本發(fā)明屬于生產(chǎn)工具領域，具體涉及一種機械手。

背景技術(shù)：

中頻爐是一種將工頻50hz交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l（300hz以上至1000hz）的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應線圈里流過的中頻交變電流，在感應圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產(chǎn)生很大的渦流。利用電磁感應原理加熱金屬。

原中頻爐加料都時，利用行車吊料，加料時間都是操作工憑借經(jīng)驗加料。造成電耗大，出鋼時間不一致。操作工要用觀看爐內(nèi)料的溶解速度，長期在高溫區(qū)域近工作，事故危險系數(shù)太，也對操作工身體危害大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種機械手，以解決現(xiàn)有中頻爐加料時間不準確以及高溫環(huán)境對操作工的健康危害問題，該機械手實現(xiàn)對中頻爐的自動加料，同時可以使操作工遠離熱源，減低安全隱患。

一種機械手，包括固定座、旋轉(zhuǎn)座、第一伸縮件、第二伸縮件、第三伸縮件、第一升降臂、第二升降臂、水平臂、第一傳動桿、第二傳動桿、第一夾鉗組件和第二夾鉗組件，旋轉(zhuǎn)座可沿豎直軸旋轉(zhuǎn)地連接于所述固定座的頂部，所述第一升降臂的一端可沿水平軸旋轉(zhuǎn)地鉸接在所述旋轉(zhuǎn)座的頂部，所述第一升降臂的另一端鉸接所述第二升降臂的中間位置；所述第一伸縮件的一端鉸接所述旋轉(zhuǎn)座，所述第一伸縮件的另一端鉸接所述第一升降臂；所述第二伸縮件的一端鉸接于所述第一升降臂背離所述第一伸縮件的一側(cè)，所述第二伸縮件的另一端鉸接所述第二升降臂的一端，所述第二升降臂遠離所述第二伸縮件的一端鉸接所述水平臂的一端，所述第一傳動桿的一端和第二傳動桿的一端鉸接，且第一傳動桿和第二傳動桿的另一端分別鉸接至所述第二升降臂和水平臂上，所述第三伸縮件的一端鉸接所述第二升降臂背離所述第一升降臂的一側(cè)，所述第三伸縮件的另一端鉸接至所述第一傳動桿和第二傳動桿的鉸接位置，所述第一夾鉗組件和第二夾鉗組件設置于所述水平臂上，以對物品進行夾持。

進一步的，所述第一夾鉗組件和所述第二夾鉗組件分別位于所述水平臂的兩側(cè)面，所述第一夾鉗組件包括第四伸縮件和第一鉗臂，所述第四伸縮件的一端和第一鉗臂的一端分別鉸接所述水平臂的兩端，所述第四伸縮件的另一端和第一鉗臂的另一端鉸接；所述第二夾鉗組件包括第五伸縮件和第二鉗臂，所述第五伸縮件的一端和第二鉗臂的一端分別鉸接所述水平臂的兩端，所述第五伸縮件的另一端和第二鉗臂的另一端鉸接。

進一步的，所述第一伸縮件、第二伸縮件、第三伸縮件、第四伸縮件和第五伸縮件為液壓推桿。

進一步的，所述固定座上固定有外齒輪圈，所述旋轉(zhuǎn)座上設置有驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機連接有主動輪，所述主動輪與所述外齒輪圈嚙合。

進一步的，所述驅(qū)動電機為伺服電機。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)座與所述固定座之間設置有第一角度傳感器，所述第一升降臂與所述旋轉(zhuǎn)座的鉸接位置設置有第二角度傳感器，所述第二升降臂與所述第一升降臂的鉸接位置設置有第三角度傳感器，所述水平臂與所述第二升降臂的鉸接位置設置有第四角度傳感器。

本機械手設置了可相對所述固定座繞豎直軸轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)座，通過所述旋轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)能夠調(diào)節(jié)所述水平臂的水平方向角度，另一方面，在所述旋轉(zhuǎn)座和水平臂之間還設置了第一升降臂和第二升降臂，所述第一升降臂可繞水平軸進行轉(zhuǎn)動，即所述第一升降臂能夠在豎直面上調(diào)節(jié)其旋轉(zhuǎn)角度，從而帶動其上的第二升降臂和水平臂上下位移，所述第二升降臂的作用與所述第一升降臂類似，能夠帶動所述水平臂的上下位移，同時通過所述第二升降臂的轉(zhuǎn)動能夠調(diào)節(jié)所述水平臂與所述旋轉(zhuǎn)座的水平位置，從而實現(xiàn)所述水平臂在空間上可移動位置的可調(diào)性，所述第一夾持組件和第二夾持組件對原料進行夾持固定，所述第二升降臂與所述水平臂之間連接的第三伸縮件用于保持所述水平臂處于水平位置，從而能夠較好的對原料進行夾持，本機械手可操作性強，維護簡單方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為機械手的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種機械手，該機械手實現(xiàn)對中頻爐的自動加料，同時可以使操作工遠離熱源，減低安全隱患。

下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參見圖1所示，本發(fā)明提供了一種機械手，包括固定座2、旋轉(zhuǎn)座1、第一伸縮件7、第二伸縮件6、第三伸縮件9、第一升降臂5、第二升降臂8、水平臂18、第一傳動桿10、第二傳動桿11、第一夾鉗組件14和第二夾鉗組件16，旋轉(zhuǎn)座1可沿豎直軸旋轉(zhuǎn)地連接于所述固定座2的頂部，且所述旋轉(zhuǎn)座1與所述固定座2之間設置有軸承，所述第一升降臂5的一端可沿水平軸旋轉(zhuǎn)地鉸接在所述旋轉(zhuǎn)座1的頂部，所述第一升降臂5的另一端鉸接所述第二升降臂8的中間位置；所述第一伸縮件7的一端鉸接所述旋轉(zhuǎn)座1，所述第一伸縮件7的另一端鉸接所述第一升降臂5；所述第二伸縮件6的一端鉸接于所述第一升降臂5背離所述第一伸縮件7的一側(cè)，所述第二伸縮件6的另一端鉸接所述第二升降臂8的一端，所述第二升降臂8遠離所述第二伸縮件6的一端鉸接所述水平臂18的一端，所述第一傳動桿10的一端和第二傳動桿11的一端鉸接，且第一傳動桿10和第二傳動桿11的另一端分別鉸接至所述第二升降臂8和水平臂18上，所述第三伸縮件9的一端鉸接所述第二升降臂8背離所述第一升降臂5的一側(cè)，所述第三伸縮件9的另一端鉸接至所述第一傳動桿10和第二傳動桿11的鉸接位置，所述第一夾鉗組件14和第二夾鉗組件16設置于所述水平臂18上，以對物品進行夾持。

本機械手設置了可相對所述固定座2繞豎直軸轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)座1，通過所述旋轉(zhuǎn)座1的旋轉(zhuǎn)能夠調(diào)節(jié)所述水平臂18的水平方向角度，另一方面，在所述旋轉(zhuǎn)座1和水平臂18之間還設置了第一升降臂5和第二升降臂8，所述第一升降臂5可繞水平軸進行轉(zhuǎn)動，即所述第一升降臂5能夠在豎直面上調(diào)節(jié)其旋轉(zhuǎn)角度，從而帶動其上的第二升降臂8和水平臂18上下位移，所述第二升降臂8的作用與所述第一升降臂5類似，能夠帶動所述水平臂18的上下位移，同時通過所述第二升降臂8的轉(zhuǎn)動能夠調(diào)節(jié)所述水平臂18與所述旋轉(zhuǎn)座1的水平距離，從而實現(xiàn)所述水平臂18在空間上可移動位置的可調(diào)性，所述第一夾持組件14和第二夾持組件16對原料進行夾持固定，所述第二升降臂8與所述水平臂18之間連接的第三伸縮件9用于保持所述水平臂18處于水平位置，從而能夠較好的對原料進行夾持，本機械手可操作性強，維護簡單方便。

本發(fā)明應用液壓原理和機械原理在有限制的范圍內(nèi)運行設備用于取代人工吊加原料工作的自動化機械。它是一種受數(shù)據(jù)、機械、時間、距離的限制和固定動作及準確周期時間內(nèi)運行的一種自動化運作的機器?？蓱迷谥蓄l爐設備上，取代以往人工加料的工作。能夠使整個生產(chǎn)線更有規(guī)律性、穩(wěn)定性，持續(xù)性。

所述第一夾鉗組件14和所述第二夾鉗組件16分別位于所述水平臂18的兩側(cè)面，所述第一夾鉗組件14包括第四伸縮件13和第一鉗臂15，所述第四伸縮件13的一端和第一鉗臂15的一端分別鉸接所述水平臂18的兩端，所述第四伸縮件13的另一端和第一鉗臂15的另一端鉸接；所述第二夾鉗組件16包括第五伸縮件12和第二鉗臂17，所述第五伸縮件12的一端和第二鉗臂17的一端分別鉸接所述水平臂18的兩端，所述第五伸縮件12的另一端和第二鉗臂17的另一端鉸接。

所述第一伸縮件7、第二伸縮件6、第三伸縮件9、第四伸縮件13和第五伸縮件12為液壓推桿。

所述固定座2上固定有外齒輪圈3，所述旋轉(zhuǎn)座1上設置有驅(qū)動電機4，所述驅(qū)動電機4連接有主動輪，所述主動輪與所述外齒輪圈3嚙合。

所述驅(qū)動電機4為伺服電機。

所述旋轉(zhuǎn)座1與所述固定座2之間設置有第一角度傳感器，所述第一升降臂5與所述旋轉(zhuǎn)座1的鉸接位置設置有第二角度傳感器，所述第二升降臂8與所述第一升降臂5的鉸接位置設置有第三角度傳感器，所述水平臂18與所述第二升降臂8的鉸接位置設置有第四角度傳感器。

所述機械手工作時，由旋轉(zhuǎn)座上的兩臺伺服電機，帶動軸承旋轉(zhuǎn)。當水平臂移動到指定的物料斗后，第四伸縮件和第五伸縮件會自動同步推動第一鉗臂和第二鉗臂，夾緊物料。物料夾緊后，第一升降臂與第二升降臂的油缸會自動提起水平臂，水平臂上的第三伸縮組件主要是在提升物料時使物料保持水平狀態(tài)。機械臂工作時在第一升降臂和第二升降臂做升降動作時，各鏈接關(guān)節(jié)位都按裝有高精密的角度傳感器，角度傳感器會提供數(shù)據(jù)給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)提供修正命令。當夾起的物料升到額定的高度后，由伺服電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動并帶動水平臂到爐口位置。第一升降臂和第二升降臂開始下降。在下降到物料與上一個物料接觸時，機械臂還會機械壓下。繼續(xù)壓下是為了更快的為了加速溶解上一塊物料（機械臂夾臂周圍溫度1000度以上）。當壓到一定的位置，第一夾持組件和第二夾持組件松開物料，第一升降臂、第二升降臂抬起回到料斗夾第二個料。

需要說明的是，本發(fā)明還提供了所述機械手的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)如下：

電氣系統(tǒng)配置包括：基礎自動化plc系統(tǒng)、伺服傳動控制系統(tǒng)、儀表檢測控制系統(tǒng)及hmi人機交互系統(tǒng)，含軟件的編制。

自動化系統(tǒng)（plc系統(tǒng)）采用以德國siemens公司s7-1200系列plc為核心,通過搭配高速脈沖輸入輸出板和模擬量輸入輸出模塊采集信號可實時監(jiān)測機械臂在三維空間的具體位置并加以控制；通過profinet網(wǎng)絡與上位機hmi通信，實現(xiàn)系統(tǒng)的人機交互。

伺服傳動控制系統(tǒng)：采用雙伺服驅(qū)動，并將伺服電機編碼器信號反饋回plc,通過plc邏輯運算,實現(xiàn)平臺回轉(zhuǎn)的靈活精確定位和故障報警反饋；塊料輸送車自動將料斗定位到夾料位，并通過料車上的稱重機構(gòu)統(tǒng)計加入爐內(nèi)的塊料總重，反饋回plc運算得出所需要加合金的種類和重量；合金送料機構(gòu)將合金加入到合金料斗，機械臂自動定位到合金料斗位，執(zhí)行加合金指令動作。

儀表檢測控制系統(tǒng)：機械臂在各個位置的狀態(tài)，通過其關(guān)節(jié)部位的角度傳感器信號反饋回plc,同時plc控制電磁閥的開閉狀態(tài)確定機械臂下一步動作；料車稱重機構(gòu)通過稱重傳感器將實時信號反饋回plc,計算夾料總量；壓料過程通過視覺識別系統(tǒng)，監(jiān)測塊料入爐的實時位置，確定是繼續(xù)壓料還是松夾返回；

hmi人機界面：通過設定選擇中頻，選擇料位等參數(shù)對整個加料過程中可實現(xiàn)不間斷自動運行；故障報警時，可及時切換手動狀態(tài)；執(zhí)行平臺回零和角度傳感器回零動作的控制；故障信息的及時反饋等。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。