CN102862158A - 一种单轴驱动平面运动的往复移送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种单轴驱动平面运动的往复移送装置，解决现有机械手及相关部件多、结构复杂、操作繁琐、易损坏、效率低、平稳性差的问题。单轴驱动平面运动的往复移送装置包括：竖直安装板；机械手，包括用于对工件进行挡料、定位的挡料定位手和用于抓取挡料定位手中工件的工件抓取手；平面移动导向机构，包括用于对工件抓取手的竖直方向进行导向的竖直移动机构和用于对工件抓取手的水平方向进行导向的水平移动机构，竖直移动机构、水平移动机构、工件抓取手依次连接；驱动机构，包括驱动电机和将驱动电机的输出传递给竖直移动机构和水平移动机构的同步装置。本发明有益效果：结构简单，操作方便，寿命长，效率高，平稳性好。
Description
技术领域
本发明涉及输送设备领域，特别是指一种单轴驱动平面运动的往复移送装置。
背景技术
机械手具有使用方便、不污染环境、动作灵活、工作安全可靠等优点，目前广泛用于需要模拟人的重复动作的场合以及恶劣的工作环境中，因而在冲压加工、注塑、机床上下料、仪表电子、汽车航空以及自动化生产线中有着广阔的应用前景，但随着其动作复杂程度的提高，控制输入、输出点的增加，动作的可靠性有所降低，并且在现有技术领域中在平面内用于往复移送的机械手一般都是由两个驱动电机进行驱动，即为X轴电机和Y轴电机控制机械手在一平面内做往复运动，以用于机床上下料的机械手为例，使用X轴电机和Y轴电机进行驱动完成一次上下料需要八个动作：抓料——Y轴上升——X轴前进/后退——Y轴下降——放料——Y轴上升——X轴后退/前进——Y轴下降，使用两个电机驱动机械手不仅使得机械手及其相关部件众多、结构复杂、操作繁琐、易损坏，并且这种点到点的定位运动导致生产效率低，同时在生产过程中机械手在抓料和放料的一瞬间加速度不为零，从而对物料和其它装置具有冲击，平稳性差。
发明内容
本发明提出一种单轴驱动平面运动的往复移送装置，解决了现有技术中工业机械手及其相关部件众多、结构复杂、操作繁琐、易损坏，并且这种点到点的定位运动导致生产效率低、平稳性差的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种单轴驱动平面运动的往复移送装置，包括：
竖直安装板；
机械手，设置于所述竖直安装板上，包括用于对工件逐个进行挡料、定位的挡料定位手和用于抓取所述挡料定位手中的所述工件的工件抓取手；
平面移动导向机构，设置于所述竖直安装板上，包括用于对所述工件抓取手的竖直方向进行导向的竖直移动机构和用于对所述工件抓取手的水平方向进行导向的水平移动机构，所述竖直移动机构与所述水平移动机构连接，所述水平移动机构与所述工件抓取手连接；
驱动机构，设置于所述竖直安装板上，包括驱动电机和用于将所述驱动电机的输出传递给所述竖直移动机构和所述水平移动机构的同步装置。
进一步地，所述竖直移动机构包括：
竖直轨道，设置于所述竖直安装板一侧；
竖直移动安装板，与所述竖直轨道滑动连接；
第一传动机构，包括第一传动杆和第一滚动轮，所述竖直安装板上设有与所述第一传动杆相匹配的条形槽，所述第一传动杆一端与所述竖直移动安装板连接，所述第一传动杆另一端穿过所述条形槽与所述第一滚动轮连接；
用于推动所述竖直移动安装板运动的竖直凸轮，设置于所述竖直安装板另一侧，所述竖直凸轮与所述第一滚轮相抵靠；
用于使所述竖直移动安装板复位的竖直复位装置，所述竖直复位装置一端与所述第一传动杆连接，所述竖直复位装置另一端与所述竖直安装板连接。
进一步地，所述水平移动机构包括：
水平轨道，设置于所述竖直移动安装板上；
水平移动安装板，与所述水平轨道滑动连接，所述水平移动安装板与所述工件抓取手连接；
第二传动机构，包括传动块、传动块轨道、第二滚动轮和第三滚动轮，所述传动块轨道设置于所述竖直安装板上，所述传动块与所述传动块轨道滑动连接；所述第二滚动轮和第三滚动轮均设置于所述传动块上，所述第二滚轮与所述水平移动安装板相抵靠；
用于推动所述水平移动安装板运动的水平凸轮，设置于所述竖直安装板一侧，所述水平凸轮与所述第三滚轮相抵靠；
用于使所述水平移动安装板复位的水平复位装置，所述水平复位装置一端与所述水平移动安装板连接，所述水平复位装置另一端与所述竖直安装板连接。
进一步地，所述同步装置包括：
用于将所述驱动电机的输出传递给所述水平凸轮的水平运动同步轮，设置于所述竖直安装板另一侧，所述水平运动同步轮与所述驱动电机皮带连接，所述水平运动同步轮与所述水平凸轮同轴连接；
用于将所述驱动电机的输出传递给所述竖直凸轮的竖直运动同步轮，设置于所述竖直凸轮上，所述竖直运动同步轮与所述水平运动同步轮皮带连接。
进一步地，所述驱动机构还包括：
电机位置码盘，与所述驱动电机连接；
码盘传感器，设置于所述竖直安装板上，与所述电机位置码盘相匹配。
进一步地，本发明所述的往复移送装置，还包括：
加强筋，设置于所述竖直安装板上。
进一步地，本发明所述的往复移送装置，还包括：
水平底座；
其中，所述竖直安装板设置于所述水平底座上。
优选地，本发明所述的往复移送装置，
所述竖直复位装置为弹簧或弹性绳索；
所述水平复位装置为弹簧或弹性绳索。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述的单轴驱动平面运动的往复移送装置，只包括竖直安装板及设置于竖直安装板上的机械手、平面移动导向机构和驱动机构，并且驱动机构仅使用一个驱动电机进行单轴驱动，部件少，结构简单，操作方便，不易损坏。
2、本发明所述的单轴驱动平面运动的往复移送装置，主要使用水平凸轮调节工件抓取手的水平移动速度、竖直凸轮调节工件抓取手的竖直移动速度，从而根据水平凸轮和竖直凸轮的外形轮廓来确定工件抓取手的运动路线，简单可靠，并且与传统使用两个电机驱动时的八个动作相比，生产效率高，同时工件抓取手在水平凸轮和竖直凸轮的控制下，生产过程中在抓料和放料的期间加速度为零，对物料无冲击，平稳性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种单轴驱动平面运动的往复移送装置的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的后视图；
图4为本发明一种单轴驱动平面运动的往复移送装置的立体结构示意图。
图中：
1、竖直安装板；2、工件；3、挡料定位手；4、工件抓取手；5、驱动电机；6、竖直轨道；7、竖直移动安装板；8、第一传动杆；9、第一滚动轮；10、条形槽；11、竖直凸轮；12、竖直复位装置；13、水平轨道；14、水平移动安装板；15、传动块；16、传动块轨道；17、第二滚动轮；18、第三滚动轮；19、水平凸轮；20、水平复位装置；21、水平运动同步轮；22、竖直运动同步轮；23、电机位置码盘；24、码盘传感器；25、加强筋；26、水平底座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，本发明所述的一种单轴驱动平面运动的往复移送装置，包括：
竖直安装板1；
机械手，设置于所述竖直安装板1上，包括用于对工件2逐个进行挡料、定位的挡料定位手3和用于抓取所述挡料定位手3中的所述工件2的工件抓取手4；
平面移动导向机构，设置于所述竖直安装板1上，包括用于对所述工件抓取手4的竖直方向进行导向的竖直移动机构和用于对所述工件抓取手4的水平方向进行导向的水平移动机构，所述竖直移动机构与所述水平移动机构连接，所述水平移动机构与所述工件抓取手4连接；
驱动机构，设置于竖直安装板1上，包括驱动电机5和用于将驱动电机5的输出传递给竖直移动机构和水平移动机构的同步装置。
本发明所述的单轴驱动平面运动的往复移送装置，只包括竖直安装板1及设置于竖直安装板1上的机械手、平面移动导向机构和驱动机构，并且驱动机构仅使用一个驱动电机5进行单轴驱动，部件少，结构简单，操作方便，不易损坏。
在本发明所述单轴驱动平面运动的往复移送装置的另一实施例中，所述竖直移动机构可以包括：
竖直轨道6，设置于竖直安装板1一侧；
竖直移动安装板7，与竖直轨道6滑动连接；
第一传动机构，包括第一传动杆8和第一滚动轮9，竖直安装板1上设有与第一传动杆8相匹配的条形槽10，第一传动杆8一端与竖直移动安装板7连接，第一传动杆8另一端穿过条形槽10与第一滚动轮9连接；
用于推动竖直移动安装板7运动的竖直凸轮11，设置于竖直安装板1另一侧，竖直凸轮11与第一滚轮9相抵靠；
用于使竖直移动安装板7复位的竖直复位装置12，竖直复位装置12一端与第一传动杆8连接，竖直复位装置12另一端与竖直安装板1连接。
在本发明所述单轴驱动平面运动的往复移送装置的另一实施例中，所述水平移动机构可以包括：
水平轨道13，设置于竖直移动安装板7上；
水平移动安装板14，与水平轨道13滑动连接，水平移动安装板14与工件抓取手4连接；
第二传动机构，包括传动块15、传动块轨道16、第二滚动轮17和第三滚动轮18，传动块轨道16设置于竖直安装板1上，传动块15与传动块轨道16滑动连接；第二滚动轮17和第三滚动轮18均设置于传动块15上，第二滚轮17与水平移动安装板14相抵靠；
用于推动水平移动安装板14运动的水平凸轮19，设置于竖直安装板1一侧，水平凸轮19与第三滚轮18相抵靠；
用于使水平移动安装板14复位的水平复位装置20，水平复位装置20一端与水平移动安装板14连接，水平复位装置20另一端与竖直安装板1连接。
本发明所述的单轴驱动平面运动的往复移送装置，主要使用水平凸轮19对工件抓取手4的水平方向进行导向、竖直凸轮11对工件抓取手4的竖直方向进行导向，具体地：竖直凸轮11和水平凸轮19的凸轮升程决定了工件抓取手4的行程，竖直凸轮11和水平凸轮19的凸轮基圆决定了工件抓取手4的起始位置，竖直凸轮11和水平凸轮19的升角斜率的函数关系决定了工件抓取手4的速度和加速度。从而根据水平凸轮19和竖直凸轮11的外形轮廓来确定工件抓取手4的运动路线，简单可靠，并且与传统使用两个电机驱动时的八个动作相比，生产效率高，同时工件抓取手4在水平凸轮19和竖直凸轮11的控制下，生产过程中在抓料和放料的期间加速度为零，对物料无冲击，平稳性好。
在本发明所述单轴驱动平面运动的往复移送装置的另一实施例中，所述同步装置可以包括：
用于将驱动电机5的输出传递给水平凸轮19的水平运动同步轮21，设置于竖直安装板1另一侧，水平运动同步轮21与驱动电机5皮带连接，水平运动同步轮21与水平凸轮19同轴连接；
用于将驱动电机5的输出传递给竖直凸轮11的竖直运动同步轮22，设置于竖直凸轮11上，竖直运动同步轮22与水平运动同步轮21皮带连接。
在本发明所述单轴驱动平面运动的往复移送装置的另一实施例中，所述驱动机构还可以包括：
电机位置码盘23，与驱动电机5连接；
码盘传感器24，设置于竖直安装板1上，与电机位置码盘23相匹配。
在本发明所述单轴驱动平面运动的往复移送装置的另一实施例中，还可以包括：
加强筋25，设置于竖直安装板1上。
在本发明所述单轴驱动平面运动的往复移送装置的另一实施例中，还可以包括：
水平底座26；
其中，竖直安装板1设置于水平底座26上。
其中，优选地，所述竖直复位装置12为弹簧或弹性绳索；所述水平复位装置20为弹簧或弹性绳索。当然，竖直复位装置12、水平复位装置20还可以为其它形式的装置，只要能实现使竖直移动安装板7和水平移动安装板14复位的功能即可，本发明对此不进行限制。
使用前，根据需要抓取和放下工件2的位置确定竖直凸轮11和水平凸轮19的形状及安装的角度。
使用时，挡料定位手3对工件2进行定位并抓取定位后的工件2，工件抓取手4抓取挡料定位手3中的工件2，然后驱动电机5工作并输出给水平运动同步轮21，水平运动同步轮21一方面带动水平凸轮19转动，水平凸轮19推动传动块15，传动块15推动水平移动安装板14，水平移动安装板14带动工件抓取手4移动，从而完成水平方向的运动；水平运动同步轮21另一方面带动竖直运动同步轮22转动，竖直运动同步轮22带动竖直凸轮11转动，竖直凸轮11推动第一传动杆8，第一传动杆8带动竖直移动安装板7运动进行竖直方向的运动，竖直移动安装板7带动水平移动安装板14运动，从而完成水平方向的运动和竖直方向的运动的合成，最终使工件抓取手4将抓取的工件2放置在预设的位置，当工件抓取手4放下工件2后，水平移动安装板14会在水平复位装置20、竖直移动安装板7会在竖直复位装置12的作用下回到原始位置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种单轴驱动平面运动的往复移送装置，其特征在于，包括：
竖直安装板(1)；
机械手，设置于所述竖直安装板(1)上，包括用于对工件(2)逐个进行挡料、定位的挡料定位手(3)和用于抓取所述挡料定位手(3)中的所述工件(2)的工件抓取手(4)；
平面移动导向机构，设置于所述竖直安装板(1)上，包括用于对所述工件抓取手(4)的竖直方向进行导向的竖直移动机构和用于对所述工件抓取手(4)的水平方向进行导向的水平移动机构，所述竖直移动机构与所述水平移动机构连接，所述水平移动机构与所述工件抓取手(4)连接；
驱动机构，设置于所述竖直安装板(1)上，包括驱动电机(5)和用于将所述驱动电机(5)的输出传递给所述竖直移动机构和所述水平移动机构的同步装置。
2.根据权利要求1所述的往复移送装置，其特征在于，所述竖直移动机构包括：
竖直轨道(6)，设置于所述竖直安装板(1)一侧；
竖直移动安装板(7)，与所述竖直轨道(6)滑动连接；
第一传动机构，包括第一传动杆(8)和第一滚动轮(9)，所述竖直安装板(1)上设有与所述第一传动杆(8)相匹配的条形槽(10)，所述第一传动杆(8)一端与所述竖直移动安装板(7)连接，所述第一传动杆(8)另一端穿过所述条形槽(10)与所述第一滚动轮(9)连接；
用于推动所述竖直移动安装板(7)运动的竖直凸轮(11)，设置于所述竖直安装板(1)另一侧，所述竖直凸轮(11)与所述第一滚轮(9)相抵靠；
用于使所述竖直移动安装板(7)复位的竖直复位装置(12)，所述竖直复位装置(12)一端与所述第一传动杆(8)连接，所述竖直复位装置(12)另一端与所述竖直安装板(1)连接。
3.根据权利要求2所述的往复移送装置，其特征在于，所述水平移动机构包括：
水平轨道(13)，设置于所述竖直移动安装板(7)上；
水平移动安装板(14)，与所述水平轨道(13)滑动连接，所述水平移动安装板(14)与所述工件抓取手(4)连接；
第二传动机构，包括传动块(15)、传动块轨道(16)、第二滚动轮(17)和第三滚动轮(18)，所述传动块轨道(16)设置于所述竖直安装板(1)上，所述传动块(15)与所述传动块轨道(16)滑动连接；所述第二滚动轮(17)和第三滚动轮(18)均设置于所述传动块(15)上，所述第二滚轮(17)与所述水平移动安装板(14)相抵靠；
用于推动所述水平移动安装板(14)运动的水平凸轮(19)，设置于所述竖直安装板(1)一侧，所述水平凸轮(19)与所述第三滚轮(18)相抵靠；
用于使所述水平移动安装板(14)复位的水平复位装置(20)，所述水平复位装置(20)一端与所述水平移动安装板(14)连接，所述水平复位装置(20)另一端与所述竖直安装板(1)连接。
4.根据权利要求3所述的往复移送装置，其特征在于，所述同步装置包括：
用于将所述驱动电机(5)的输出传递给所述水平凸轮(19)的水平运动同步轮(21)，设置于所述竖直安装板(1)另一侧，所述水平运动同步轮(21)与所述驱动电机(5)皮带连接，所述水平运动同步轮(21)与所述水平凸轮(19)同轴连接；
用于将所述驱动电机(5)的输出传递给所述竖直凸轮(11)的竖直运动同步轮(22)，设置于所述竖直凸轮(11)上，所述竖直运动同步轮(22)与所述水平运动同步轮(21)皮带连接。
5.根据权利要求4所述的往复移送装置，其特征在于，所述驱动机构还包括：
电机位置码盘(23)，与所述驱动电机(5)连接；
码盘传感器(24)，设置于所述竖直安装板(1)上，与所述电机位置码盘(23)相匹配。
6.根据权利要求5所述的往复移送装置，其特征在于，还包括：
加强筋(25)，设置于所述竖直安装板(1)上。
7.根据权利要求6所述的往复移送装置，其特征在于，还包括：
水平底座(26)；
其中，所述竖直安装板(1)设置于所述水平底座(26)上。
8.根据权利要求7所述的往复移送装置，其特征在于，
所述竖直复位装置(12)为弹簧或弹性绳索；
所述水平复位装置(20)为弹簧或弹性绳索。
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