專利名稱：機械手取放機構及使用該機構的自動擺盤機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械手取放機構及使用該機構的自動擺盤機。
背景技術：
速凍餃子的制造工序大體上分為制餡、制面、餃子成型、速凍和包裝等。目前制餡、制面、餃子成型工序基本都實現(xiàn)了自動化，但是，餃子成型后需要轉移到下一速凍工序，目前廠家一般采用傳統(tǒng)的人工轉移餃子的方式，即餃子在餃子機上成形以后，由工人用手捏起餃子擺放到周轉托盤的凹槽內，托盤上的凹槽擺滿后，再將托盤擺放到輸送帶，由輸送帶輸送到下一速凍工序。采用手工轉移的方式，不但生產率低下，制約了餃子生產的整體效率，而且需要依靠多名操作工人，增加了勞動成本。同時，由于工人需要用手接觸到餃子，存在有衛(wèi)生安全隱患，也不能保證餃子擺放的一致性。目前，在其他工業(yè)生產領域中存在采用機械手模擬人手的動作來實現(xiàn)物品的轉運的技術，比如申請?zhí)枮?01210189672.2的中國專利公開了一種多機械手同步抱抓機構，包括機械手取放機構和帶動機械手取放機構移位的機械手臂。機械手取放機構包括聯(lián)接座、分別通過兩對應的水平導向件導向裝配在聯(lián)接座上的兩機械手安裝座、分別安裝在對應的機械手安裝座上的多只第一夾持臂和多只第二夾持臂，兩機械手安裝座通過拉繩和滑輪連接而實現(xiàn)相反方向的同步移動，其中一個機械手安裝座上設置有帶動其運動的伸縮氣缸，從而在伸縮氣缸動作時帶動第一夾持臂和第二夾持臂相向運動合攏或相背運動分開而實現(xiàn)張合動作，將物品夾緊或松開，同時配合機械手臂的動作，實現(xiàn)物品的夾持、轉移和松開。但是，由于各只第一夾持臂和第二夾持臂是沿張合方向并排設置，機械手安裝座的長度方向尺寸較大，并需要移動空間，結構復雜，占用空間大，并且各只機械手的收合是依靠拉繩和伸縮氣缸驅動實現(xiàn)，各夾持臂的傳動精度低，可靠性差，而不能適用于餃子的抓取。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種結構緊湊的機械手取放機構，及使用該機構的自動擺盤機。本實用新型中機械手取放機構所采用的技術方案是:機械手取放機構，包括機械手安裝座、安裝在機械手安裝座上的機械手，所述機械手包括相對設置的第一夾持臂和第二夾持臂，所述第一夾持臂是固定在機械手安裝座上，所述第二夾持臂鉸接在機械手安裝座上，所述第二夾持臂上傳動連接有驅動第二夾持臂轉動而與第一夾持臂張合配合的驅動裝置，所述第一夾持臂和第二夾持臂設有相對應的夾持凹部。采用上述技術方案，第一夾持臂固定設置，第二夾持臂相對第一夾持臂轉動設置，夾持臂驅動裝置只要驅動第二夾持臂在夾持位和釋放位之間轉動即可實現(xiàn)物品的夾緊和釋放，第一夾持臂和第二夾持臂設有相對應的夾持凹部，便于物品的牢固夾持并能夠避免損壞物品。與現(xiàn)有技術中采用的拉繩和兩個同步滑塊相比，機構簡單，結構緊湊，動作可靠。所述第二夾持臂是由夾持體和夾持體上遠離夾持凹部的一端固連的夾持體拐臂構成，所述夾持臂驅動裝置是由具有伸縮桿的伸縮氣缸和設置在第二夾持臂和機械手安裝座之間對第二夾持臂提供向夾持位轉動的力的復位彈簧構成，所述伸縮桿頂壓設置在所述夾持體拐臂上并在伸長時頂壓夾持體拐臂而驅動第二夾持臂轉動。設置夾持臂拐臂便于夾持臂驅動裝置的布置，減小裝置的空間占用，夾持臂驅動裝置采用復位彈簧和具有伸縮桿的伸縮氣缸，結構簡單，動作靈活，可靠性高，便于保養(yǎng)維修。本實用新型中自動擺盤機采用的技術方案是:自動擺盤機，包括機架、設置在機架上的機械手取放機構，所述機械手取放機構包括機械手安裝座、帶動機械手安裝座運動的機械手臂和安裝在機械手安裝座上的機械手，所述機械手包括相對設置的第一夾持臂和第二夾持臂，所述第一夾持臂是固定在機械手安裝座上，所述第二夾持臂鉸接在機械手安裝座上，所述第二夾持臂上傳動連接有驅動第二夾持臂轉動而與第一夾持臂張合配合的驅動裝置，所述第一夾持臂和第二夾持臂設有相對應的夾持凹部。采用上述技術方案，第一夾持臂固定設置，第二夾持臂相對第一夾持臂轉動設置，夾持臂驅動裝置只要驅動第二夾持臂在夾持位和釋放位之間轉動即可實現(xiàn)物品的夾緊和釋放，第一夾持臂和第二夾持臂設有相對應的夾持凹部，便于物品的牢固夾持且施力均勻，能夠避免物品變形。與現(xiàn)有技術中采用的拉繩和兩個同步滑塊相比，機構簡單，結構緊湊，動作可靠。所述第二夾持臂是由夾持體和夾持體上遠離夾持凹部的一端固連的夾持體拐臂構成，所述夾持臂驅動裝置是由具有伸縮桿的伸縮氣缸和設置在第二夾持臂和機械手安裝座之間對第二夾持臂提供向夾持位轉動的力的復位彈簧構成，所述伸縮桿頂壓設置在所述夾持體拐臂上并在伸長時頂壓夾持體拐臂而驅動第二夾持臂轉動。設置夾持臂拐臂便于夾持臂驅動裝置的布置，減小裝置的空間占用，夾持臂驅動裝置采用復位彈簧和具有伸縮桿的伸縮氣缸，結構簡單，動作靈活，可靠性高，便于保養(yǎng)維修。所述機械手臂包括沿豎直方向延伸設置在機架上的豎向導軌、導向裝配在豎向導軌上的豎向滑塊，還包括固定在豎向滑塊上沿水平方向導向設置的橫向導軌、導向裝配在橫向導軌上的橫向滑塊和固設在橫向滑塊上供所述機械手座固連的連接桿；所述豎向滑塊和橫向滑塊分別是通過豎向驅動裝置和橫向驅動裝置而實現(xiàn)豎向運動和橫向運動，所述豎向驅動裝置和橫向驅動裝置均是由平面連桿機構和對應的驅動裝置構成。上述豎向導向桿、豎向滑塊和豎向驅動裝置能夠實現(xiàn)固定在豎向滑塊上的橫向導向桿的豎向運動，再配合橫向滑塊沿橫向導向桿移動，即可實現(xiàn)固連在橫向滑塊上的連接桿和連接桿上的機械手座、機械手的豎向移動和橫向移動，實現(xiàn)物品的轉移，采用平面連桿機構結構簡單，動作可靠，便于保養(yǎng)維修。所述豎向驅動裝置包括一端鉸接在機架上的豎向驅動擺桿，所述豎向驅動擺桿的另一端與所述豎向滑塊通過連桿鉸接而構成在豎向驅動擺桿擺動時帶動豎向滑塊上下運動的曲柄滑塊機構。采用曲柄滑塊機構驅動，結構緊湊，運行可靠。所述橫向驅動裝置包括沿上下方向延伸設置在所述橫向滑塊上的導向槽、鉸接在所述機架上的橫向擺桿，所述橫向擺桿具有與所述導向槽適配而構成用于帶動橫向滑塊沿橫向滑軌導向移動的正切機構的傳動連接結構。采用曲正切機構驅動，結構緊湊，運行可靠，便于保養(yǎng)維修。所述橫向擺桿的鉸接端連接有用于帶動橫向擺桿轉動的擺桿拐臂而構成回旋臂，所述機架上鉸接有在對應的橫向驅動凸輪驅動下擺動的橫向驅動擺桿，所述橫向驅動擺桿與所述回旋臂通過回旋臂連接桿連接以帶動回旋臂轉動。采用凸輪驅動的方式能夠保證豎向位移和橫向位移的準確性，且結構緊湊，可靠性好。所述豎向驅動擺桿裝配在對應的豎向驅動凸輪上而在豎向驅動凸輪的驅動下轉動；所述橫向驅動凸輪和豎向驅動凸輪的凸輪軸是同軸設置并由同一驅動電機驅動。橫向驅動凸輪和豎向驅動凸輪各自的凸輪軸是同軸設置并由同一驅動電機驅動能夠保證機械手橫向位移和豎向位移的協(xié)調配合，保證機械手到達設定的取放位置。所述機械手下方對應設有用于輸送對應的餃子盛裝托盤的托盤輸送裝置。設置托盤輸送裝置便于與下一工序的銜接。

圖1:本實用新型中自動擺盤機的一個實施例的主視圖；圖2:本實用新型中機械手取放機構的一個實施例的結構示意圖；圖3:圖1的俯視圖(省去了機械手取放機構)；圖4:圖1的右視圖。圖中各附圖標記對應的名稱為:1機架，20機械手臂，21豎向導軌，22豎向滑塊，23橫向導軌，24橫向滑塊,241導向槽,25連接桿,3機械手安裝座,4機械手,40夾持凹部,41第一夾持臂，42第二夾持臂，421夾持體拐臂，422夾持體，5餃子輸送帶，6餃子，70橫向擺桿，71擺桿拐臂，72回旋臂連接桿，73橫向驅動擺桿，74橫向驅動擺桿轉軸，75橫向驅動凸輪，80連桿，81豎向驅動擺桿，82豎向驅動擺桿轉軸，83豎向驅動凸輪，9伸縮氣缸，91伸縮桿，10復位彈簧，11托盤輸送裝置，12餃子盛裝托盤，13驅動電機。
具體實施方式
本實用新型中自動擺盤機的一個實施例如圖廣圖4所示，用于餃子的自動擺盤，包括機架1、機械手安裝座3、帶動機械手安裝座3運動的機械手臂20和安裝在機械手安裝座3上的機械手4，機械手4包括相對設置的第一夾持臂41和第二夾持臂42，本實施例中，機械手4沿機械手座延伸的直線方向設置有六組，相鄰兩組的間距相等，且間距與對應的餃子輸送帶5上餃子6的排列間距相等。各組中的第一夾持臂41和第二夾持臂42均設有相對應的夾持凹部40，用于與所要夾持的餃子的外形適配。上述機械手臂20、機械手安裝座3和機械手4構成機械手取放機構。機械手4下方對應設有用于輸送對應的餃子盛裝托盤12的托盤輸送裝置11。機械手臂20包括沿豎直方向導向設置在機架I上的豎向導軌21、導向裝配在豎向導軌21上的豎向滑塊22、固定在豎向滑塊22上沿水平方向導向設置的橫向導軌23、導向裝配在橫向導軌23上的橫向滑塊24和固設在橫向滑塊24上供機械手安裝座3固連的連接桿25。豎向滑塊22上傳動連接有帶動豎向滑塊22沿上下方向運動到設定位置的豎向驅動裝置，橫向滑塊24上傳動連接有帶動橫向滑塊24沿左右方向運動到設定位置的橫向驅動裝置，豎向驅動裝置和橫向驅動裝置均是由平面連桿機構和對應的驅動裝置構成。本實施例中，橫向滑塊24上設有沿上下方向延伸的導向槽241，橫向驅動裝置包括鉸接在機架I上且一端通過對應的滾輪與導向槽241導向裝配并繞滾輪軸線轉動的橫向擺桿70，橫向擺桿70與橫向滑塊24構成在橫向擺桿70轉動時帶動橫向滑塊24沿導向方向移動的正切機構；豎向驅動機構包括一端鉸接在機架I上的豎向驅動擺桿81，豎向驅動擺桿81的另一端與豎向滑塊22通過連桿80鉸接而構成在豎向驅動擺桿81擺動時帶動豎向滑塊22上下運動的曲柄滑塊機構。橫向擺桿70的鉸接端連接有用于帶動橫向擺桿70轉動的擺桿拐臂71而構成回旋臂，機架I上鉸接有在對應的橫向驅動凸輪75驅動下擺動的橫向驅動擺桿73，橫向驅動擺桿73與回旋臂通過回旋臂連接桿72連接以帶動回旋臂轉動；豎向驅動擺桿81裝配在對應的豎向驅動凸輪83上而在豎向驅動凸輪83的驅動下轉動；橫向驅動凸輪75和豎向驅動凸輪83的凸輪軸是同軸設置并由同一驅動電機13驅動。第一夾持臂41是固定在機械手安裝座3上，第二夾持臂42是通過轉軸鉸接設置在機械手安裝座3上。第二夾持臂42上傳動連接有驅動第二夾持臂42轉動而與第一夾持臂41張合配合的驅動裝置。本實施例中，第二夾持臂42是由夾持體422和夾持體422上遠離夾持凹部的一端固連的夾持體拐臂421構成，所述夾持臂驅動裝置是由具有伸縮桿91的伸縮氣缸9和設置在第二夾持臂42和機械手安裝座3之間對第二夾持臂42提供向夾持位轉動的力的復位彈簧10構成，所述伸縮桿91頂壓設置在所述夾持體拐臂421上并在伸長時頂壓夾持體拐臂421而驅動第二夾持臂42由夾持位轉動到釋放位。使用時，餃子6在餃子輸送帶5上被輸送到機械手4下方并在與各機械手4對應的位置暫停移動。在相應的控制裝置控制下，伸縮氣缸9動作，伸縮桿91伸長頂壓在夾持體拐臂421上，克服復位彈簧10拉力使第二夾持臂42沿轉軸由夾持位轉動到釋放位；接著，驅動電機13帶動豎向驅動凸輪83和橫向驅動凸輪75運動，豎向驅動擺桿81在豎向驅動凸輪83的作用下擺動，通過上述包括連桿80的曲柄滑塊機構驅動豎向滑塊22向下運動到設定位置，橫向導軌23、橫向滑塊24、連接桿25和機械手4座同時隨豎向滑塊22向下運動，機械手4也同時向下運動，使餃子6進入各組機械手4的第一夾持臂41的夾持凹部40并處于第一夾持臂41與第二夾持臂42之間；然后，伸縮氣缸9動作，伸縮桿91縮回，夾持體拐臂421在復位彈簧10的作用下由釋放位轉動到夾持位，將餃子6夾緊；接著，豎向驅動擺桿81在豎向驅動凸輪83的作用下擺動，通過上述曲柄滑塊機構驅動豎向滑塊22向上運動到設定位置，同時橫向驅動擺桿73在橫向驅動凸輪的作用下擺動，通過上述回旋臂連接桿25帶動回旋臂轉動從而通過上述包括回旋臂的正切機構驅動橫向滑塊24向前運動,連接桿25伸出，將餃子6輸送到對應的托盤輸送裝置11上的餃子盛裝托盤12上方；接著，豎向驅動擺桿81在豎向驅動凸輪83的作用下擺動，通過上述曲柄滑塊機構驅動豎向滑塊22向下運動到與餃子盛裝托盤12對應的設定位置，伸縮氣缸9動作，伸縮桿91伸長頂壓在夾持體拐臂421上，克服復位彈簧10拉力使第二夾持臂42沿轉軸由夾持位轉動到釋放位，餃子6釋放到餃子盛裝托盤12上。最后，機械手4在橫向驅動凸輪75和豎向驅動凸輪83的作用下，由機械手臂20帶動回到初始位置，托盤輸送裝置11對應轉動設定距離，餃子輸送帶5將餃子6輸送設定的距離，供機械手4的下一次抓取，完成一個工作循環(huán)。如此反復，即可實現(xiàn)餃子6從餃子輸送帶5到餃子盛裝托盤12的自動擺盤。本實用新型中機械手取放機構的一個實施例即上述自動擺盤機的一個實施例中的機械手取放機構，此處不再贅述。另外，在本實用新型的其他實施例中，自動擺盤機和機械手取放機構也可以使用于餃子生產以外的領域。在上述實施例中，第二夾持臂42于轉軸位置設置有夾持體拐臂421，夾持臂驅動裝置采用的是伸縮氣缸9。在本實用新型的其他實施例中，夾持體拐臂421也可以省去，對應第二夾持臂42張合轉動的方向設置對應的夾持臂驅動裝置即可，例如，在第二夾持臂42的轉動周向的對應位置設置電磁鐵，并在第二夾持臂42上設置鐵塊，即可利用電磁鐵的得電和失電驅動第二夾持臂42運動。而復位彈簧10也不是必須的，例如在第二夾持臂42的轉軸處設置電機，利用電機直接帶動第二夾持臂42合攏轉動和分開轉動，同樣能夠實現(xiàn)夾緊動作和放松動作。另外，上述實施例中的橫向驅動裝置和豎向驅動裝置采用的是連桿機構實現(xiàn)，并依靠凸輪驅動，在其他實施例中，橫向驅動裝置和豎向驅動裝置也可以采用其他的形式代替，例如將上述實施例中的橫向導軌23和豎向導軌21均替換成絲杠，并設置驅動各絲杠轉動的步進電機，橫向滑塊24和豎向滑塊22設置與對應絲杠適配的螺紋孔與絲杠構成絲杠螺母副，通過控制各步進電機，同樣能夠實現(xiàn)橫向驅動和豎向驅動。再者，機械手4下方對應設置的托盤輸送裝置11是非必須結構，也可以省去，在使用時另行裝配即可。
權利要求1.機械手取放機構，包括機械手安裝座、安裝在機械手安裝座上的機械手，所述機械手包括相對設置的第一夾持臂和第二夾持臂，其特征在于:所述第一夾持臂是固定在機械手安裝座上，所述第二夾持臂鉸接在機械手安裝座上，所述第二夾持臂上傳動連接有驅動第二夾持臂轉動而與第一夾持臂張合配合的驅動裝置，所述第一夾持臂和第二夾持臂設有相對應的夾持凹部。
2.根據權利要求1所述的機械手取放機構，其特征在于:所述第二夾持臂是由夾持體和夾持體上遠離夾持凹部的一端固連的夾持體拐臂構成，所述夾持臂驅動裝置是由具有伸縮桿的伸縮氣缸和設置在第二夾持臂和機械手安裝座之間對第二夾持臂提供向夾持位轉動的力的復位彈簧構成，所述伸縮桿頂壓設置在所述夾持體拐臂上并在伸長時頂壓夾持體拐臂而驅動第二夾持臂轉動。
3.自動擺盤機，包括機架、設置在機架上的機械手取放機構，所述機械手取放機構包括機械手安裝座、帶動機械手安裝座運動的機械手臂和安裝在機械手安裝座上的機械手，所述機械手包括相對設置的第一夾持臂和第二夾持臂，其特征在于:所述第一夾持臂是固定在機械手安裝座上，所述第二夾持臂鉸接在機械手安裝座上，所述第二夾持臂上傳動連接有驅動第二夾持臂轉動而與第一夾持臂張合配合的驅動裝置，所述第一夾持臂和第二夾持臂設有相對應的夾持凹部。
4.根據權利要求3所述的自動擺盤機，其特征在于:所述第二夾持臂是由夾持體和夾持體上遠離夾持凹部的一端固連的夾持體拐臂構成，所述夾持臂驅動裝置是由具有伸縮桿的伸縮氣缸和設置在第二夾持臂和機械手安裝座之間對第二夾持臂提供向夾持位轉動的力的復位彈簧構成，所述伸縮桿頂壓設置在所述夾持體拐臂上并在伸長時頂壓夾持體拐臂而驅動第二夾持臂轉動。
5.根據權利要求3或4所述的自動擺盤機，其特征在于:所述機械手臂包括沿豎直方向延伸設置在機架上的豎向導軌、導向裝配在豎向導軌上的豎向滑塊，還包括固定在豎向滑塊上沿水平方向導向設置的橫向導軌、導向裝配在橫向導軌上的橫向滑塊和固設在橫向滑塊上供所述機械手座固連的連接桿；所述豎向滑塊和橫向滑塊分別是通過豎向驅動裝置和橫向驅動裝置而實現(xiàn)豎向運動和橫向運動，所述豎向驅動裝置和橫向驅動裝置均是由平面連桿機構和對應的驅動裝置 構成。
6.根據權利要求5所述的自動擺盤機，其特征在于:所述豎向驅動裝置包括一端鉸接在機架上的豎向驅動擺桿，所述豎向驅動擺桿的另一端與所述豎向滑塊通過連桿鉸接而構成在豎向驅動擺桿擺動時帶動豎向滑塊上下運動的曲柄滑塊機構。
7.根據權利要求6所述的自動擺盤機，其特征在于:所述橫向驅動裝置包括沿上下方向延伸設置在所述橫向滑塊上的導向槽、鉸接在所述機架上的橫向擺桿，所述橫向擺桿具有與所述導向槽適配而構成用于帶動橫向滑塊沿橫向滑軌導向移動的正切機構的傳動連接結構。
8.根據權利要求7所述的自動擺盤機，其特征在于:所述橫向擺桿的鉸接端連接有用于帶動橫向擺桿轉動的擺桿拐臂而構成回旋臂，所述機架上鉸接有在對應的橫向驅動凸輪驅動下擺動的橫向驅動擺桿，所述橫向驅動擺桿與所述回旋臂通過回旋臂連接桿連接以帶動回旋臂轉動。
9.根據權利要求8所述的自動擺盤機，其特征在于:所述豎向驅動擺桿裝配在對應的豎向驅動凸輪上而在豎向驅動凸輪的驅動下轉動；所述橫向驅動凸輪和豎向驅動凸輪的凸輪軸是同軸設置并由同一驅動電機驅動。
10.根據權利要求3或4所述的自動擺盤機，其特征在于:所述機械手下方對應設有用于輸送對應的餃子盛裝 托盤的托盤輸送裝置。
專利摘要本實用新型涉及機械手取放機構及自動擺盤機，提供了一種結構緊湊的機械手取放機構，及使用該機構的自動擺盤機。其中機械手取放機構包括機械手安裝座、安裝在機械手安裝座上的機械手，機械手包括相對設置的第一夾持臂和第二夾持臂，第一夾持臂是固定在機械手安裝座上，第二夾持臂鉸接在機械手安裝座上，第二夾持臂上傳動連接有驅動第二夾持臂轉動而與第一夾持臂張合配合的驅動裝置，第一夾持臂和第二夾持臂設有相對應的夾持凹部。第一夾持臂固定設置，第二夾持臂相對第一夾持臂轉動設置，夾持臂驅動裝置只要驅動第二夾持臂在夾持位和釋放位之間轉動即可實現(xiàn)物品的夾緊和釋放，機構簡單，結構緊湊，動作可靠。
文檔編號B25J15/00GK203045728SQ20132005833
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權日2013年1月25日
發(fā)明者成宰源 申請人:崔春花