CN103448051A - 恒压控制移动式助力机械手 - Google Patents

Abstract

一种恒压控制移动式助力机械手，属于机械与搬运行业的一种机械手。采用计算机控制、气压控制及机械原理相结合设计而成，利用计算机技术程序控制气压控制阀，使机械手实现快速抓夹工件与传送和装卸，在计算机内设定不同的命令参数，需要实现某种动作时，只要输入相应的命令参数，即可使机械手的某部实现操作，命令机械手完成任务。并能保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高机器的性能及安全可靠性。并且设有移动装置，可实现移动作业。独特的夹爪设计，适应抓拿不同形状、材质、重量工件的需求，夹紧气缸装置夹爪的部位，同时可装置电磁铁吸盘，依靠电磁铁的吸力吸取工件。多个自由度设计，使机械手的灵活性大，通用性广，提高工作效率。

Description

恒压控制移动式助力机械手

技术领域

本发明涉及机械与搬运行业的一种机械手，特别是一种恒压控制移动式助力机械手。

背景技术

改革开放以来，国民经济快速增长，“科技创新、自主创新”已成为国内工业发展的主流，我国工业正逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。在工业生产中，人们经常要在高温、腐蚀及有毒气体等存在有害物质的环境下工作，增加了工人的劳动强度，危及到工人的生命安全。由于机械手为物料上下线和生产物品组装提供极理想的助力搬运和组装工具，可完成重物抓取、搬运、翻转、对接、微调角度等三维空间移载动作，因而广泛用于工业生产中。机械手可部分替代人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，在作业员的轻松操作下，可完成自动机器人的许多复杂工作，而生产及使用成本却大为降低，同时使用范围也广泛，灵活性和机动性更大。目前，机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料的不同，设有多种结构形式的手部，一般专用机械手的手部只有一节关节，很难夹持多种类型的物件。运动机构可以使手部完成各种转动、移动或者复合运动，改变被抓持工件的位置和姿势，达到规定的要求。运动机构的升降、伸缩、旋转的方式，称为机械手的自由度。自由度越多，其结构也越复杂，制造难度就越大。一般的运动机构只有2-3个自由度，很难达到理想的抓拿效果。与此同时，机械手在作业时，普通起吊设备在运行时，存在一定的冲击力及反弹力，对工件损害较大。科研单位与企业的技术人员在不断地探索、研究，希望研制出一种操作方便、性能优越的机械手，虽然取得了一定的进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种恒压控制移动式助力机械手，采用电气控制及气压控制原理相结合设计而成，使机械手实现工件的快速抓夹、传送与装卸，并能保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高了机器的性能，保证作业员的安全，操作简单、运作省力、高效安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：含有内侧板、大侧板、伸缩气缸、拉杆、万向轮、移动小车、立柱、轴承座、气管、摆动主臂、摆动副臂、旋臂轴承座、旋转主臂、垂臂轴承座、扶手、机械手主轴、电脑控制盒、旋转气缸、夹紧气缸、夹爪、工件，移动小车是一个长方形状的底盘，在底盘的四角上各设有一个万向轮，在底盘的中心设有立柱，左侧设有拉杆，立柱顶端设有轴承座，可旋转360°，立柱的顶端与大侧板右侧的下端相连接，大侧板内设有气压控制阀，气压控制阀与伸缩气缸相连接，伸缩气缸设置在大侧板左侧的下端，伸缩气缸的导杆与内侧板下端上的导套相连接，大侧板内设有内侧板，大侧板左侧设有长条腰形孔滑动轴槽，轴槽内设有两个滑动轴，分一上一下，两个滑动轴与内侧板相连接，在内侧板两个滑动轴偏中心设有一个摆动主臂轴，在大侧板上右侧设两个轴，上轴与摆动副臂的顶端相连接，下轴与摆动主臂相连接，摆动主臂与摆动副臂的另一端均与旋臂轴承座相连接，旋臂轴承座与旋转主臂顶端的主轴相连接，可旋转360°，旋转主臂与垂臂轴承座相连接，垂臂轴承座可垂臂旋转360°，垂臂轴承座与机械手主轴相连接，机械手主轴上设有扶手，扶手下端内侧设有小型电脑控制盒，电脑控制盒上面设有按钮开关，电脑控制盒的集成线路与气压控制阀、旋转气缸、夹紧气缸线路相连接，机械手主轴另一端设有旋转气缸，旋转气缸通过气管与气压控制阀相连接，气管内设有两根管路，一根进气管，一根回气管，旋转气缸的主轴通过机械手主轴顶端的轴孔与夹紧气缸相连接，夹紧气缸与夹爪相连接，夹爪可左右各旋转90°，夹爪为两节关节，夹爪内夹有工件。

本发明解决其技术问题所采用的技术原理是：该机械手采用电气控制及气压控制原理相结合设计而成，使机械手实现工件的快速抓夹、传送与装卸，并能保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高了机器的性能，保证作业员的安全，操作简单、运作省力、高效安全。移动小车上设有拉杆，下方设有万向轮，拉杆拉动移动小车，可实现该设备的位置移动。移动小车上设有立柱，立柱顶端设有轴承座，用来实现机械手的旋转运动，可对周围360°范围内的工件进行操作，立柱的顶端与大侧板右侧的下端相连接，大侧板内设有气压控制阀，采用计算机控制气压控制阀、伸缩气缸、旋转气缸、夹紧气缸，实现机械手的升降运动，对不同高度的物体实现操作，旋转、抓夹、传送、装卸的程序，气压控制阀与伸缩气缸相连接，伸缩气缸设置在大侧板左侧的下端，大侧板内设有内侧板，内侧板左侧设置的两个上下滑动轴可在长条腰形孔滑动轴槽内做升降运动，机械手下降时，内侧板就上升，伸缩气缸的导杆伸出顶住内侧板上的导套，使摆动主臂与摆动副臂同步下降，机械手上升时，内侧板就下降，使摆动主臂与摆动副臂同步上升。伸缩气缸上设有一个进气管路，一个回气管路，计算机控制气压控制阀，使伸缩气缸的导杆做伸缩运动。气压控制阀具有恒压输出补偿，维持气缸内压力不变，使机械手具有悬浮性，保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹。旋臂轴承座与旋转主臂的主轴相连接，以主轴为圆心，带动旋转主臂做360°运动，旋转主臂的底端设有垂臂轴承座，垂臂轴承座与机械手主轴相连接，可使机械手主轴实现垂臂360°旋转，机械手主轴上设有扶手，扶手下端内侧设有小型电脑控制盒，操作工手持电脑控制盒来操作机械手的动作程序，保证工作效率。电脑控制盒的集成线路与气压控制阀、伸缩气缸、旋转气缸、夹紧气缸线路相连接。机械手主轴另一端设有旋转气缸，电脑控制盒控制旋转气缸，实现夹爪在180°范围内的旋转。旋转气缸的主轴通过机械手主轴顶端的轴孔与夹紧气缸相连接，夹紧气缸与夹爪相连接，夹紧气缸由电脑控制盒控制，用来控制夹爪的松开与夹紧。机械手夹爪采用两节关节设计，保证机械手可抓拿不同形状、材质、重量的工件。并且可根据不同重量、不同形状的零件，装有不同大小的机械手夹爪，夹紧气缸装置夹爪的部位，同时可装置电磁铁吸盘，依靠电磁铁的吸力吸取工件。

本发明有益效果是：采用电气控制及气压控制原理相结合设计而成，使机械手实现工件的快速抓夹、传送与装卸，并能保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高了机器的性能，保证作业员的安全，并且设有移动装置，可实现移动作业。独特的夹爪设计，适应抓拿不同形状、材质、重量工件的需求，夹紧气缸装置夹爪的部位，同时可装置电磁铁吸盘，依靠电磁铁的吸力吸取工件。多个自由度设计，使机械手的灵活性大、通用性广、操作简单、运作省力、高效安全。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述：

图中是恒压控制移动式助力机械手结构示意图。

在图中，1.内侧板、2.大侧板、3.伸缩气缸、4.拉杆、5.万向轮、6.移动小车、7.立柱、8.轴承座、9.气管、10.摆动主臂、11.摆动副臂、12.旋臂轴承座、13.旋转主臂、14.垂臂轴承座、15.扶手、16.机械手主轴、17.电脑控制盒、18.旋转气缸、19.夹紧气缸、20.夹爪、21工件。

具体实施方式

在图中，移动小车6是一个长方形状的底盘，在底盘的四角上各设有一个万向轮5，在底盘的中心设有立柱7，左侧设有拉杆4，立柱7顶端设有轴承座8，可旋转360°，立柱7的顶端与大侧板2右侧的下端相连接，大侧板2内设有气压控制阀，气压控制阀与伸缩气缸3相连接，伸缩气缸3设置在大侧板2左侧的下端，伸缩气缸3的导杆与内侧板1下端上的导套相连接，大侧板2内设有内侧板1，大侧板2左侧设有长条腰形孔滑动轴槽，轴槽内设有两个滑动轴，分一上一下，两个滑动轴与内侧板1相连接，在内侧板1两个滑动轴偏中心设有一个摆动主臂轴，在大侧板2上右侧设两个轴，上轴与摆动副臂11的顶端相连接，下轴与摆动主臂10相连接，摆动主臂10与摆动副臂11的另一端均与旋臂轴承座12相连接，旋臂轴承座12与旋转主臂13顶端的主轴相连接，可旋转360°，旋转主臂13与垂臂轴承座14相连接，垂臂轴承座14可垂臂旋转360°，垂臂轴承座14与机械手主轴16相连接，机械手主轴16上设有扶手15，扶手15下端内侧设有小型电脑控制盒17，电脑控制盒17上面设有按钮开关，电脑控制盒17的集成线路与气压控制阀、旋转气缸18、夹紧气缸19线路相连接，机械手主轴16另一端设有旋转气缸18，旋转气缸18通过气管9与气压控制阀相连接，气管9内设有两根管路，一根进气管，一根回气管，旋转气缸18的主轴通过机械手主轴16顶端的轴孔与夹紧气缸19相连接，夹紧气缸19与夹爪20相连接，夹爪20可左右各旋转90°，夹爪20为两节关节，夹爪20内夹有工件21，构成了一种恒压控制移动式助力机械手。

采用电气控制及气压控制原理相结合设计而成，使机械手实现工件21的快速抓夹、传送与装卸，并能保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高了机器的性能，保证作业员的安全，操作简单、运作省力、高效安全。移动小车6上设有拉杆4，下方设有万向轮5，拉杆4拉动移动小车6，可实现该设备的位置移动。移动小车6上设有立柱7，立柱7顶端设有轴承座8，用来实现机械手的旋转运动，可对周围360°范围内的工件21进行操作，立柱7的顶端与大侧板2右侧的下端相连接，大侧板2内设有气压控制阀，采用计算机控制气压控制阀、伸缩气缸3、旋转气缸18、夹紧气缸19，实现机械手的升降运动，对不同高度的物体实现操作，旋转、抓夹、传送、装卸的程序，气压控制阀与伸缩气缸3相连接，伸缩气缸3设置在大侧板2左侧的下端，大侧板2内设有内侧板1，内侧板1左侧设置的两个上下滑动轴可在长条腰形孔滑动轴槽内做升降运动，机械手下降时，内侧板1就上升，伸缩气缸3的导杆伸出顶住内侧板1上的导套，使摆动主臂10与摆动副臂11同步下降，机械手上升时，内侧板1就下降，使摆动主臂10与摆动副臂11同步上升。伸缩气缸3上设有一个进气管路，一个回气管路，计算机控制气压控制阀，使伸缩气缸3的导杆做伸缩运动。气压控制阀具有恒压输出补偿，维持气缸内压力不变，使机械手具有悬浮性，保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹。旋臂轴承座12与旋转主臂13的主轴相连接，以主轴为圆心，带动旋转主臂13做360°运动，旋转主臂13的底端设有垂臂轴承座14，垂臂轴承座14与机械手主轴16相连接，可使机械手主轴16实现垂臂360°旋转，机械手主轴16上设有扶手15，扶手15下端内侧设有小型电脑控制盒17，操作工手持电脑控制盒17来操作机械手的动作程序，保证工作效率。电脑控制盒17的集成线路与气压控制阀、伸缩气缸3、旋转气缸18、夹紧气缸19线路相连接。机械手主轴16另一端设有旋转气缸18，旋转气缸18通过气管9与气压控制阀相连接，电脑控制盒17控制旋转气缸18，实现夹爪20在180°范围内的旋转。旋转气缸18的主轴通过机械手主轴16顶端的轴孔与夹紧气缸19相连接，夹紧气缸19与夹爪20相连接，夹紧气缸19由电脑控制盒17控制，用来控制夹爪20的松开与夹紧，进气时，气缸内的气压开始增大，活塞导杆向前做伸出运动，夹爪20开始将工件21夹紧，回气时，气缸里的气压开始变小，活塞导杆开始向后做收缩运动，夹爪20将夹紧的工件21松开。机械手夹爪20采用两节关节设计，保证机械手可抓拿不同形状、材质、重量的工件21。并且可根据不同重量、不同形状的零件，装有不同大小的机械手夹爪20，夹紧气缸19装置夹爪20的部位，同时可装置电磁铁吸盘，依靠电磁铁的吸力吸取工件。

Claims (1)

1.一种恒压控制移动式助力机械手，含有内侧板、大侧板、伸缩气缸、拉杆、万向轮、移动小车、立柱、轴承座、气管、摆动主臂、摆动副臂、旋臂轴承座、旋转主臂、垂臂轴承座、扶手、机械手主轴、电脑控制盒、旋转气缸、夹紧气缸、夹爪、工件，其特征是：移动小车是一个长方形状的底盘，在底盘的四角上各设有一个万向轮，在底盘的中心设有立柱，左侧设有拉杆，立柱顶端设有轴承座，可旋转360°，立柱的顶端与大侧板右侧的下端相连接，大侧板内设有气压控制阀，气压控制阀与伸缩气缸相连接，伸缩气缸设置在大侧板左侧的下端，伸缩气缸的导杆与内侧板下端上的导套相连接，大侧板内设有内侧板，大侧板左侧设有长条腰形孔滑动轴槽，轴槽内设有两个滑动轴，分一上一下，两个滑动轴与内侧板相连接，在内侧板两个滑动轴偏中心设有一个摆动主臂轴，在大侧板上右侧设两个轴，上轴与摆动副臂的顶端相连接，下轴与摆动主臂相连接，摆动主臂与摆动副臂的另一端均与旋臂轴承座相连接，旋臂轴承座与旋转主臂顶端的主轴相连接，可旋转360°，旋转主臂与垂臂轴承座相连接，垂臂轴承座可垂臂旋转360°，垂臂轴承座与机械手主轴相连接，机械手主轴上设有扶手，扶手下端内侧设有小型电脑控制盒，电脑控制盒上面设有按钮开关，电脑控制盒的集成线路与气压控制阀、旋转气缸、夹紧气缸线路相连接，机械手主轴另一端设有旋转气缸，旋转气缸通过气管与气压控制阀相连接，气管内设有两根管路，一根进气管，一根回气管，旋转气缸的主轴通过机械手主轴顶端的轴孔与夹紧气缸相连接，夹紧气缸与夹爪相连接，夹爪可左右各旋转90°，夹爪为两节关节，夹爪内夹有工件，构成了一种恒压控制移动式助力机械手。

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