主軸通過機械手主軸頂端的軸孔與夾緊氣缸相連接，夾緊氣缸與夾爪相連接，夾緊氣缸由電腦控制盒控制，用來控制夾爪的松開與夾緊。機械手夾爪采用兩節(jié)關(guān)節(jié)設(shè)計，保證機械手可抓拿不同形狀、材質(zhì)、重量的工件。并且可根據(jù)不同重量、不同形狀的零件，裝有不同大小的機械手夾爪，夾緊氣缸裝置夾爪的部位，同時可裝置電磁鐵吸盤，依靠電磁鐵的吸力吸取工件。
[0006]本發(fā)明有益效果是:采用電氣控制及氣壓控制原理相結(jié)合設(shè)計而成，使機械手實現(xiàn)工件的快速抓夾、傳送與裝卸，并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高了機器的性能，保證作業(yè)員的安全，并且設(shè)有移動裝置，可實現(xiàn)移動作業(yè)。獨特的夾爪設(shè)計，適應(yīng)抓拿不同形狀、材質(zhì)、重量工件的需求，夾緊氣缸裝置夾爪的部位，同時可裝置電磁鐵吸盤，依靠電磁鐵的吸力吸取工件。多個自由度設(shè)計，使機械手的靈活性大、通用性廣、操作簡單、運作省力、高效安全?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]下面是結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步描述:
[0008]圖中是恒壓控制移動式助力機械手結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]在圖中，1.內(nèi)側(cè)板、2.大側(cè)板、3.伸縮氣缸、4.拉桿、5.萬向輪、6.移動小車、7.立柱、8.軸承座、9.氣管、10.擺動主臂、11.擺動副臂、12.旋臂軸承座、13.旋轉(zhuǎn)主臂、14.垂臂軸承座、15.扶手、16.機械手主軸、17.電腦控制盒、18.旋轉(zhuǎn)氣缸、19.夾緊氣缸、20.夾爪、21工件。
【具體實施方式】
[0010]在圖中，移動小車6是一個長方形狀的底盤，在底盤的四角上各設(shè)有一個萬向輪5，在底盤的中心設(shè)有立柱7，左側(cè)設(shè)有拉桿4，立柱7頂端設(shè)有軸承座8，可旋轉(zhuǎn)360°，立柱7的頂端與大側(cè)板2右側(cè)的下端相連接，大側(cè)板2內(nèi)設(shè)有氣壓控制閥，氣壓控制閥與伸縮氣缸3相連接，伸縮氣缸3設(shè)置在大側(cè)板2左側(cè)的下端，伸縮氣缸3的導(dǎo)桿與內(nèi)側(cè)板I下端上的導(dǎo)套相連接，大側(cè)板2內(nèi)設(shè)有內(nèi)側(cè)板1，大側(cè)板2左側(cè)設(shè)有長條腰形孔滑動軸槽，軸槽內(nèi)設(shè)有兩個滑動軸，分一上一下，兩個滑動軸與內(nèi)側(cè)板I相連接，在內(nèi)側(cè)板I兩個滑動軸偏中心設(shè)有一個擺動主臂軸，在大側(cè)板2上右側(cè)設(shè)兩個軸，上軸與擺動副臂11的頂端相連接，下軸與擺動主臂10相連接，擺動主臂10與擺動副臂11的另一端均與旋臂軸承座12相連接，旋臂軸承座12與旋轉(zhuǎn)主臂13頂端的主軸相連接，可旋轉(zhuǎn)360°，旋轉(zhuǎn)主臂13與垂臂軸承座14相連接，垂臂軸承座14可垂臂旋轉(zhuǎn)360°，垂臂軸承座14與機械手主軸16相連接，機械手主軸16上設(shè)有扶手15，扶手15下端內(nèi)側(cè)設(shè)有小型電腦控制盒17，電腦控制盒17上面設(shè)有按鈕開關(guān)，電腦控制盒17的集成線路與氣壓控制閥、旋轉(zhuǎn)氣缸18、夾緊氣缸19線路相連接，機械手主軸16另一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)氣缸18，旋轉(zhuǎn)氣缸18通過氣管9與氣壓控制閥相連接，氣管9內(nèi)設(shè)有兩根管路，一根進氣管，一根回氣管，旋轉(zhuǎn)氣缸18的主軸通過機械手主軸16頂端的軸孔與夾緊氣缸19相連接，夾緊氣缸19與夾爪20相連接，夾爪20可左右各旋轉(zhuǎn)90°，夾爪20為兩節(jié)關(guān)節(jié)，夾爪20內(nèi)夾有工件21，構(gòu)成了一種恒壓控制移動式助力機械手。
[0011]采用電氣控制及氣壓控制原理相結(jié)合設(shè)計而成，使機械手實現(xiàn)工件21的快速抓夾、傳送與裝卸，并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高了機器的性能，保證作業(yè)員的安全，操作簡單、運作省力、高效安全。移動小車6上設(shè)有拉桿4，下方設(shè)有萬向輪5，拉桿4拉動移動小車6，可實現(xiàn)該設(shè)備的位置移動。移動小車6上設(shè)有立柱7，立柱7頂端設(shè)有軸承座8，用來實現(xiàn)機械手的旋轉(zhuǎn)運動，可對周圍360°范圍內(nèi)的工件21進行操作，立柱7的頂端與大側(cè)板2右側(cè)的下端相連接，大側(cè)板2內(nèi)設(shè)有氣壓控制閥，采用計算機控制氣壓控制閥、伸縮氣缸3、旋轉(zhuǎn)氣缸18、夾緊氣缸19，實現(xiàn)機械手的升降運動，對不同高度的物體實現(xiàn)操作，旋轉(zhuǎn)、抓夾、傳送、裝卸的程序，氣壓控制閥與伸縮氣缸3相連接，伸縮氣缸3設(shè)置在大側(cè)板2左側(cè)的下端，大側(cè)板2內(nèi)設(shè)有內(nèi)側(cè)板1，內(nèi)側(cè)板I左側(cè)設(shè)置的兩個上下滑動軸可在長條腰形孔滑動軸槽內(nèi)做升降運動，機械手下降時，內(nèi)側(cè)板I就上升，伸縮氣缸3的導(dǎo)桿伸出頂住內(nèi)側(cè)板I上的導(dǎo)套，使擺動主臂10與擺動副臂11同步下降，機械手上升時，內(nèi)側(cè)板I就下降，使擺動主臂10與擺動副臂11同步上升。伸縮氣缸3上設(shè)有一個進氣管路，一個回氣管路，計算機控制氣壓控制閥，使伸縮氣缸3的導(dǎo)桿做伸縮運動。氣壓控制閥具有恒壓輸出補償，維持氣缸內(nèi)壓力不變，使機械手具有懸浮性，保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈。旋臂軸承座12與旋轉(zhuǎn)主臂13的主軸相連接，以主軸為圓心，帶動旋轉(zhuǎn)主臂13做360°運動，旋轉(zhuǎn)主臂13的底端設(shè)有垂臂軸承座14，垂臂軸承座14與機械手主軸16相連接，可使機械手主軸16實現(xiàn)垂臂360°旋轉(zhuǎn)，機械手主軸16上設(shè)有扶手15，扶手15下端內(nèi)側(cè)設(shè)有小型電腦控制盒17，操作工手持電腦控制盒17來操作機械手的動作程序，保證工作效率。電腦控制盒17的集成線路與氣壓控制閥、伸縮氣缸3、旋轉(zhuǎn)氣缸18、夾緊氣缸19線路相連接。機械手主軸16另一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)氣缸18，旋轉(zhuǎn)氣缸18通過氣管9與氣壓控制閥相連接，電腦控制盒17控制旋轉(zhuǎn)氣缸18，實現(xiàn)夾爪20在180°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)氣缸18的主軸通過機械手主軸16頂端的軸孔與夾緊氣缸19相連接，夾緊氣缸19與夾爪20相連接，夾緊氣缸19由電腦控制盒17控制，用來控制夾爪20的松開與夾緊，進氣時，氣缸內(nèi)的氣壓開始增大，活塞導(dǎo)桿向前做伸出運動，夾爪20開始將工件21夾緊，回氣時，氣缸里的氣壓開始變小，活塞導(dǎo)桿開始向后做收縮運動，夾爪20將夾緊的工件21松開。機械手夾爪20采用兩節(jié)關(guān)節(jié)設(shè)計，保證機械手可抓拿不同形狀、材質(zhì)、重量的工件21。并且可根據(jù)不同重量、不同形狀的零件，裝有不同大小的機械手夾爪20，夾緊氣缸19裝置夾爪20的部位，同時可裝置電磁鐵吸盤，依靠電磁鐵的吸力吸取工件。
【權(quán)利要求】
1.一種恒壓控制移動式助力機械手,含有內(nèi)側(cè)板、大側(cè)板、伸縮氣缸、拉桿、萬向輪、移動小車、立柱、軸承座、氣管、擺動主臂、擺動副臂、旋臂軸承座、旋轉(zhuǎn)主臂、垂臂軸承座、扶手、機械手主軸、電腦控制盒、旋轉(zhuǎn)氣缸、夾緊氣缸、夾爪、工件，其特征是:移動小車是一個長方形狀的底盤，在底盤的四角上各設(shè)有一個萬向輪，在底盤的中心設(shè)有立柱，左側(cè)設(shè)有拉桿，立柱頂端設(shè)有軸承座，可旋轉(zhuǎn)360°，立柱的頂端與大側(cè)板右側(cè)的下端相連接，大側(cè)板內(nèi)設(shè)有氣壓控制閥，氣壓控制閥與伸縮氣缸相連接，伸縮氣缸設(shè)置在大側(cè)板左側(cè)的下端，伸縮氣缸的導(dǎo)桿與內(nèi)側(cè)板下端上的導(dǎo)套相連接，大側(cè)板內(nèi)設(shè)有內(nèi)側(cè)板，大側(cè)板左側(cè)設(shè)有長條腰形孔滑動軸槽，軸槽內(nèi)設(shè)有兩個滑動軸，分一上一下，兩個滑動軸與內(nèi)側(cè)板相連接，在內(nèi)側(cè)板兩個滑動軸偏中心設(shè)有一個擺動主臂軸，在大側(cè)板上右側(cè)設(shè)兩個軸，上軸與擺動副臂的頂端相連接，下軸與擺動主臂相連接，擺動主臂與擺動副臂的另一端均與旋臂軸承座相連接，旋臂軸承座與旋轉(zhuǎn)主臂頂端的主軸相連接，可旋轉(zhuǎn)360°，旋轉(zhuǎn)主臂與垂臂軸承座相連接，垂臂軸承座可垂臂旋轉(zhuǎn)360°，垂臂軸承座與機械手主軸相連接，機械手主軸上設(shè)有扶手，扶手下端內(nèi)側(cè)設(shè)有小型電腦控制盒，電腦控制盒上面設(shè)有按鈕開關(guān)，電腦控制盒的集成線路與氣壓控制閥、旋轉(zhuǎn)氣缸、夾緊氣缸線路相連接，機械手主軸另一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)氣缸，旋轉(zhuǎn)氣缸通過氣管與氣壓控制閥相連接，氣管內(nèi)設(shè)有兩根管路，一根進氣管，一根回氣管，旋轉(zhuǎn)氣缸的主軸通過機械手主軸頂端的軸孔與夾緊氣缸相連接，夾緊氣缸與夾爪相連接，夾爪可左右各旋轉(zhuǎn)90 °，夾爪為兩節(jié)關(guān)節(jié)，夾爪內(nèi)夾有工件，構(gòu)成了 一種恒壓控制移動式助力機械手。
【文檔編號】B25J15/06GK103448051SQ201210191467
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】王三祥, 王治中 申請人:鹽城市昱博自動化設(shè)備有限公司