CN101497194A - 机械手及采用该机械手的生产线 - Google Patents

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张瑞峰
王文韬
胡志刚
邢雪顺
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Abstract

一种机械手，其包括气缸及摆臂，该气缸包括一个缸体、一个活塞杆及一个活塞，该活塞杆至少部分伸入缸体中，该摆臂连接于该活塞杆上，该活塞设于缸体内且与活塞杆固定连接，该缸体和活塞杆中的一个上设有一个导向销，另一个上设有与导向销配合的导槽，且该导槽至少部分为相对活塞杆轴线倾斜设置的倾斜槽。该机械手具有结构简单、制作成本低的优点。本发明还公开一种采用上述机械手的生产线。

Description

机械手及采用该机械手的生产线
技术领域
本发明涉及一种机械手及采用该机械手的生产线，尤其涉及一种气动机械手及采用该气动机械手的生产线。
背景技术
在现代化工业生产中，采用机械手取代人工进行操作已成为一种趋势，因为采用机械手作业可获得较高的工作效率及可进行一些较危险而人类无法或较难完成的工作。
一种现有的机械手，其包括一个升降气缸、一个托盘、一个驱动气缸、一个齿条、一个齿轮、一个回转盘及一个摆臂。该托盘固设于升降气缸的活塞杆上，且该托盘中心延伸有一个转轴。齿轮可转动套设于转轴上。该驱动气缸固设于托盘上。齿条固定连接于该驱动气缸的活塞杆上，且与齿轮相啮合。该回转盘固定连接于齿轮远离托盘的端面上。该摆臂固设于该回转盘上。升降气缸的活塞杆于缸体中运动可带动托盘升降。驱动气缸的活塞杆于缸体中运动可带动齿条直线运动，从而带动齿轮旋转以实现摆臂的旋转。
然而，该种机械手需要采用两个气缸及齿轮齿条等元件才能实现摆臂的升降及旋转，结构较为复杂且制造成本较高。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种结构简单、制造成本低的机械手及采用该机械手的生产线。
一种机械手，其包括气缸及摆臂，该气缸包括一个缸体、一个活塞杆及一个活塞，该活塞杆至少部分伸入缸体中，该摆臂连接于该活塞杆上，该活塞设于缸体内且与活塞杆固定连接，该缸体和活塞杆中的一个上设有一个导向销，另一个上设有与导向销配合的导槽，且该导槽至少部分为相对活塞杆轴线倾斜设置的倾斜槽。
一种生产线，其包括机台及位于该机台一侧的传送装置，该机台上设有至少一个机械手用于将机台上的工件搬运至传送装置上，该机械手包括气缸及摆臂，该气缸包括一个缸体、一个活塞杆及一个活塞，该活塞杆至少部分伸入缸体中，该摆臂连接于该活塞杆上，该活塞设于缸体内且与活塞杆固定连接，该缸体和活塞杆中的一个上设有一个导向销，另一个上设有与导向销配合的导槽，且该导槽至少部分为相对活塞杆轴线倾斜设置的倾斜槽。
相较现有技术，该机械手的气缸通过导向销与具有倾斜槽的导槽相配合，可实现活塞杆的升降及旋转，从而带动连接于活塞杆上的摆臂进行升降运动及旋转运动，因此，该机械手应用于生产线时，仅通过一个气缸及一个摆臂即可实现搬运工件的功能，其具有结构简单、制造成本低的优点。
附图说明
图1是本发明较佳实施例一的机械手的立体示意图。
图2是图1所示气缸的剖面示意图。
图3是图2所示的活塞杆的立体示意图。
图4是采用图1所示机械手的生产线的立体示意图。
图5是本发明较佳实施例二的机械手的剖面示意图。
具体实施例
下面将结合附图及实施例对本发明的机械手及采用该机械手的生产线作进一步详细说明。
请参阅图1，本发明较佳实施例一提供一种机械手100，其包括一个气缸10、一个摆臂20及一个吸盘30，该摆臂20的一端开设有一个通孔(图未标)，另一端与吸盘30相连。
请同时参阅图2，该气缸10包括一个缸体11、一个活塞杆12、一个活塞13、一个导向销14、一个第一气阀15、一个第二气阀16、一个位移传感器17及一个控制器(图未示)。
该缸体11包括一个主体部111及一个导向套112。该主体部111为长方体状，其包括依次相连的四个侧壁1111及位于该侧壁1111一端并与侧壁1111相连的底壁1112。该四个侧壁1111及底壁1112共同围城一个空腔1113，且该侧壁1111远离底壁1112的端部向该空腔1113内垂直侧壁1111延伸有凸缘1114。该导向套112包括一个第一套合部1121及一个尺寸大于该第一套合部1121的第二套合部1122，且该导向套112轴向开设有一个圆柱形通孔(图未标)。该空腔1113、第一套合部1121及第二套合部1122均为圆柱状，且导向套112与主体部111相配合以将主体部111密封。该第二套合部1122容纳于空腔1113中，该第一套合部1121从凸缘1114围成的开口处伸出该主体部111外。销钉18穿过主体部111的一个侧壁1111及第二套合部1122将主体部111及导向套112固定在一起。
请同时参阅图3，该活塞杆12为圆柱状，其一端部轴向延伸有凸柱121，另一端部轴向开设有螺孔122。该活塞杆12穿过导向套112上的通孔，并与主体部111的底壁1112相抵。螺钉19穿过摆臂20上的通孔后螺入活塞杆12上的螺孔122，从而将摆臂20固定至活塞杆12上。该活塞杆12的侧面上还开设有导槽123，该导槽123包括与活塞杆12轴线平行的直线槽1231，以及相对活塞杆12的轴线倾斜设置的倾斜曲线槽1233。
该活塞13容纳于主体部111的空腔1112中且与活塞杆12的凸柱121固定连接，此时，活塞13与主体部111的底壁1112间隔一定距离，从而将空腔1113分为A、B两个腔室。该活塞13与主体部111的侧壁1111紧密配合，以防止A、B腔室内的气体相互流通。
该导向销14插设于第二套合部1122中，且其末端伸入活塞杆12的导槽123中。
该第一气阀15及第二气阀16均设于侧壁1111上，且分别位于该活塞13的两侧。该第一气阀15包括一个进气通道151及一个放气通道152，且该进气通道151与外界气源(图未示)相连。该第二气阀16包括一个进气通道161及一个放气通道162，且该进气通道161与外界气源相连。
该位移传感器17设于活塞13的底端。控制器分别与吸盘30、第一气阀15、第二气阀16及位移传感器17相连。
请同时参阅图4，该机械手100可应用于生产线400进行工件搬运作业。该生产线400包括机台401、位于该机台401一侧的传送带405及分别固定于该机台401两端部的机械手100。该机台401上装载有加工模具402，工件403放置于该加工模具402上。
进行工件搬运作业时，机械手100的控制器先控制吸盘30将工件403吸附起来，然后控制第一气阀15的进气通道151开启，从而将外界气源与A腔室导通，随着A腔室中气体压强增大，使得活塞13及活塞杆12开始向上运动，由于导向销14此时处于直线槽1231中，故该摆臂20开始垂直上升，将工件403带离加工模具402。当活塞杆12上升一段距离后，该导向销14开始进入倾斜曲线槽1233，此时活塞杆12除了受到A腔室内的气体推力作用而继续上升外，该活塞杆12还将受到导向销14的抵推力而发生旋转。当导向销14滑动至倾斜曲线槽1233的末端时，活塞杆12停止运动，此时，工件403定位于传送带405上方，位移传感器17感测到活塞杆12停止运动，并将感测信号传送给控制器，控制器接收该感测信号并控制吸盘30松开工件403，从而将工件403放置于传送带405上，使工件403随传送带405进入下一个工序。接着控制器控制第二气阀16的进气通道161开启，从而将外界气源与B腔室导通，并控制第一气阀15的进气通道151关闭，而开启放气通道152。随着B腔室压强逐渐增大，A腔室压强逐渐减小，该活塞杆12将经过旋转下降及直线下降两个阶段，直至抵持至底壁1112上，此时，该摆臂20也回转并下降直至回到原吸取工件403的位置。位移传感器17感测到活塞杆12停止运动，并将感测信号传送给控制器，控制器接收该感测信号并控制第一气阀15的进气通道151开启，放气通道152关闭，且控制第二气阀16的进气通道161关闭，放气通道162开启。如此，控制器可控制该机械手100实现取、放工件403的循环作业，实现生产线400的高度自动化。
由于气缸10的缸体11上设有导向销14，且活塞杆12上设有部分为倾斜曲线槽1233的导槽123，故该气缸10可使固定于该活塞杆12上的摆臂20做升降及旋转运动，从而使该机械手仅通过一个气缸10及一个摆臂20即可实现搬运工件的功能，因此，该种机械手100相对现有的机械手具有结构简单、制造成本低的优点。
请参阅图5，本发明较佳实施例二提供一种机械手600，其与较佳实施例一中的机械手100具有相似的结构，其不同在于该气缸60的导向销64固设于活塞杆62上，该缸体61上开设有导槽611，该导槽611包括与活塞杆62轴线平行的直线槽6111，以及相对活塞杆62的轴线倾斜设置的倾斜曲线槽6112。该导向销64插入该导槽611中。该机械手600可取得与较佳实施一的机械手100相同的实施效果。
可以理解，本发明机械手的气缸的气阀也可设置一个或多个，以调节缸体内进、放气的速度，设置一个气阀时，该气阀应当设置于缸体的底部。另外，该导槽也可全部为倾斜曲线槽，该倾斜曲线槽的长短可控制该摆臂的旋转角度，而且，该倾斜曲线槽也可由与活塞杆轴线平行的直线相交成一个锐角的倾斜直线槽取代。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】一种机械手，其包括气缸及摆臂，该气缸包括一个缸体、一个活塞杆及一个活塞，该活塞杆至少部分伸入缸体中，该摆臂连接于该活塞杆上，该活塞设于缸体内并与活塞杆固定连接，其特征在于：该缸体和活塞杆中的一个上设有一个导向销，另一个上设有与导向销配合的导槽，且该导槽至少部分为相对活塞杆轴线倾斜设置的倾斜槽。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的机械手，其特征在于：该倾斜槽为倾斜曲线槽。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的机械手，其特征在于：该摆臂远离活塞杆的端部设有一个吸盘。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的机械手，其特征在于：该缸体上设有多个气阀以调节缸体内的气体压强。
  5. 【权利要求5】如权利要求4所述的机械手，其特征在于：该缸体的侧壁上设置有两个气阀，且该两个气阀分别位于活塞的两侧。
  6. 【权利要求6】如权利要求5所述的机械手，其特征在于：该气阀包括一个进气通道及一个放气通道，该进气通道与外界气源相连。
  7. 【权利要求7】如权利要求4所述的机械手，其特征在于：该活塞上设有感应活塞位移的位移传感器。
  8. 【权利要求8】如权利要求7所述的机械手，其特征在于：该机械手还包括一个控制装置，该控制装置分别与吸盘、位移传感器及气阀相连。
  9. 【权利要求9】如权利要求1所述的机械手，其特征在于：该缸体包括一个主体部及与该主体部固定连接的导向套，该活塞杆插入该导向套中，该导向销设于该导向套上，且该导向销的末端插入该活塞杆的导槽中。
  10. 【权利要求10】一种生产线，其包括机台及位于该机台一侧的传送装置，该机台上设有至少一个机械手用于将机台上的工件搬运至传送装置上，该机械手包括气缸及摆臂，该气缸包括一个缸体、一个活塞杆及一个活塞，该活塞杆至少部分伸入缸体中，该摆臂连接于该活塞杆上，该活塞设于缸体内且与活塞杆固定连接，其特征在于：该缸体和活塞杆中的一个上设有一个导向销，另一个上设有与导向销配合的导槽，且该导槽至少部分为相对活塞杆轴线倾斜设置的倾斜槽。
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