CN103203743A - 机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手，旨在提供一种可有效降低机械手制造精度的要求及成本造价，同时易于生产制作的机械手。它包括夹钳、立柱及设置在立柱上部的主横梁，立柱上位于主横梁下方设有与主横梁相平行的横向导杆及副横梁，且副横梁位于横向导杆下方；所述横向导杆上设有可沿着横向导杆滑动的底座，底座上表面上位于主横梁一侧设有夹钳安装座，夹钳设置在夹钳安装座上；所述底座上表面设有第一纵向支撑板；第一纵向支撑板上部设有横向支撑板，横向支撑板上设有与主横梁相配合的用于支撑底座的上滚轮组；底座下部设有与副横梁相配合用于支撑底座的下滚轮。

Description

机械手

技术领域

本发明涉及一种机械装置，具体涉及一种适用于小负载操作的机械手。

背景技术

目前，机械手已经广泛的应用于生产制造过程中，起到提高生产效率、生产自动化、及降低劳动强度等作用；但机械手本身是一种精密的机械设备，它对自身部件的加工精度要求很高，而且设备结构复杂，这使得机械手的生产成本高、制造难度大。例如，中国专利公开号CN201728805U，公开日2011年02月02日，发明创造的名称为五轴伺服注塑机械手，该申请案公开了一种五轴伺服注塑机械手,其横梁与横梁安装板之间设置有横行同步带,从横梁安装板上伸出有悬臂,悬臂的前部设置有主臂,中部设置有副臂,后部则固定在横梁安装板上,悬臂的横向上设置有滚轮支架,设置于主臂和副臂上的引拔滚轮组,能够沿着该滚轮支架运动;滚轮支架下方的悬臂上设置有对应于主臂和副臂的主臂引拔同步带和副臂引拔同步带,以协调引拔运动，该机械手对自身部件的加工精度要求高、成本造价高、制造难度大。

发明内容

本发明的目的是为了克服一般机械手结构复杂、机械部件加工精度要求高，机械手生产成本高、制造难度大的问题，提供一种成本造价低、易于生产制作的适用于抓取质量较轻的物件的机械手。

本发明的技术方案是：

一种机械手，包括夹钳、立柱及设置在立柱上部的主横梁，立柱上位于主横梁下方设有与主横梁相平行的横向导杆及副横梁，且副横梁位于横向导杆下方；所述横向导杆上设有可沿着横向导杆滑动的底座，底座上表面上位于主横梁一侧设有夹钳安装座，夹钳设置在夹钳安装座上；所述底座上表面设有第一纵向支撑板，第一纵向支撑板上部设有向主横梁方向延伸的横向支撑板，横向支撑板上设有与主横梁相配合的用于支撑底座的上滚轮组；底座下部设有向下伸出的与副横梁相配合用于支撑底座的下滚轮。一般机械手中的导轨既是移动构件移动时的导向装置，同时又是该移动构件的支撑部件。这使得机械手在工作时导轨需要承受很大的载荷，在移动构件移动时导轨容易磨损，在机械手抓取物件时导轨容易受压变形等。而本发明机械手的导向构件即横向导杆在底座移动时的只是起导向作用，不承受本身结构及抓取物件的负载重力，即不承受夹钳安装座、夹钳的重力及抓取物件的重力。本发明机械手的负载是通过底座上设置的上滚轮组和下滚轮，将负载直接作用在主横梁和副横梁上的，通过主横梁和副横梁来承受。这样对作为导向部件的横向导杆的强度要求低，且不易损坏。而且由于一般机械手的导轨需要承受载荷，因此导轨要求有很高的强度；这样导轨一般都是通过机加工在机械手上具有足够强度的主体结构上加工制成的，而且其机加工设备需要使用大型的机加工设备，这就使得其生产成本高。而本发明机械手的导向构件即横向导杆由于只起到导向作用，可以由型钢直接制成，例如圆钢管等，可以降低生产成本及制造难度。另一方面，由于本发明机械手的主体结构不需要进行机加工，因此作为主体支撑架构的立柱、主横梁及副横梁都可以通过现有的金属型材制成，例如方钢、工字钢等，使得本发明机械手的支撑架构结构简单、制作成本低、生产难度小。

作为优选，所述主横梁由上下两根相贴合的工字钢组成，所述下滚轮位于与夹钳安装座相对的底座下部，且下滚轮的滚轮与副横梁上表面相接触；所述第一纵向支撑板位于主横梁与夹钳安装座之间；横向支撑板位于下方工字钢的两翼缘之间，上滚轮组包括两个设置在横向支撑板两侧的向上伸出的第一上滚轮，且第一上滚轮的滚轮与工字钢上翼缘的下表面相接触。本方案的主横梁由工字钢构成，并充分利用工字钢本身的结构将第一上滚轮置于工字钢的两翼缘之间，使得该机械手的空间结构更加紧凑。同时第一上滚轮的滚轮表面与工字钢上翼缘的下表面相接触，通过工字钢的翼缘作为第一上滚轮的支撑板，配合下滚轮对底座及设置在底座上的构件进行支撑；使得主横梁上不需要在加工与滚轮相配合的支撑板以及与滚轮配合的导轨，极大的降低了制作难度及制作成本。更重要的是，该支撑结构能够将底座上受到的负载力，传递到副横梁和主横梁上由副横梁和主横梁来承担；而横向导杆在底座移动时的只是起导向作用，不承受负载重力。具体负载力传递过程是：下滚轮向下伸出将底座受到的负载力传递到副横梁上，而第一上滚轮则是向上伸出将底座受到的负载力递到主横梁上。

作为优选，上滚轮组还包括：横向支撑板的中部位于两第一上滚轮之间设置的向下伸出的第二上滚轮，且第二上滚轮与工字钢下翼缘的上表面相接触；所述第一上滚轮和第二上滚轮的滚轮支架上分别设有带螺纹的支撑杆，且支撑杆上设有上下两个螺母；所述支撑杆穿过横向支撑板，支撑杆上的两个螺母位于横向支撑板上下两侧。第二上滚轮的作用是配合第一上滚轮和下滚轮对底座及设置在底座上的构件进行支撑；同时配合第一上滚轮将横向支撑板限位在工字钢上下两翼缘之间，使底座及夹钳能够平稳的移动。更重要的是，第一上滚轮和第二上滚轮是通过带螺纹的支撑杆和螺母固定在横向支撑板上的，这个安装结构在该机械手中提供了意想不到的效果。由于第一上滚轮与第二上滚轮可以通过调整支撑杆上两个螺母，来调节第一上滚轮和第二上滚轮与横向支撑板之间的间距，使得横向支撑板与工字钢上翼缘和下翼缘之间的间距可以通过第一上滚轮和第二上滚轮进行调解。通过调节横向支撑板与工字钢上翼缘和下翼缘之间的间距，使底座及其上部件的重量通过第一上滚轮、第二上滚轮和下滚轮传递到主横梁和副横梁上，完全由主横梁和副横梁来承受，而横向导杆不会受到负载重力的挤压。同时，由于第一上滚轮和第二上滚轮与横向支撑板之间的间距可以进行调节，使得该机械手的主横梁、横向导杆、底座、第一纵向支撑板、横向支撑板及第一上滚轮和第二上滚轮这些零件形状尺寸的制造精度要求和相对位置的尺寸精度要求得到极大的降低；而且这些零件在生产过程中即使产生一些较大的尺寸偏差也可以通过调节第一上滚轮和第二上滚轮与横向支撑板之间的间距来消除这些制作时产生的误差及尺寸偏差，极大的降低了制作难度及制作工艺要求。若上第一滚轮和第二上滚轮是固定设置在横向支撑板上，即上滚轮和第二上滚轮与横向支撑板之间的间距是固定的不可调节的。那么在制作机械手时对主横梁与横向导杆之间的间距、横向支撑板与下方工字钢的下翼缘之间的间距、及横向支撑板与上滚轮之间的间距的制作精度要求将非常严格，不能出现偏差。因为，当底座装配在横向导杆上时，若横向支撑板与下方工字钢的上翼缘之间的间距大于横向支撑板与第一上滚轮之间的间距，那么第一上滚轮将被悬空，也就是说第一上滚轮不能够与工字钢上翼缘表面接触；那么底座、夹钳安装座、夹钳及抓取物件的重量就不能够通过第一上滚轮传递到主横梁上由主横梁来承担，使得横向导杆需要承担底座、夹钳安装座、夹钳及抓取物件的部分重量，这样很容易损坏横向导杆。但是，若主横梁与横向导杆之间的间距偏大，或横向支撑板与第一上滚轮之间的间距偏大，那么在安装底座时底座上固定设置的第一上滚轮就会与工字钢的翼缘发生干涉，使底座将无法安装到横向导杆上，整个机械手就将报废。而由于上滚轮和第二上滚轮与横向支撑板之间的间距可以进行调节，就完全避免了这些弊端，可以通过调节上滚轮与横向支撑板之间的间距来消除这些制作时产生的误差及尺寸偏差。

作为优选，所述底座上表面设有第二纵向支撑板，且第二纵向支撑板与夹钳安装座位于主横梁的两侧；主横梁上与第二纵向支撑板相对的一侧上设有横行带传动装置，所述第一纵向支撑板通过设置在其上部的夹板与带传动装置的传动带相连接；所述夹钳安装座包括设置在底座上的纵向安装板、及纵向安装板上设置的向外伸出的横向支撑座；所述横向支撑座上表面设有与纵向安装板相垂直的且贯穿支撑座上表面的导向槽，导向槽底面的中部设有限位通孔；导向槽内可滑动的设置有夹钳安装板，所述夹钳设置在夹钳安装板上；夹钳安装板下表面设有穿过限位通孔的限位块，所述限位块与横向支撑座前端部之间通过与导向槽平行的螺杆相连接，且螺杆前端位于横向支撑座前端面外侧；所述螺杆前部可旋转的设置在横向支撑座上，螺杆后部与限位块通过螺纹连接。该机械手将夹钳与带传动装置设置在主横梁的两侧，并通过底座及第二纵向支撑板将夹钳与带传动装置相连接，使得机械手的结构紧凑、空间利用率高，且夹钳与带传动装置之间不会相互影响。夹钳安装板通过限位块与横向支撑座前端部之间设置的螺杆将夹钳安装板固定在导向槽内。螺杆的前端具有四角螺帽，通过顺时针或逆时针旋转螺杆前端的四角螺帽，可以使夹钳安装板在导向槽内移动，进而带动夹钳移动。该方案通过简单的结构设计来实现夹钳在垂直于主横梁方向上的移动，且其制作成本低，制作难度小。

作为优选，限位通孔为矩形通孔，矩形通孔的宽度与导向槽的宽度相同，矩形通孔的长度小于等于导向槽长度的三分之一。该导向槽的宽度略小于横向支撑座上表面的宽度，且导向槽贯穿整个横向支撑座上表面。由于矩形通孔的长度小于等于导向槽长度的三分之一，这样夹钳安装板向横向支撑座外侧移动时，最多只能向外移动导向槽长度的三分之一的距离，也就是说夹钳安装板最多只有三分之一的部分会位于横向支撑座上表面的外侧。该方案在满足了夹钳安装板安装结构强度的前提下，实现对夹钳安装板进行移动，来增大夹钳的抓取范围。同时矩形通孔还能够降低横向支撑座的重量、并节省材料。

作为优选，横向支撑座包括左右两块相互平行的呈直角梯形状的竖直侧板、水平设置的顶板、及竖直设置的前板和后板；所述的导向槽设置在顶板上表面，导向槽底面上限位通孔两侧对称的设有第二通孔，所述第二通孔包括位于导向槽中间部位的方形通孔、及设置在方形通孔两侧的长条形通孔；所述侧板、前板和后板上分别设有通孔。该横向支撑座由框架结构组成，其顶板上设置的限位通孔和第二通孔的面积至少为顶板表面积的三分之二，同时顶板上分布的限位通孔和第二通孔在顶板上形成一个纵横交错的支架结构，这样既可以降低横向支撑座的重量、节省材料；又能保证顶板的支撑强度。横向支撑座的左右两侧板上的通孔面积至少为侧板表面积的二分之一，而前板和后板上也分别设有通孔，这样可以极大的降低横向支撑座的重量并节约材料。

作为优选，纵向安装板上部和下部分别水平的设有上支撑板和下支撑板，上支撑板和下支撑板之间设有两根相互平行的纵向导杆；所述横向支撑座可上下滑动的设置在两纵向导杆之间；所述下支撑板下表面上固定有纵向气缸，且其活塞杆与横向支撑座相连接。该横向支撑座可上下滑动的设置在两纵向导杆之间，通过气缸可使横向支撑座上下移动，从而带动夹钳作上下运动。

作为优选，立柱横截面为矩形，立柱与主横梁之间设有主横梁固定座，所述主横梁固定座包括贴合在立柱一侧面上的固定板，固定板上与立柱相贴合的侧面的左右两侧与立柱左右两侧面之间设有若干由下往上并排设置的加强板；所述固定板外侧面上设有纵向设置的纵向槽钢，且纵向槽钢的开口与固定板表面贴合，纵向槽钢左右两外侧面上分别设有与固定板外侧面贴合的横截面为矩形的纵向承压块；所述固定板外侧面上位于纵向槽钢左右两侧分别设有用于压紧纵向承压块的横截面呈到L型的压块；所述主横梁通过螺栓设置在纵向槽钢上。固定板通过焊接的方式固定在立柱上，且固定板底面左右两侧与立柱左右两侧面之间设有若干由下往上并排设置的加强板，使固定板更加可靠的固定在立柱上。纵向槽钢左右两外侧面上分别设置的横截面为矩形的纵向承压块，是通过若干由下往上并排设置的螺栓将纵向承压块分别固定在纵向槽钢左右两外侧面上，便于安装和拆卸。L型的压块通过若干由下往上并排设置的螺栓与立柱连接，并通过锁紧螺栓将纵向槽钢紧压在立柱上，主横梁固定在纵向槽钢上。该固定方式固定强度好，还便于安装和拆卸。

作为优选，夹钳包括夹紧气缸、两个Z字型的钳柄、及分别可拆卸连接的设置在钳柄前部的钳臂；所述钳柄中部通过转轴可转动的设置在夹钳安装板上；所述夹紧气缸设置在两钳柄之间的夹钳安装板上，其活塞杆端部连接有推块；所述两钳柄后端分别通过连杆与推块连接，且连杆两端分别与推块及钳柄后端相枢接；所述推块上还设有限定连杆转动角度的挡块。该夹钳的钳臂通过螺栓可拆卸的设置在钳柄前部，便于安装及维修。夹钳通过气缸推动推块使夹钳夹紧或松开。

作为优选，横向导杆由两根分别设置在主横梁下方左右两侧的相互平行的导杆组成；底座为开口朝下的槽钢，且槽钢两侧板的左右两端处分别设有导向通孔；所述两导杆对应的套设在导向通孔内，且导杆与导向通孔之间还套设有固定在槽钢上的护套。底座设置为槽钢，其质量轻、制作简单、成本低。槽钢的导向通孔与导杆之间设置的护套可以增大底座移动，即槽钢移动时与导杆之间的接触面积，有利于保护底座和导杆。

本发明的有益效果是：可有效的降低机械手对制造精度的要求及成本造价，同时易于生产制作。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的主横梁固定座处的一种局部结构示意图。

图3是本发明的夹钳安装座处的一种局部结构示意图。

图4是本发明的一种剖面结构示意图。

图5是本发明夹钳安装座的一种剖面结构示意图。

图6是图4中A-A剖面的局部结构示意图。

图7是本发明的横向支撑座处的仰视图。

图8是图5中B处的局部放大示意图。

图9是本发明的钳臂处的一种结构示意图。

图10是图9中C处的局部放大示意图。

图中：立柱1、主横梁固定座2、控制柜3、拖链4、夹钳5、夹钳安装座6、纵向气缸7、底座8、副横梁9、横向导杆10、主横梁11、电机12、纵向支座13、固定板14、纵向槽钢15、纵向承压块16、加强板17、压块18、上支撑板19、下支撑板20、纵向导杆21、护套22、纵向安装板23、第二上滚轮24、第一纵向支撑板25、钳臂26、钳柄27、夹钳安装板28、螺杆29、夹紧气缸30、连杆31、推块32、第一上滚轮33、第二纵向支撑板34、夹板35、带传动装置36、横向支撑板37、下滚轮38、限位块39、限位通孔40、外挡块41、支撑杆42、螺母43、方形通孔44、横向支撑座45、卡环46、顶板47、前板48、侧板49、内挡块50、长条形通孔51、弹性橡胶件52、金属骨架53、进气管54、限制带55、通气孔56。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：如图1所示，一种机械手包括：控制柜3、拖链4、夹钳5、立柱1及设置在立柱上部的主横梁11。主横梁11由上下两根相贴合的工字钢组成。工字钢由上下两翼缘和两翼缘之间的腹板组成。所述两工字钢的腹板上分别设有3个均匀分布的通孔，通孔的面积占整个腹板面积的50%到70%。主横梁11端部设有向下伸出的纵向支座13，主横梁11下方位于纵向支座13与立柱1之间设有与主横梁11相平行的横向导杆10及副横梁9，且副横梁9位于横向导杆10下方。所述副横梁为一方钢。横向导杆10由两根分别设置在主横梁下方左右两侧的相互平行的导杆组成。所述横向导杆10上设有可沿着横向导杆滑动的底座8。

如图2所示，立柱1横截面为矩形，为一方钢。立柱1与主横梁11之间设有主横梁固定座2。所述主横梁固定座2包括设置在立柱1一侧上的固定板14，固定板14上与立柱相贴合的侧面的左右两侧与立柱1左右两侧面之间设有若干由下往上并排设置的加强板17。所述固定板14外侧面上设有纵向设置的纵向槽钢15，且纵向槽钢的开口与固定板表面贴合。纵向槽钢15左右两外侧面上分别设有与固定板外侧面贴合的横截面为矩形的纵向承压块16；所述固定板14外侧面上位于纵向槽钢15左右两侧分别设有用于压紧纵向承压块的横截面呈到L型的压块18。所述主横梁11通过螺栓设置在纵向槽钢15上，具体说是上下两工字钢分别通过左右两块L型连接板与纵向槽钢相连接，L型连接板一侧通过螺栓固定在工字钢腹板上，另一侧通过螺栓固定在纵向槽钢上。

如图3、图4、图6所示，底座8为开口朝下的槽钢，且槽钢两侧板的左右两端处分别设有导向通孔；所述横向导杆10对应的套设在导向通孔内，且横向导杆10与导向通孔之间还套设有固定在槽钢上的护套22。如图1、图4所示，底座8上表面上位于主横梁11一侧设有夹钳安装座6，夹钳5设置在夹钳安装座6上。底座8上表面上位于主横梁11另一侧设有第二纵向支撑板34。主横梁11上与第二纵向支撑板34相对的一侧上设有带传动装置36。带传动装置36包括设置在工字钢腹板前后两端的带轮，及设置在带轮上的传动带。所述传动带位于工字钢两翼缘之间。所述带轮通过电机12驱动。所述第而纵向支撑板34通过设置在其上部的夹板35与带传动装置36的传动带相连接。传送带外表面上并排的设有若干横向卡齿，夹板35上设有与传送带外表面上的横向卡齿错开分布的卡齿。底座8通过第二纵向支撑板34将带传动装置36与底座相连接。所述底座8上表面上位于主横梁11与夹钳安装座6之间设有第一纵向支撑板25。第一纵向支撑板25上部设有向主横梁11方向延伸的横向支撑板37，且横向支撑板37位于下方工字钢的两翼缘之间。横向支撑板37上设有向下伸出的用于支撑底座8的上滚轮组，上滚轮组由分别设置在横向支撑板37两侧的上滚轮24组成，上滚轮24与主横梁11表面相接触；具体说是，上滚轮24与工字钢的下翼缘上表面相接触。如图6所示，横向支撑板37的中部位于两上滚轮24之间还设有两个向上伸出的第二上滚轮33，第二上滚轮33与工字钢上翼缘的下表面相接触。上滚轮24和第二上滚轮33的支架上分别设有带有螺纹的支撑杆42，支撑杆42上设有上下两个螺母43；所述支撑杆42穿过横向支撑板37，支撑杆42上的两个螺母43分别位于横向支撑板37上下两侧。如图4所示，底座8上与夹钳安装座6相对的下部设有向下伸出的用于支撑底座的下滚轮38，下滚轮38与副横梁9上表面相接触。  

如图5所示，夹钳安装座6包括设置在底座8上的纵向安装板23、及纵向安装板23上设置的向外伸出的横向支撑座45。具体地说是，纵向安装板23上部和下部分别水平的设有上支撑板19和下支撑板20，上支撑板和下支撑板之间设有两根相互平行的纵向导杆21。所述横向支撑座45可上下滑动的设置在两纵向导杆21之间。所述下支撑板20下表面上固定有纵向气缸7，且其活塞杆与横向支撑45相连接。所述横向支撑座45上表面设有与纵向安装板23相垂直的导向槽，导向槽贯穿整个横向支撑座上表面。导向槽底面的中部设有限位通孔40，限位通孔40为矩形通孔，矩形通孔的宽度与导向槽的宽度相同，矩形通孔的长度小于等于导向槽长度的三分之一。导向槽内可滑动的设置有夹钳安装板28，所述夹钳5设置在夹钳安装板28上。夹钳安装板28下表面设有穿过限位通孔40的限位块39。所述限位块39与横向支撑座45前端部之间通过螺杆29相连接；且螺杆29前端位于横向支撑座前端面外侧，螺杆后部与限位块通过螺纹连接。所述螺杆29前部可旋转的设置在横向支撑座上；具体的说，如图8所示，螺杆29的前端穿过横向支撑座45的前板48部位于横向支撑座前端面外侧。螺杆29前部套设有内挡块50和外挡块41，内挡块和外挡块位于横向支撑座前板48内外两侧，且螺杆29上还设有用于限位内挡块50的卡环46。螺杆前部通过内挡块50和外挡块41可旋转的限位在横向支撑座的前板48上。

如图5、图7所示，横向支撑座45由左右两块相互平行的呈直角梯形状的侧板49、水平设置的顶板47、及竖直设置的前板48和后板组成。所述的导向槽设置在顶板47上表面，导向槽底面上限位通孔40前后两侧还分别设有第二通孔，所述第二通孔包括位于导向槽中间部位的方形通孔44、及设置在方形通孔两侧的长条形通孔51。所述限位通孔40与第二通孔在顶板上形成纵横交错的支撑结构。侧板、前板和后板上分别设有通孔。

如图1、图3所示，夹钳5包括夹紧气缸30、两个Z字型的钳柄27、及分别可拆卸连接的设置在钳柄前部的钳臂26。所述钳柄前部上下表面分别相对的设有定位槽，钳臂后部上下表面也相对的设有定位槽，所述钳臂位于钳柄下表面上或上表面上，且钳臂后部的定位槽与钳柄前部的定位槽相对，且定位槽内设有定位键，钳臂与钳柄之间通过螺栓连接。两钳臂相对的两侧面上分别设有夹齿。所述钳柄27中部通过转轴可转动的设置在夹钳安装板28上,且钳柄与转轴之间还设有含油轴承。由于夹钳在抓取物件时与钳柄配合的转轴是一个受力点，普通滚珠轴承容易损坏，而含油轴承不仅润滑效果好还不易损坏。述夹紧气缸30设置在两钳柄之间的夹钳安装板28上，其活塞杆端部连接有推块32。所述两钳柄27后端分别通过连杆31与推块32连接，且连杆两端分别与推块及钳柄后端相枢接；所述推块32上还设有限定连杆31转动角度的挡块。所述电机12、纵向气缸7及夹紧气缸30分别与控制柜3连接，通过控制柜来控制。

在安装该机械手的底座8时，首先，调整横向支撑板37上设置的第一上滚轮33和第二上滚轮24的滚轮与横向支撑板37之间的间距，并将底座8套设在横向导杆10上。接着，通过第一上滚轮33和第二上滚轮24支架上设置的带螺纹的支撑杆42及支撑杆42上设置的两个螺母43，来调节第一上滚轮33和第二上滚轮24与横向支撑板37之间的间距，将底座8及其上设置的夹钳安装座6、夹钳5和夹钳所抓取的物件的重量通过第一上滚轮33和下滚轮38传递到主横梁11和副横梁9上。在底座8沿着横向导杆10移动时，横向导杆10只起到对底座的导向作用，而不会受到负载重力的挤压。如图3、图4所示，夹钳安装座6和夹钳5都位于第一上滚轮33、第二上滚轮24和下滚轮38的同一侧，也就是说夹钳安装座6和夹钳5的重心位于上滚轮组和下滚轮的外侧。如图4、图6所示，副横梁9上受到的负载重力的方向是向下的；而主横梁11上的负载重力主要是向上的力。也就是说，负载通过下滚轮38向副横梁9上传递向下的负载力；横向支撑板37主要是通过第一上滚轮33将力传递到工字钢上翼缘上，即主横梁上；而第二上滚轮24主要配合第二上滚轮33将横向支撑板37限位在工字钢上下两翼缘之间，使夹钳能够平稳的移动。

操作者在操作机械手时可以通过控制柜3控制夹紧气缸30使夹钳夹紧和松开，来实现对物件的抓取和放置；或通过控制柜控制纵向气缸7使夹钳作升降运动来调节夹钳的高度；再或者通过控制柜3控制电机12正转或反转，来实现夹钳沿着主横梁作前后移动；另外还可以通过手动控制的方式，通过手动旋转螺杆29使夹钳沿着导向槽移动。

实施例2：如图9所示，本方案机械手的夹钳的钳臂还可以设置为以下结构：钳臂26包括金属骨架53及设置在金属骨架一侧上沿着金属骨架延伸的长条形弹性橡胶件52。两钳臂26上的弹性橡胶件52分别位于夹钳两钳臂相对的两侧上。所述弹性橡胶件内设有一个封闭的长条形空腔，空腔内的气压大于外部大气压。所述弹性橡胶件52上还设有与弹性橡胶件空腔相连通的进气管54，进气管54穿过金属骨架53位于金属骨架外侧。通过进气管可以调节弹性橡胶件空腔内的气压。所述弹性橡胶件横截面的宽度由靠近金属骨架的根部往外逐渐变大，且弹性橡胶件横截面积由钳臂后端往前逐渐变大。所述弹性橡胶件的厚度小于6厘米，即弹性橡胶件与金属骨架贴合的根部到与金属骨架相对一面上的最大距离小于6厘米。如图10所示，弹性橡胶件52的空腔内设有若干由钳臂后端往前端延伸的用于限制弹性橡胶件厚度的限制带55。限制带55一边固定在弹性橡胶件与金属骨架相贴合的根部的空腔内侧面上，另一边固定在弹性橡胶件空腔内与金属骨架相对的侧面上。所述限制带55上设有若干通气孔56。本方案的机械手的其余结构参照实施例1。

该实施例的机械手，适合于抓取质量较轻、强度较低且被抓取物件的表面需要进行保护的塑料件，例如，注塑、吹塑成型的塑料件。而普通的机械手的夹钳一般都是有金属构成，在抓取这些物件时，金属夹钳的钳臂与物件之间的接触面积通常比较小，使得这些注塑、吹塑成型的塑料件的局部受力变得很大，经常在抓取时被金属夹钳夹破而造成损坏。同时由于夹钳与被抓取物件都是硬质材料，当夹钳与物件的接触面积较小时，物件经常会发生从夹钳上脱落的问题。而本发明的机械手，由于夹钳两钳臂相对的两侧上分别设有弹性橡胶件，且弹性橡胶件的空腔内部气压大于外部气压；这样在抓取物件时弹性橡胶件会发生变形，使弹性橡胶件的表面与被抓取物件表面完全贴合且增大弹性橡胶件与被抓取物之间的接触面积，可以使夹钳的夹紧力均匀的分布到被抓取物件的表面，避免夹钳抓取物件时在物件表面形成应力集中，而对被抓取物件造成破坏。同时由于弹性橡胶件的空腔内部气压大于外部气压，在抓取物件时弹性橡胶件受到挤压，可以增大在抓取物件时对物件的夹紧力，同时将夹紧力均匀的分布到被抓取物件的表面，避免对被抓取物件造成破坏的同时物件也不会从夹钳上脱落。

Claims (10)

1.一种机械手，包括夹钳（5）、立柱（1）及设置在立柱上部的主横梁（11），其特征是，立柱上位于主横梁下方设有与主横梁相平行的横向导杆（10）及副横梁（9），且副横梁位于横向导杆下方；所述横向导杆上设有可沿着横向导杆滑动的底座（8），底座上表面上位于主横梁一侧设有夹钳安装座（6），夹钳设置在夹钳安装座上；所述底座上表面设有第一纵向支撑板（25），第一纵向支撑板上部设有向主横梁方向延伸的横向支撑板(37)，横向支撑板上设有与主横梁相配合的用于支撑底座的上滚轮组；底座下部设有向下伸出的与副横梁相配合用于支撑底座的下滚轮(38)。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征是，所述主横梁由上下两根相贴合的工字钢组成，所述下滚轮(38)位于与夹钳安装座（6）相对的底座下部，且下滚轮的滚轮与副横梁上表面相接触；所述第一纵向支撑板（25）位于主横梁与夹钳安装座之间；横向支撑板(37)位于下方工字钢的两翼缘之间，上滚轮组包括两个设置在横向支撑板两侧的向上伸出的第一上滚轮(33)，且第一上滚轮的滚轮与工字钢上翼缘的下表面相接触。

3.根据权利要求2所述的机械手，其特征是，所述上滚轮组还包括：横向支撑板(37)的中部位于两第一上滚轮之间设置的向下伸出的第二上滚轮(24)，且第二上滚轮与工字钢下翼缘的上表面相接触；所述第一上滚轮和第二上滚轮的滚轮支架上分别设有带螺纹的支撑杆(42)，且支撑杆上设有上下两个螺母；所述支撑杆穿过横向支撑板，支撑杆上的两个螺母位于横向支撑板上下两侧。

4.根据权利要求1所述的机械手，其特征是，所述底座上表面设有第二纵向支撑板（34），且第二纵向支撑板（34）与夹钳安装座（6）位于主横梁（11）的两侧；主横梁上与第二纵向支撑板相对的一侧上设有带传动装置（36），所述第一纵向支撑板通过设置在其上部的夹板与带传动装置的传动带相连接；所述夹钳安装座（6）包括设置在底座上的纵向安装板(23)、及纵向安装板上设置的向外伸出的横向支撑座(45)；所述横向支撑座上表面设有与纵向安装板相垂直的且贯穿支撑座上表面的导向槽，导向槽底面的中部设有限位通孔(40)；所述导向槽内可滑动的设置有夹钳安装板(28)，所述夹钳设置在夹钳安装板上；夹钳安装板(28)下表面设有穿过限位通孔的限位块(39)，所述限位块与横向支撑座(45)前端部之间通过与导向槽平行的螺杆(29)相连接，且螺杆前端位于横向支撑座前端面外侧；所述螺杆前部可旋转的设置在横向支撑座上，螺杆后部与限位块通过螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的机械手，其特征是，所述限位通孔(40)为矩形通孔，矩形通孔的宽度与导向槽的宽度相同，矩形通孔的长度小于等于导向槽长度的三分之一。

6.根据权利要求4或5所述的机械手，其特征是，横向支撑座（45）包括左右两块相互平行的呈直角梯形状的竖直侧板、水平设置的顶板、及竖直设置的前板和后板；所述的导向槽设置在顶板上表面，导向槽底面上限位通孔(40)两侧对称的设有第二通孔，所述第二通孔包括位于导向槽中间部位的方形通孔(44)、及设置在方形通孔两侧的长条形通孔(51)；所述侧板、前板和后板上分别设有通孔。

7.根据权利要求4或5所述的机械手，其特征是，所述纵向安装板(23)上部和下部分别水平的设有上支撑板(19)和下支撑板(20)，上支撑板和下支撑板之间设有两根相互平行的纵向导杆(21)；所述横向支撑座(45)可上下滑动的设置在两纵向导杆之间；所述下支撑板下表面上固定有纵向气缸，且其活塞杆与横向支撑座相连接。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的机械手，其特征是，所述立柱横截面为矩形，立柱(1)与主横梁(11)之间设有主横梁固定座(2)，所述主横梁固定座包括贴合在立柱一侧面上的固定板(14)，固定板上与立柱相贴合的侧面的左右两侧与立柱左右两侧面之间设有若干由下往上并排设置的加强板(17)；所述固定板外侧面上设有纵向设置的纵向槽钢(15)，且纵向槽钢的开口与固定板表面贴合，纵向槽钢左右两外侧面上分别设有与固定板外侧面贴合的横截面为矩形的纵向承压块(16）；所述固定板外侧面上位于纵向槽钢左右两侧分别设有用于压紧纵向承压块的横截面呈到L型的压块(18)；所述主横梁通过螺栓设置在纵向槽钢上。

9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的机械手，其特征是，所述夹钳包括夹紧气缸、两个Z字型的钳柄、及分别可拆卸连接的设置在钳柄前部的钳臂；所述钳柄中部通过转轴可转动的设置在夹钳安装板上；所述夹紧气缸设置在两钳柄之间的夹钳安装板上，其活塞杆端部连接有推块；所述两钳柄后端分别通过连杆与推块连接，且连杆两端分别与推块及钳柄后端相枢接；所述推块上还设有限定连杆转动角度的挡块。

10.根据权利要求1或2或3或4或5所述的机械手，其特征是，横向导杆（10）由两根分别设置在主横梁下方左右两侧的相互平行的导杆组成；底座（8）为开口朝下的槽钢，且槽钢两侧板的左右两端处分别设有导向通孔；所述两导杆对应的套设在导向通孔内，且导杆与导向通孔之间还套设有固定在槽钢上的护套(22)。

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