CN101342698A - 翻转式机械手 - Google Patents

Abstract

一种翻转式机械手，它包括主动臂、从动臂、翻转控制凸轮、夹紧控制凸轮、夹紧弹簧、左爪以及右爪，主动臂通过主动臂轴固定于转盘上，从动臂通过从动臂轴固定于转盘上，主动臂的一端上通过左爪旋转轴安装有左爪，主动臂的另一端通过齿轮副与从动臂的一端相连，从动臂的另一端上通过右爪旋转轴安装有右爪，左爪旋转轴与用来控制左爪旋转轴旋转的翻转传动机构相连，所述翻转传动机构与翻转控制凸轮接触配合。本发明是一种结构简单紧凑、制造成本低廉、占用空间小、工作稳定可靠的翻转式机械手。

Description

翻转式机械手

技术领域

本发明主要涉及到医药、食品行业中大容量瓶类清洗灌装设备上广泛使用的机械手领域，特指一种翻转式机械手。

背景技术

目前翻转式机械手从抓起物料到翻转物料到其它工序(如清洗……)再到翻转物料和卸料都是在运动中完成，一般凸轮固定，转盘带着主动臂、从动臂及其附件一道旋转，这种机械手包括主动臂、从动臂，他们之间有齿轮副，由凸轮控制主动臂经齿轮副使从动臂联动，机械手开启，待抓物料进入机械手，主动臂脱离凸轮的控制，主、从动臂之间的弹簧将主、从动臂往回拉(齿轮副反转)，机械手闭合，抓住被抓物一道翻转，平稳运行一段距离，完成其它工作程序后，机械手和夹持物一道翻转，凸轮再度如前述一样控制主动臂，机械手开启卸下物料转盘旋转一周，完成一个工段的工作。现有技术的翻转运动是这样完成的。主、从动臂之间的齿轮副的回转中心上联接一个可以在转盘上旋转的联接板，联接板上固定一个拉杆，拉杆经胶套与另一个凸轮联接，控制联接板和其上的主动臂、从动臂绕转盘上的回转中心作180°的旋转。其不足之处是翻转凸轮既要控制拉杆的上下垂直方向的运动又要控制拉杆作水平方向的运动，它一般由圆管制成，曲线比较复杂，外形庞大，制作困难；联接板在转盘上的回转中心与抓爪的中心之间的距离大，导致采用本翻转式机械手作部件的主机体积大，占地面积也大，成本高；凸轮与拉杆胶套为干摩擦，产生细小的磨损颗粒，影响控制的精度和污染工作环境。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、制造成本低廉、占用空间小、工作稳定可靠的翻转式机械手。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种翻转式机械手，其特征在于：它包括主动臂、从动臂、翻转控制凸轮、夹紧控制凸轮、夹紧弹簧、左爪以及右爪，主动臂通过主动臂轴固定于转盘上，从动臂通过从动臂轴固定于转盘上，主动臂的一端上通过左爪旋转轴安装有左爪，主动臂的另一端通过齿轮副与从动臂的一端相连，从动臂的另一端上通过右爪旋转轴安装有右爪，左爪旋转轴与用来控制左爪旋转轴旋转的翻转传动机构相连，所述翻转传动机构与翻转控制凸轮接触配合。

所述翻转传动机构包括翻转齿轮和齿条，所述翻转齿轮与左爪旋转轴相连，用来与翻转齿轮配合的齿条装设于主动臂上，主动臂与夹紧控制凸轮接触配合，齿条的一端与翻转控制凸轮接触配合。

所述主动臂上固设有滑块，齿条上开设有滑槽，齿条通过滑槽套设于滑块上。

所述翻转控制凸轮为平面凸轮。

所述翻转控制凸轮和夹紧控制凸轮一体成形。

所述主动臂上的一端通过主动臂滚轮与夹紧控制凸轮接触配合，所述主动臂滚轮通过主动臂滚轮轴固定于主动臂上；所述齿条的一端通过齿条滚轮与翻转控制凸轮接触配合，所述齿条滚轮通过齿轮滚轮轴固定于齿条上。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：本发明的翻转式机械手，结构紧凑、合理、制造成本低。将控制机械手翻转的凸轮由空间凸轮设计成平面凸轮，机械手的翻转中心由固定主、从动臂的联接板在转盘上的回转中心，改进设计成左、右抓爪与主从动臂的联接轴为回转中心，回转中心与抓爪的中心距及翻瓶时间大为缩短，现有技术的翻瓶旋转角度为75度左右，而本结构翻瓶旋转角度仅为5度，将节省的时间留给下道工序。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的仰视结构示意图；

图3是本发明的一种工作状态示意图；

图4是本发明的另一种工作状态示意图。

图例说明

1、主动臂           2、从动臂

3、翻转控制凸轮     4、夹紧控制凸轮

5、夹紧弹簧         6、主动臂轴

7、从动臂轴         8、左爪旋转轴

9、右爪旋转轴       10、左爪

11、右爪            12、翻转齿轮

13、齿条            14、滑块

15、转盘            16、齿轮副

17、滑槽            18、主动臂滚轮

19、主动臂滚轮轴    20、齿条滚轮

21、齿条滚轮轴

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的一种翻转式机械手，它包括主动臂1、从动臂2、翻转控制凸轮3、夹紧控制凸轮4、夹紧弹簧5、左爪10以及右爪11，主动臂1通过主动臂轴6固定于转盘15上，从动臂2通过从动臂轴7固定于转盘15上，主动臂1的一端上通过左爪旋转轴8安装有左爪10，主动臂1的另一端通过齿轮副16与从动臂2的一端相连，从动臂2的另一端上通过右爪旋转轴9安装有右爪11，用来控制左爪旋转轴8旋转的翻转传动机构相连，所述翻转传动机构与翻转控制凸轮3接触配合。本实施例中，翻转传动机构包括翻转齿轮12和齿条13，所述翻转齿轮12与左爪旋转轴8相连，用来与翻转齿轮12配合的齿条13装设于主动臂1上，主动臂1与夹紧控制凸轮4接触配合，齿条13的一端与翻转控制凸轮3接触配合。左爪旋转轴8和右爪旋转轴9具有同一根轴心线，左爪旋转轴8转动时，可带动右爪旋转轴9同步旋转。在本实施例中，主动臂1上的一端通过主动臂滚轮18与夹紧控制凸轮4接触配合，主动臂滚轮18通过主动臂滚轮轴19固定于主动臂1上，齿条13的的一端通过齿条滚轮20与翻转控制凸轮3接触配合，齿条滚轮20通过齿条滚轮轴21固定于齿条13的一端。在较佳实施例中，主动臂1上固设有滑块14，齿条13上开设有滑槽17，齿条13通过滑槽17套设于滑块14上，齿条13可以通过滑槽17与滑块14的配合相对于主动臂1运动，从而推动翻转齿轮12转动。参见图1和图2所示，还可以进一步将翻转控制凸轮3设计为平面凸轮，并将翻转控制凸轮3和夹紧控制凸轮4一体成形，其中外侧为用来与主动臂1接触配合的夹紧控制凸轮4，内侧为用来与齿条13接触配合的翻转控制凸轮3。这样有利于结构紧凑，减少构件，降低生产成本夹紧控制凸轮4和翻转控制凸轮3固定于中心轴上保持不动，转盘15可绕夹紧控制凸轮4和翻转控制凸轮3的中心轴转动。同时，转盘15带动固定于其上的主动臂1和从动臂2转动。爪旋转轴8与翻转齿轮12可以通过为一个整体件，主动臂1和齿轮副16也可以为一个整体件。当转盘15转动时，主动臂滚轮18与夹紧控制凸轮4接触，主动臂1绕主动臂轴6顺时钟方向转动一定的角度，从动臂2在齿轮副16的传动下绕从动臂轴7反时钟方向转动，分别固定于主动臂1和从动臂2上的左爪10和右爪11开启，此时可卸料或进料。然后，在夹紧控制凸轮4和主动臂1、从动臂2之间的夹紧弹簧5的共同作用下将主动臂1、从动臂2拉回，抓爪闭合，可夹持好已进抓爪之间的物料。当齿条滚轮19与翻转控制凸轮3接触时，齿条13在滑槽17与滑块14的配合下相对于主动臂1运动，直至与翻转齿轮12配合，带动翻转齿轮12和左爪旋转轴8转动，最终完成左爪10和右爪11翻转。即机械手的翻转由安装在主动臂1上由翻转控制凸轮3控制作直线运动的齿条13与固定联接在左爪旋转轴8上的翻转齿轮12啮合，齿条13带动翻转齿轮12旋转180°，其中心由A旋转到B，如果夹持物为瓶类，翻转后瓶口与瓶底的朝向恰好对调。反之，齿条13带动翻转齿轮12反向旋转180°，其中心由B旋转到A，瓶类又回到原来位置，上述两种位置如图3、图4所示。

工作原理：当转盘15绕夹紧控制凸轮4和翻转控制凸轮3的中心轴旋转时，夹紧控制凸轮4推动主动臂滚轮18，带动主动臂1绕主动臂轴6的中心转过一定角度，主动臂1上的齿轮副16带动从动臂2转过相应角度，此时分别固定于主动臂1和从动臂2上的左爪10和右爪11张开抓取物料，然后依靠夹紧控制凸轮4和夹紧弹簧5使主动臂1和从动臂2复位从而夹紧物料。同时，齿条滚轮20与翻转控制凸轮3接触，带动齿条13在滑块14中作直线运动，从而通过翻转齿轮12带动左爪旋转轴8旋转180度，使左爪10和右爪11夹持物料翻转180度(即从中心A翻转至中心B)。本机械手翻转时仅仅是左爪10和右爪11(此时它们已夹持好了物料)绕左爪旋转轴8、右爪旋转轴9共同的中心线回转，与整体式的主、从动臂(包括抓爪)绕一联接板在转盘15的回转中心翻转相对比，回转半径很小。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，例如翻转传动机构采用链轮与链条的组合方式，通过链条将力传递给与左爪旋转轴8相连的链轮，从而带动其旋转等，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1、一种翻转式机械手，其特征在于：它包括主动臂(1)、从动臂(2)、翻转控制凸轮(3)、夹紧控制凸轮(4)、夹紧弹簧(5)、翻转传动机构、左爪(10)以及右爪(11)，主动臂(1)通过主动臂轴(6)固定于转盘(15)上，从动臂(2)通过从动臂轴(7)固定于转盘(15)上，主动臂(1)的一端上通过左爪旋转轴(8)安装有左爪(10)，主动臂的另一端通过齿轮副(16)与从动臂(2)的一端相连，从动臂(2)的另一端上通过右爪旋转轴(9)安装有右爪(11)，左爪旋转轴(8)与用来控制左爪旋转轴(8)旋转的翻转传动机构相连，所述翻转传动机构与翻转控制凸轮(3)接触配合。

2、根据权利要求1所述的翻转式机械手，其特征在于：所述翻转传动机构包括翻转齿轮(12)和齿条(13)，所述翻转齿轮(12)与左爪旋转轴(8)相连，用来与翻转齿轮(12)配合的齿条(13)装设于主动臂(1)上，主动臂(1)与夹紧控制凸轮(4)接触配合，齿条(13)的一端与翻转控制凸轮(3)接触配合。

3、根据权利要求2所述的翻转式机械手，其特征在于：所述主动臂(1)上固设有滑块(14)，齿条(13)上开设有滑槽(17)，齿条(13)通过滑槽(17)套设于滑块(14)上。

4、根据权利要求1或2或3所述的翻转式机械手，其特征在于：所述翻转控制凸轮(3)为平面凸轮。

5、根据权利要求4所述的翻转式机械手，其特征在于：所述翻转控制凸轮(3)和夹紧控制凸轮(4)一体成形。

6、根据权利要求1或2或3所述的翻转式机械手，其特征在于：所述主动臂(1)上的一端通过主动臂滚轮(18)与夹紧控制凸轮(4)接触配合，所述主动臂滚轮(18)通过主动臂滚轮轴(19)固定于主动臂(1)上；所述齿条(13)的一端通过齿条滚轮(20)与翻转控制凸轮(3)接触配合，所述齿条滚轮(20)通过齿轮滚轮轴(21)固定于齿条(13)上。

7、根据权利要求5所述的翻转式机械手，其特征在于：所述主动臂(1)上的一端通过主动臂滚轮(18)与夹紧控制凸轮(4)接触配合，所述主动臂滚轮(18)通过主动臂滚轮轴(19)固定于主动臂(1)上；所述齿条(13)的一端通过齿条滚轮(20)与翻转控制凸轮(3)接触配合，所述齿条滚轮(20)通过齿轮滚轮轴(21)固定于齿条(13)上。

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