一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，包括基座、擺臂、擺臂驅(qū)動(dòng)組件、橫臂、橫臂驅(qū)動(dòng)組件、卡爪和卡爪驅(qū)動(dòng)組件，基座下方對稱設(shè)置兩個(gè)擺臂，且擺臂與基座的連接處設(shè)置擺臂驅(qū)動(dòng)組件，每個(gè)擺臂的下端對稱設(shè)置兩個(gè)橫臂，每個(gè)擺臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組橫臂驅(qū)動(dòng)組件，每個(gè)橫臂的末端設(shè)有一個(gè)卡爪，橫臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組卡爪驅(qū)動(dòng)組件。其夾持方法是兩個(gè)擺臂先對稱張開，然后橫臂向擺臂兩側(cè)展開，卡爪驅(qū)動(dòng)組件先驅(qū)動(dòng)卡爪伸出至超過待搬運(yùn)物品的寬度，再驅(qū)動(dòng)卡爪旋轉(zhuǎn)至卡爪的鉤邊與待搬運(yùn)物品邊沿的底面平齊，最后驅(qū)動(dòng)卡爪收縮勾住待搬運(yùn)物品的邊沿。本機(jī)械手可隨時(shí)收縮合攏，結(jié)構(gòu)精簡而緊湊，體積小，移動(dòng)靈活，即使在空間狹窄的場所也能適應(yīng)。
【專利說明】
一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及產(chǎn)品包裝運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行物品碼垛、卸垛、上料、下料等搬運(yùn)工作已日益廣泛。實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)功能的機(jī)器人類型基本是相同的，但針對不同的物品外形，機(jī)器人需配套不同的機(jī)械手，才能順利抓取搬運(yùn)物品。機(jī)械手種類形式較多，對于適用于箱體和板件搬運(yùn)的機(jī)械手，較多采取夾持機(jī)構(gòu)的形式。
[0003]傳統(tǒng)的夾持機(jī)械手，一般采用框架式結(jié)構(gòu)，由固定夾板、活動(dòng)夾板和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。在氣缸驅(qū)動(dòng)下，活動(dòng)夾板移動(dòng)，與固定夾板合攏或分開，實(shí)現(xiàn)夾持和放松的狀態(tài)。由于這類機(jī)械手工作時(shí)只有活動(dòng)夾板的直線移動(dòng)動(dòng)作，因此不可避免存在兩個(gè)缺點(diǎn):其一，機(jī)械手外形尺寸必須比待搬運(yùn)對象要大，才能包容并夾取待搬運(yùn)對象，由此造成其機(jī)構(gòu)龐大，因而難以適應(yīng)狹窄的工作場所;其二，機(jī)械手只能適應(yīng)一個(gè)方向(活動(dòng)夾板直線移動(dòng)方向)的尺寸變化，難以適應(yīng)長寬尺寸均變化較大的物品，因而其適應(yīng)性較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)靈活緊湊、可適用于帶翻邊的箱體或平板物品夾持搬運(yùn)的縮放式搬運(yùn)機(jī)械手。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，包括基座、擺臂、擺臂驅(qū)動(dòng)組件、橫臂、橫臂驅(qū)動(dòng)組件、卡爪和卡爪驅(qū)動(dòng)組件，基座下方對稱設(shè)置兩個(gè)擺臂，且擺臂與基座的連接處設(shè)置擺臂驅(qū)動(dòng)組件，每個(gè)擺臂的下端對稱設(shè)置兩個(gè)橫臂，每個(gè)擺臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組橫臂驅(qū)動(dòng)組件，每個(gè)橫臂的末端設(shè)有一個(gè)卡爪，橫臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組卡爪驅(qū)動(dòng)組件。
[0006]所述擺臂驅(qū)動(dòng)組件包括電機(jī)、減速機(jī)、擺軸、軸承和齒輪組，擺軸有兩個(gè)，每個(gè)擺軸中部對應(yīng)與一個(gè)擺臂固定連接，位于擺臂兩側(cè)的擺軸上設(shè)有軸承，擺軸通過軸承與基座連接，電機(jī)的輸出端設(shè)置減速機(jī)，減速機(jī)的輸出端與其中一個(gè)擺軸連接，兩個(gè)擺軸之間通過齒輪組連接，齒輪組設(shè)于擺軸的端部。即齒輪組包括規(guī)格相同并且相互嚙合的兩個(gè)齒輪，兩個(gè)擺軸中，與減速機(jī)連接的擺軸作為主動(dòng)軸，另一擺軸作為從動(dòng)軸，通過齒輪組的帶動(dòng)，兩個(gè)擺軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)擺臂同時(shí)分開或合攏。
[0007]所述擺臂包括相連接的中空段和輔助支座，輔助支座設(shè)于中空段底部，中空段內(nèi)設(shè)置橫臂驅(qū)動(dòng)組件。
[0008]所述橫臂驅(qū)動(dòng)組件包括橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸、第一鉸支和連桿，橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸與擺臂的中空段頂部固定連接，橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸的輸出端設(shè)有第一鉸支，第一鉸支處連接有兩個(gè)連桿，各連桿分別與擺臂一側(cè)的橫臂鉸接，連桿與橫臂的鉸接處設(shè)置第二鉸支。橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作時(shí)，通過兩個(gè)連桿帶動(dòng)相應(yīng)的兩個(gè)橫臂展開或回收，橫臂繞著第二鉸支擺動(dòng)。
[0009]所述橫臂一端設(shè)有第三鉸支，并通過第三鉸支與擺臂的輔助支座鉸接。第三鉸支和輔助支座對橫臂起輔助支撐作用。
[0010]所述橫臂為槽式結(jié)構(gòu)，橫臂內(nèi)設(shè)置卡爪驅(qū)動(dòng)組件。
[0011 ]所述卡爪驅(qū)動(dòng)組件包括卡爪伸縮氣缸、卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸、導(dǎo)軌、導(dǎo)桿和導(dǎo)套，卡爪伸縮氣缸與橫臂固定連接，卡爪伸縮氣缸的輸出端設(shè)置卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸，卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出端通過導(dǎo)桿與卡爪連接，導(dǎo)桿通過導(dǎo)套與橫臂連接，卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌。其中，卡爪伸縮氣缸用于驅(qū)動(dòng)卡爪伸出或收縮，使兩個(gè)卡爪之間的距離與待搬運(yùn)物品的寬度相適應(yīng)?？ㄗπD(zhuǎn)氣缸用于驅(qū)動(dòng)卡爪旋轉(zhuǎn)，使卡爪的鉤邊勾住待搬運(yùn)物品的邊沿，實(shí)現(xiàn)對待搬運(yùn)物品的穩(wěn)定夾持。
[0012]所述基座頂部設(shè)有聯(lián)接座，機(jī)械手通過聯(lián)接座外接機(jī)器人。
[0013]上述縮放式搬運(yùn)機(jī)械手的夾持方法，包括以下步驟:
[0014](I)擺臂驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)兩個(gè)擺臂對稱張開，然后機(jī)械手運(yùn)行至靠近待搬運(yùn)物品表面；
[0015](2)橫臂驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)橫臂向擺臂兩側(cè)展開，形成與擺臂相垂直的橫梁式結(jié)構(gòu)；
[0016](3)卡爪驅(qū)動(dòng)組件先驅(qū)動(dòng)卡爪伸出至超過待搬運(yùn)物品的寬度，再驅(qū)動(dòng)卡爪旋轉(zhuǎn)至卡爪的鉤邊與待搬運(yùn)物品邊沿的底面平齊，最后驅(qū)動(dòng)卡爪收縮，使卡爪勾住待搬運(yùn)物品的邊沿，此時(shí)，機(jī)械手的四個(gè)卡爪抓緊待搬運(yùn)物品。
[0017]所述步驟(2)中，橫臂驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)橫臂向擺臂兩側(cè)展開的具體過程為:橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿下行，通過連桿推動(dòng)擺臂左右兩側(cè)的橫臂以第二鉸支為支點(diǎn)向下翻轉(zhuǎn)90°，使兩個(gè)橫臂形成張開狀態(tài)；
[0018]所述步驟(3)中，卡爪驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)卡爪伸出時(shí)，通過卡爪伸縮氣缸推動(dòng)卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸直線移動(dòng)，使導(dǎo)桿推動(dòng)卡爪向前伸出；卡爪驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)卡爪旋轉(zhuǎn)時(shí)，卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸動(dòng)作，通過導(dǎo)桿驅(qū)動(dòng)卡爪轉(zhuǎn)動(dòng);卡爪驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)卡爪收縮時(shí)，通過卡爪伸縮氣缸拉動(dòng)旋轉(zhuǎn)氣缸，使導(dǎo)桿帶動(dòng)卡爪回收。
[0019]本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0020]本伸縮式搬運(yùn)機(jī)械手是一種靈活緊湊的機(jī)械手，適用于對翻邊的箱體及平板物品進(jìn)行夾持搬運(yùn)，機(jī)械手既可以收縮折疊，又可以舒張伸展，與傳統(tǒng)機(jī)械手相比較，本伸縮式搬運(yùn)機(jī)械手不但結(jié)構(gòu)緊湊，而且更能大范圍適應(yīng)物品外形尺寸的變化，使用靈活而方便。
[0021]本伸縮式搬運(yùn)機(jī)械手及其夾持方法通過控制擺臂的開合度和橫臂的伸展度，以適應(yīng)待搬運(yùn)物品的外形尺寸，即長度和寬度方向均可調(diào)節(jié)，其調(diào)整靈活且范圍寬廣。另外，本機(jī)械手可隨時(shí)收縮合攏，結(jié)構(gòu)精簡而緊湊，體積小，移動(dòng)靈活，即使在空間狹窄的場所也能適應(yīng)。
【附圖說明】
[0022]圖1為本伸縮式搬運(yùn)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為圖1的A方向視圖。
[0024]圖3為本伸縮式搬運(yùn)機(jī)械手的擺臂開合狀態(tài)圖。
[0025]圖4為本伸縮式搬運(yùn)機(jī)械手的夾持方法示意圖。
[0026]圖5為圖4的B方向視圖。
[0027]上述各圖中，I為聯(lián)接座，2為基座，3為齒輪組，4為軸承，5為擺軸，6為擺臂，7為橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸，8為連桿，9為第二鉸支，10為第三鉸支，11為橫臂，12為卡爪伸縮氣缸，13為卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸，14為導(dǎo)軌，15為導(dǎo)桿，16為導(dǎo)套，17為卡爪，18為第一鉸支，19為減速機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0029]實(shí)施例
[0030]本實(shí)施例一種伸縮搬運(yùn)機(jī)械手，待搬運(yùn)物品以周轉(zhuǎn)箱為例。
[0031]伸縮搬運(yùn)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)如圖1?3所示，其中圖1和圖2為折疊收縮狀態(tài)，圖3為擺臂展開狀態(tài)，機(jī)械手主要由基座、擺臂、擺臂驅(qū)動(dòng)組件、橫臂、橫臂驅(qū)動(dòng)組件、卡爪和卡爪驅(qū)動(dòng)組件等構(gòu)件組成，以基座為基礎(chǔ)進(jìn)行裝配，基座為長方形框架結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)置聯(lián)接座，機(jī)械手整體通過聯(lián)接座外接機(jī)器人的手腕。
[0032]上述結(jié)構(gòu)中:
[0033](I)擺臂結(jié)構(gòu)
[0034]機(jī)械手有兩個(gè)擺臂，左右對稱布置(如圖1所示)。每個(gè)擺臂的頂部與相應(yīng)的擺軸固定連接，擺軸兩端通過軸承安裝在基座下方。擺臂可繞擺軸的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0035]左右兩支擺軸的軸端安裝有同樣規(guī)格的齒輪，并且相互嚙合，兩個(gè)齒輪形成齒輪組。
[0036]擺臂擺動(dòng)的動(dòng)力來源于電機(jī)，通過減速機(jī)傳遞，減速機(jī)的輸出端直接聯(lián)接左擺軸(即位于左側(cè)的擺軸作為主動(dòng)軸)。當(dāng)減速機(jī)輸出動(dòng)力時(shí)，可驅(qū)動(dòng)左擺軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)其下擺臂擺動(dòng)。由于齒輪組的嚙合傳動(dòng)，因此左右擺臂的擺動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的，可實(shí)現(xiàn)分開或合攏的擺動(dòng)，如圖3所示。
[0037](2)橫臂結(jié)構(gòu)
[0038]如圖2所示，每個(gè)擺臂的左右兩側(cè)各安裝有一個(gè)橫臂。橫臂通過底部的第二鉸支和第三鉸支與擺臂聯(lián)接。
[0039]橫臂為槽式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部安裝有卡爪伸縮氣缸和卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸。卡爪伸縮氣缸的缸座固定在橫臂槽內(nèi)底部，卡爪伸縮氣缸的活塞桿端部聯(lián)接卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸。卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸可在槽內(nèi)沿導(dǎo)軌滑動(dòng)?？ㄗπD(zhuǎn)氣缸的活塞桿與導(dǎo)桿固定連接，導(dǎo)桿與導(dǎo)套滑動(dòng)配合，其端部安裝卡爪。
[0040]由圖2可見，擺臂槽內(nèi)的上方垂直安裝有橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸，橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿通過第一鉸支與連桿聯(lián)接，連桿通過第二鉸支與橫臂聯(lián)接。
[0041]上述伸縮式搬運(yùn)機(jī)械手所實(shí)現(xiàn)的夾持方法及工作原理為:
[0042]機(jī)械手通過聯(lián)接座外接機(jī)器人手腕，被機(jī)器人驅(qū)動(dòng)工作。機(jī)械手的擺臂和橫臂先后依次動(dòng)作，其過程如圖4所示。待搬運(yùn)物品以周轉(zhuǎn)箱為例。
[0043]I)擺臂張開。
[0044]機(jī)械手根據(jù)周轉(zhuǎn)箱的長度(或?qū)挾?尺寸，在電機(jī)及減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，控制擺臂張開一定角度。其后，機(jī)械手被機(jī)器人驅(qū)動(dòng)靠近待搬運(yùn)物品表面。
[0045]2)橫臂工作。
[0046]橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿下行，通過連桿推動(dòng)左右擺臂向下翻轉(zhuǎn)，分別以第三鉸支為支點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)90°，形成張開狀態(tài)；
[0047]卡爪伸縮氣缸的活塞桿伸出，推動(dòng)卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸直線移動(dòng)，從而使導(dǎo)桿分別向兩側(cè)伸展，使兩側(cè)的卡爪超越待搬運(yùn)物品的寬度；
[0048]卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸動(dòng)作，通過導(dǎo)桿驅(qū)動(dòng)卡爪轉(zhuǎn)位一定角度，使其鉤邊與箱體邊沿底面平齊；
[0049]卡爪伸縮氣缸的活塞桿收縮，拉動(dòng)卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸，帶動(dòng)導(dǎo)桿，從而使左右的卡爪向內(nèi)合攏，卡緊箱體邊沿；
[0050]最終，機(jī)械手的4個(gè)卡爪抓緊箱體，形成如圖5所示的狀態(tài)。
[0051 ]隨后，機(jī)器人就可以驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，把箱體搬至目的地。
[0052]機(jī)械手釋放周轉(zhuǎn)箱的動(dòng)作順序與上述過程的各動(dòng)作反向。
[0053]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本【實(shí)用新型內(nèi)容】所作的均等變化與修飾，都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，包括基座、擺臂、擺臂驅(qū)動(dòng)組件、橫臂、橫臂驅(qū)動(dòng)組件、卡爪和卡爪驅(qū)動(dòng)組件，基座下方對稱設(shè)置兩個(gè)擺臂，且擺臂與基座的連接處設(shè)置擺臂驅(qū)動(dòng)組件，每個(gè)擺臂的下端對稱設(shè)置兩個(gè)橫臂，每個(gè)擺臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組橫臂驅(qū)動(dòng)組件，每個(gè)橫臂的末端設(shè)有一個(gè)卡爪，橫臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組卡爪驅(qū)動(dòng)組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述擺臂驅(qū)動(dòng)組件包括電機(jī)、減速機(jī)、擺軸、軸承和齒輪組，擺軸有兩個(gè)，每個(gè)擺軸中部對應(yīng)與一個(gè)擺臂固定連接，位于擺臂兩側(cè)的擺軸上設(shè)有軸承，擺軸通過軸承與基座連接，電機(jī)的輸出端設(shè)置減速機(jī)，減速機(jī)的輸出端與其中一個(gè)擺軸連接，兩個(gè)擺軸之間通過齒輪組連接，齒輪組設(shè)于擺軸的端部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述擺臂包括相連接的中空段和輔助支座，輔助支座設(shè)于中空段底部，中空段內(nèi)設(shè)置橫臂驅(qū)動(dòng)組件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述橫臂驅(qū)動(dòng)組件包括橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸、第一鉸支和連桿，橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸與擺臂的中空段頂部固定連接，橫臂驅(qū)動(dòng)氣缸的輸出端設(shè)有第一鉸支，第一鉸支處連接有兩個(gè)連桿，各連桿分別與擺臂一側(cè)的橫臂鉸接，連桿與橫臂的鉸接處設(shè)置第二鉸支。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述橫臂一端設(shè)有第三鉸支，并通過第三鉸支與擺臂的輔助支座鉸接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述橫臂為槽式結(jié)構(gòu)，橫臂內(nèi)設(shè)置卡爪驅(qū)動(dòng)組件。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述卡爪驅(qū)動(dòng)組件包括卡爪伸縮氣缸、卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸、導(dǎo)軌、導(dǎo)桿和導(dǎo)套，卡爪伸縮氣缸與橫臂固定連接，卡爪伸縮氣缸的輸出端設(shè)置卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸，卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出端通過導(dǎo)桿與卡爪連接，導(dǎo)桿通過導(dǎo)套與橫臂連接，卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種縮放式搬運(yùn)機(jī)械手，其特征在于，所述基座頂部設(shè)有聯(lián)接座，機(jī)械手通過聯(lián)接座外接機(jī)器人。
【文檔編號(hào)】B25J15/08GK205466292SQ201620243571
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】張聰
【申請人】廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院