一種縮放式搬運機械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種縮放式搬運機械手，包括基座、擺臂、擺臂驅(qū)動組件、橫臂、橫臂驅(qū)動組件、卡爪和卡爪驅(qū)動組件，基座下方對稱設(shè)置兩個擺臂，且擺臂與基座的連接處設(shè)置擺臂驅(qū)動組件，每個擺臂的下端對稱設(shè)置兩個橫臂，每個擺臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組橫臂驅(qū)動組件，每個橫臂的末端設(shè)有一個卡爪，橫臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組卡爪驅(qū)動組件。其夾持方法是兩個擺臂先對稱張開，然后橫臂向擺臂兩側(cè)展開，卡爪驅(qū)動組件先驅(qū)動卡爪伸出至超過待搬運物品的寬度，再驅(qū)動卡爪旋轉(zhuǎn)至卡爪的鉤邊與待搬運物品邊沿的底面平齊，最后驅(qū)動卡爪收縮勾住待搬運物品的邊沿。本機械手可隨時收縮合攏，結(jié)構(gòu)精簡而緊湊，體積小，移動靈活，即使在空間狹窄的場所也能適應(yīng)。
【專利說明】
一種縮放式搬運機械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及產(chǎn)品包裝運輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種縮放式搬運機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]在自動化生產(chǎn)線中，應(yīng)用工業(yè)機器人進行物品碼垛、卸垛、上料、下料等搬運工作已日益廣泛。實現(xiàn)搬運功能的機器人類型基本是相同的，但針對不同的物品外形，機器人需配套不同的機械手，才能順利抓取搬運物品。機械手種類形式較多，對于適用于箱體和板件搬運的機械手，較多采取夾持機構(gòu)的形式。
[0003]傳統(tǒng)的夾持機械手，一般采用框架式結(jié)構(gòu)，由固定夾板、活動夾板和驅(qū)動機構(gòu)等組成。在氣缸驅(qū)動下，活動夾板移動，與固定夾板合攏或分開，實現(xiàn)夾持和放松的狀態(tài)。由于這類機械手工作時只有活動夾板的直線移動動作，因此不可避免存在兩個缺點:其一，機械手外形尺寸必須比待搬運對象要大，才能包容并夾取待搬運對象，由此造成其機構(gòu)龐大，因而難以適應(yīng)狹窄的工作場所;其二，機械手只能適應(yīng)一個方向(活動夾板直線移動方向)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。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實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的縮放式搬運機械手。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案為:一種縮放式搬運機械手，包括基座、擺臂、擺臂驅(qū)動組件、橫臂、橫臂驅(qū)動組件、卡爪和卡爪驅(qū)動組件，基座下方對稱設(shè)置兩個擺臂，且擺臂與基座的連接處設(shè)置擺臂驅(qū)動組件，每個擺臂的下端對稱設(shè)置兩個橫臂，每個擺臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組橫臂驅(qū)動組件，每個橫臂的末端設(shè)有一個卡爪，橫臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組卡爪驅(qū)動組件。
[0006]所述擺臂驅(qū)動組件包括電機、減速機、擺軸、軸承和齒輪組，擺軸有兩個，每個擺軸中部對應(yīng)與一個擺臂固定連接，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，電機的輸出端設(shè)置減速機，減速機的輸出端與其中一個擺軸連接，兩個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齒輪，兩個擺軸中，與減速機連接的擺軸作為主動軸，另一擺軸作為從動軸，通過齒輪組的帶動，兩個擺軸同步轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)兩個擺臂同時分開或合攏。
[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)動組件。
[0008]所述橫臂驅(qū)動組件包括橫臂驅(qū)動氣缸、第一鉸支和連桿，橫臂驅(qū)動氣缸與擺臂的中空段頂部固定連接，橫臂驅(qū)動氣缸的輸出端設(shè)有第一鉸支，第一鉸支處連接有兩個連桿，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)動氣缸動作時，通過兩個連桿帶動相應(yīng)的兩個橫臂展開或回收，橫臂繞著第二鉸支擺動。
[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)動組件。
[0011 ]所述卡爪驅(qū)動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)動卡爪伸出或收縮，使兩個卡爪之間的距離與待搬運物品的寬度相適應(yīng)?？ㄗπD(zhuǎn)氣缸用于驅(qū)動卡爪旋轉(zhuǎn)，使卡爪的鉤邊勾住待搬運物品的邊沿，實現(xiàn)對待搬運物品的穩(wěn)定夾持。
[0012]所述基座頂部設(shè)有聯(lián)接座，機械手通過聯(lián)接座外接機器人。
[0013]上述縮放式搬運機械手的夾持方法，包括以下步驟:
[0014](I)擺臂驅(qū)動組件驅(qū)動兩個擺臂對稱張開，然后機械手運行至靠近待搬運物品表面；
[0015](2)橫臂驅(qū)動組件驅(qū)動橫臂向擺臂兩側(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)動組件先驅(qū)動卡爪伸出至超過待搬運物品的寬度，再驅(qū)動卡爪旋轉(zhuǎn)至卡爪的鉤邊與待搬運物品邊沿的底面平齊，最后驅(qū)動卡爪收縮，使卡爪勾住待搬運物品的邊沿，此時，機械手的四個卡爪抓緊待搬運物品。
[0017]所述步驟(2)中，橫臂驅(qū)動組件驅(qū)動橫臂向擺臂兩側(cè)展開的具體過程為:橫臂驅(qū)動氣缸的活塞桿下行，通過連桿推動擺臂左右兩側(cè)的橫臂以第二鉸支為支點向下翻轉(zhuǎn)90°，使兩個橫臂形成張開狀態(tài)；
[0018]所述步驟(3)中，卡爪驅(qū)動組件驅(qū)動卡爪伸出時，通過卡爪伸縮氣缸推動卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸直線移動，使導(dǎo)桿推動卡爪向前伸出；卡爪驅(qū)動組件驅(qū)動卡爪旋轉(zhuǎn)時，卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸動作，通過導(dǎo)桿驅(qū)動卡爪轉(zhuǎn)動;卡爪驅(qū)動組件驅(qū)動卡爪收縮時，通過卡爪伸縮氣缸拉動旋轉(zhuǎn)氣缸，使導(dǎo)桿帶動卡爪回收。
[0019]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0020]本伸縮式搬運機械手是一種靈活緊湊的機械手，適用于對翻邊的箱體及平板物品進行夾持搬運，機械手既可以收縮折疊，又可以舒張伸展，與傳統(tǒng)機械手相比較，本伸縮式搬運機械手不但結(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]本伸縮式搬運機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，本機械手可隨時收縮合攏，結(jié)構(gòu)精簡而緊湊，體積小，移動靈活，即使在空間狹窄的場所也能適應(yīng)。
【附圖說明】
[0022]圖1為本伸縮式搬運機械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為圖1的A方向視圖。
[0024]圖3為本伸縮式搬運機械手的擺臂開合狀態(tài)圖。
[0025]圖4為本伸縮式搬運機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。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合實施例，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0029]實施例
[0030]本實施例一種伸縮搬運機械手，待搬運物品以周轉(zhuǎn)箱為例。
[0031]伸縮搬運機械手的結(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)，機械手主要由基座、擺臂、擺臂驅(qū)動組件、橫臂、橫臂驅(qū)動組件、卡爪和卡爪驅(qū)動組件等構(gòu)件組成，以基座為基礎(chǔ)進行裝配，基座為長方形框架結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)置聯(lián)接座，機械手整體通過聯(lián)接座外接機器人的手腕。
[0032]上述結(jié)構(gòu)中:
[0033](I)擺臂結(jié)構(gòu)
[0034]機械手有兩個擺臂，左右對稱布置(如圖1所示)。每個擺臂的頂部與相應(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。
[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，兩個齒輪形成齒輪組。
[0036]擺臂擺動的動力來源于電機，通過減速機傳遞，減速機的輸出端直接聯(lián)接左擺軸(即位于左側(cè)的擺軸作為主動軸)。當(dāng)減速機輸出動力時，可驅(qū)動左擺軸旋轉(zhuǎn)，帶動其下擺臂擺動。由于齒輪組的嚙合傳動，因此左右擺臂的擺動是同時進行的，可實現(xiàn)分開或合攏的擺動，如圖3所示。
[0037](2)橫臂結(jié)構(gòu)
[0038]如圖2所示，每個擺臂的左右兩側(cè)各安裝有一個橫臂。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?？ㄗι炜s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?？ㄗπD(zhuǎn)氣缸可在槽內(nèi)沿導(dǎo)軌滑動?？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)動氣缸，橫臂驅(qū)動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]上述伸縮式搬運機械手所實現(xiàn)的夾持方法及工作原理為:
[0042]機械手通過聯(lián)接座外接機器人手腕，被機器人驅(qū)動工作。機械手的擺臂和橫臂先后依次動作，其過程如圖4所示。待搬運物品以周轉(zhuǎn)箱為例。
[0043]I)擺臂張開。
[0044]機械手根據(jù)周轉(zhuǎn)箱的長度(或?qū)挾?尺寸，在電機及減速機的驅(qū)動下，控制擺臂張開一定角度。其后，機械手被機器人驅(qū)動靠近待搬運物品表面。
[0045]2)橫臂工作。
[0046]橫臂驅(qū)動氣缸的活塞桿下行，通過連桿推動左右擺臂向下翻轉(zhuǎn)，分別以第三鉸支為支點，轉(zhuǎn)動90°，形成張開狀態(tài)；
[0047]卡爪伸縮氣缸的活塞桿伸出，推動卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸直線移動，從而使導(dǎo)桿分別向兩側(cè)伸展，使兩側(cè)的卡爪超越待搬運物品的寬度；
[0048]卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸動作，通過導(dǎo)桿驅(qū)動卡爪轉(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，拉動卡爪旋轉(zhuǎn)氣缸，帶動導(dǎo)桿，從而使左右的卡爪向內(nèi)合攏，卡緊箱體邊沿；
[0050]最終，機械手的4個卡爪抓緊箱體，形成如圖5所示的狀態(tài)。
[0051 ]隨后，機器人就可以驅(qū)動機械手，把箱體搬至目的地。
[0052]機械手釋放周轉(zhuǎn)箱的動作順序與上述過程的各動作反向。
[0053]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型，上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡依本【實用新型內(nèi)容】所作的均等變化與修飾，都為本實用新型權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種縮放式搬運機械手，其特征在于，包括基座、擺臂、擺臂驅(qū)動組件、橫臂、橫臂驅(qū)動組件、卡爪和卡爪驅(qū)動組件，基座下方對稱設(shè)置兩個擺臂，且擺臂與基座的連接處設(shè)置擺臂驅(qū)動組件，每個擺臂的下端對稱設(shè)置兩個橫臂，每個擺臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組橫臂驅(qū)動組件，每個橫臂的末端設(shè)有一個卡爪，橫臂內(nèi)對應(yīng)設(shè)有一組卡爪驅(qū)動組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種縮放式搬運機械手，其特征在于，所述擺臂驅(qū)動組件包括電機、減速機、擺軸、軸承和齒輪組，擺軸有兩個，每個擺軸中部對應(yīng)與一個擺臂固定連接，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，電機的輸出端設(shè)置減速機，減速機的輸出端與其中一個擺軸連接，兩個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機械手，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)動組件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種縮放式搬運機械手，其特征在于，所述橫臂驅(qū)動組件包括橫臂驅(qū)動氣缸、第一鉸支和連桿，橫臂驅(qū)動氣缸與擺臂的中空段頂部固定連接，橫臂驅(qū)動氣缸的輸出端設(shè)有第一鉸支，第一鉸支處連接有兩個連桿，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機械手，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機械手，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)動組件。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種縮放式搬運機械手，其特征在于，所述卡爪驅(qū)動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機械手，其特征在于，所述基座頂部設(shè)有聯(lián)接座，機械手通過聯(lián)接座外接機器人。
【文檔編號】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