CN102922520A - 桁架机械手结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桁架机械手结构，包括桁架及设于所述桁架上的机械手，所述桁架包括若干龙门结构的支撑部，所述支撑部上设有用于安装机械手的横梁，所述机械手为两自由度机械手，机械手包括安装于横梁上的水平运动组件及垂直安装于水平运动组件上的垂直运动组件，所述垂直运动组件的底部连接有三爪夹持器，所述水平运动组件和垂直运动组件分别包括用于传动的齿轮和齿条，所述齿轮和齿条设为相互啮合的斜齿。本发明桁架机械手结构简单可靠，成本低；齿轮和齿条传动采用斜齿啮合，增加了机械工作载荷、提高了运行平稳性。
Description
技术领域
本发明涉及自动化机械设备技术领域，特别是涉及一种桁架机械手结构。
背景技术
在工业自动化生产线上，工件经常需要在流水线与机床加工工位之间来回搬运。目前在自动化流水线上实现机床上下料，广泛采用通用工业机器人或特制机械手。
通用工业机器人载荷大、精度高、动作可编程，但价格昂贵，在搬运路径较为简单的情况下使用不经济。目前，特制机械手一般用于精度要求较低的场合，如物料仓、定位需求较低的加工或工艺设备的上下料环节等。适用于机床加工工位定位精度要求较高，但搬运动作又较为简单的上下料环节的特制机械手较少。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种桁架机械手结构。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种桁架机械手结构，其结构简单、成本低廉、精度较高，实现将工件在流水线与相应机床加工工位间水平和垂直搬运。
为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：
一种桁架机械手结构，包括桁架及设于所述桁架上的机械手，所述桁架包括若干龙门结构的支撑部，所述支撑部上设有用于安装机械手的横梁，所述机械手为两自由度机械手，机械手包括安装于横梁上的水平运动组件及垂直安装于水平运动组件上的垂直运动组件，所述垂直运动组件的底部连接有三爪夹持器，所述水平运动组件和垂直运动组件分别包括用于传动的齿轮和齿条，所述齿轮和齿条设为相互啮合的斜齿。
作为本发明的进一步改进，所述桁架包括两组平行设置的支撑组，每个支撑组包括两个支撑部以及连接两个支撑部上方中间位置的连接部。
作为本发明的进一步改进，所述横梁安装于所述两个连接部的中间位置。
作为本发明的进一步改进，所述横梁的中间垂直设有加强立柱。
作为本发明的进一步改进，所述水平运动组件包括设于横梁上的水平导轨和水平驱动装置，水平导轨上设有齿条，水平驱动装置包括与齿条对应设置的齿轮以及驱动所述齿轮的伺服电机。
作为本发明的进一步改进，所述垂直运动组件包括设于水平运动组件上的垂直导轨和垂直驱动装置，垂直导轨上设有齿条，垂直驱动装置包括与齿条对应设置的齿轮以及驱动所述齿轮的伺服电机。
作为本发明的进一步改进，所述垂直导轨末端固定设有与横梁平行的连接梁，所述连接梁的两端下方对称设有三爪夹持器。
综上所述，本发明的有益效果是：
结构简单可靠，成本低；
齿轮和齿条传动采用斜齿啮合，增加了机械工作载荷、提高了运行平稳性；
横梁上设有加强立柱，采用加强设计，加强了横梁的刚度，减小了机械手在竖直方向的运行误差，提高了工作载荷；
对称设有两个三爪夹持器，可向两侧机床工位传送工件，工作效率高。
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中记载的一些实施例，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为本发明一实施方式桁架机械手结构的立体示意图；
图2为本发明一实施方式桁架机械手结构中机械手的立体示意图；
图3为本发明一实施方式桁架机械手结构中垂直运动组件中齿轮和齿条的结构示意图。
其中：
10 桁架 20 机械手
11 第一支撑部 12 第二支撑部
13 第三支撑部 14 第四支撑部
15 第一连接部 16 第二连接部
17 横梁 18 加强立柱
211 水平导轨 212 水平驱动装置
2111 齿条 2122 伺服电机
221 垂直导轨 222 垂直驱动装置
2211 齿条 2221 齿轮
2222 伺服电机 231 连接梁
232 三爪夹持器
具体实施方式
本发明公开了一种桁架机械手结构，包括桁架及设于桁架上的机械手，桁架包括若干龙门结构的支撑部，支撑部上设有用于安装机械手的横梁，机械手为两自由度机械手，机械手包括安装于横梁上的水平运动组件及垂直安装于水平运动组件上的垂直运动组件，垂直运动组件的底部连接有三爪夹持器，水平运动组件和垂直运动组件分别包括用于传动的齿轮和齿条，齿轮和齿条设为相互啮合的斜齿。
进一步地，桁架包括两组平行设置的支撑组，每个支撑组包括两个支撑部以及连接两个支撑部上方中间位置的连接部。
进一步地，横梁安装于两个连接部的中间位置。
进一步地，横梁的中间垂直设有加强立柱。
进一步地，水平运动组件包括设于横梁上的水平导轨和水平驱动装置，水平导轨上设有齿条，水平驱动装置包括与齿条对应设置的齿轮以及驱动齿轮的伺服电机。
进一步地，垂直运动组件包括设于水平运动组件上的垂直导轨和垂直驱动装置，垂直导轨上设有齿条，垂直驱动装置包括与齿条对应设置的齿轮以及驱动齿轮的伺服电机。
进一步地，垂直导轨末端固定设有与横梁平行的连接梁，连接梁的两端下方对称设有三爪夹持器。
本发明桁架机械手结构简单可靠，成本低；齿轮和齿条传动采用斜齿啮合，增加了机械工作载荷、提高了运行平稳性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参图1所示为本发明桁架机械手结构的示意图，桁架机械手结构包括桁架10及设于桁架10上的机械手20。
桁架10包括若干龙门结构的支撑部，龙门结构的支撑部结构简单、制作方便、承受负载大且结构稳定。具体地，本实施方式中包括第一支撑组和第二支撑组。其中第一支撑组包括第一支撑部11、第二支撑部12以及第一支撑部11和第二支撑部12上方正中央固定连接的第一连接部15；第二支撑组包括第三支撑部13、第四支撑部14以及第三支撑部13和第四支撑部14上方正中央固定连接的第二连接部16。横梁17固定连接在第一连接部15和第二连接部16的中间位置。第一连接部15、第二连接部16及横梁17的截面呈“工”形设置，其下部通过螺栓与螺孔固定安装，其结构简单，拆卸方便。当然在其他实施方式中，每个支撑组中不一定需要设为两个支撑部，也可以只设一个支撑部。
进一步地，在本实施方式中，位于横梁17的中央位置还垂直安装有加强立柱18，加强立柱18的设置可以加强横梁的刚度、减小机械手在竖直方向的运行误差、提高工作载荷。
结合图2所示，机械手20为两自由度机械手，包括安装于横梁上的水平运动组件及垂直安装于水平运动组件上的垂直运动组件。
水平运动组件包括设于横梁17上的水平导轨211和水平驱动装置212，水平导轨211上设有齿条2111，水平驱动装置212包括与齿条2111对应设置的齿轮(未图示)以及驱动齿轮的伺服电机2122。水平运动时，机械手20通过伺服电机2122驱动，齿轮和齿条通过斜齿传动，实现机械手20沿横梁17的水平运动。
结合图3所示，垂直运动组件包括设于水平运动组件上的垂直导轨221和垂直驱动装置222，垂直导轨221上设有齿条2211，垂直驱动装置222包括与齿条2211对应设置的齿轮2221以及驱动齿轮2221的伺服电机2222。垂直运动时，机械手20通过伺服电机2222驱动，齿轮2221和齿条2211通过斜齿传动，实现机械手20的垂直运动。
本发明中，水平运动组件和垂直运动组件中的齿轮和齿条均设为相互啮合的斜齿，如此设置可以增加机械工作载荷、提高运行平稳性。
在垂直运动组件中垂直导轨221末端固定设有与横梁17平行的连接梁231，连接梁231的两端下方对称设有三爪夹持器232。工作中，三爪夹持器232卡住工件内圈，然后机械手20将工件送入相应的机床加工工位上。优选地，为了提高工作效率，本实施方式中机械手20末端安装了两个对称的三爪夹持器，分别向两侧的两个机床工位传送工件。
由以上技术方案可以见，本发明实施例提供的桁架机械手结构具有以下有益效果：
结构简单可靠，成本低；
齿轮和齿条传动采用斜齿啮合，增加了机械工作载荷、提高了运行平稳性；
横梁上设有加强立柱，采用加强设计，加强了横梁的刚度，减小了机械手在竖直方向的运行误差，提高了工作载荷；
对称设有两个三爪夹持器，可向两侧机床工位传送工件，工作效率高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种桁架机械手结构，包括桁架及设于所述桁架上的机械手，其特征在于，所述桁架包括若干龙门结构的支撑部，所述支撑部上设有用于安装机械手的横梁，所述机械手为两自由度机械手，机械手包括安装于横梁上的水平运动组件及垂直安装于水平运动组件上的垂直运动组件，所述垂直运动组件的底部连接有三爪夹持器，所述水平运动组件和垂直运动组件分别包括用于传动的齿轮和齿条，所述齿轮和齿条设为相互啮合的斜齿。
2.根据权利要求1所述的桁架机械手结构，其特征在于，所述桁架包括两组平行设置的支撑组，每个支撑组包括两个支撑部以及连接两个支撑部上方中间位置的连接部。
3.根据权利要求2所述的桁架机械手结构，其特征在于，所述横梁安装于所述两个连接部的中间位置。
4.根据权利要求1所述的桁架机械手结构，其特征在于，所述横梁的中间垂直设有加强立柱。
5.根据权利要求1所述的桁架机械手结构，其特征在于，所述水平运动组件包括设于横梁上的水平导轨和水平驱动装置，水平导轨上设有齿条，水平驱动装置包括与齿条对应设置的齿轮以及驱动所述齿轮的伺服电机。
6.根据权利要求5所述的桁架机械手结构，其特征在于，所述垂直运动组件包括设于水平运动组件上的垂直导轨和垂直驱动装置，垂直导轨上设有齿条，垂直驱动装置包括与齿条对应设置的齿轮以及驱动所述齿轮的伺服电机。
7.根据权利要求6所述的桁架机械手结构，其特征在于，所述垂直导轨末端固定设有与横梁平行的连接梁，所述连接梁的两端下方对称设有三爪夹持器。
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