CN103753596B - 一种中空机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中空机械手，包括：外壳、内套、铰链架、顶盖、控制气缸、顶板、连接螺栓、中空锥套和弹性夹爪；内套安装在外壳的内部；铰链架与内套刚性连接；顶盖与铰链架铰接；控制气缸安装在铰链架上，顶盖与控制气缸连接；顶板位于顶盖下方，顶板与连接螺栓上端刚性连接；连接螺栓穿过内套，连接螺栓下端与中空锥套刚性连接；弹性夹爪设有内锥面，弹性夹爪与内套刚性连接。本发明在中部设有中空的结构，不仅能将该结构用于观察孔的用途，甚至能安装扩展的设备，使本发明中空机械手具备额外的扩展功能。

Description

一种中空机械手

技术领域

本发明涉及工业生产自动化领域，具体是一种中空机械手。

背景技术

工业自动生产中，时常需要对工件进行移动或装配。工件的移动或装配常用工业机械手完成。但目前应用的工业机械手，只具备夹持机构，只能单纯的完成对工件的夹持动作，或配合运动机构对工件进行搬运。随着工业自动化的程度越来越高，单纯具备夹持功能的机械手已经不能完全满足现代自动化生产的需求。例如，为实现机械手的智能化，需要在机械手上安装视像识别系统，对夹持的工件进行智能识别；又例如，为实现工件的探测，在机械手上加装探测装置等。

现有技术中的机械手，结构单一，动作简单，没有预留安装扩充设备的空间，不便于机械手的优化扩展。

不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种中空机械手，在中部设有中空的结构，不仅能将该结构用于观察孔的用途，甚至能安装扩展的设备，使本发明中空机械手具备额外的扩展功能。

为达到上述目的，本发明提供如下的技术方案：

一种中空机械手，包括：外壳、内套、铰链架、顶盖、控制气缸、顶板、连接螺栓、中空锥套和弹性夹爪；内套安装在外壳的内部；铰链架与内套刚性连接；顶盖与铰链架铰接；控制气缸安装在铰链架上，顶盖与控制气缸连接；顶板位于顶盖下方，顶板与连接螺栓上端刚性连接；连接螺栓穿过内套，连接螺栓下端与中空锥套刚性连接；弹性夹爪设有内锥面，弹性夹爪与内套刚性连接。

进一步的，所述顶盖、顶板、内套及中空锥套均设有贯通孔。

进一步的，所述顶盖上设有压块。

进一步的，本发明中空机械手还包括轴承和旋转机构；轴承安装在内套与外壳之间；旋转机构安装在外壳外部。

进一步的，所述旋转机构包括：旋转电机、机械手齿轮和电机齿轮；旋转电机安装在外壳外部；机械手齿轮与内套刚性连接；电机齿轮与旋转电机连接，电机齿轮与机械手齿轮啮合。

进一步的，本发明中空机械手还包括感应开关；感应开关安装在外壳的侧方。

本发明所提供的一种中空机械手，其独特之处在于其中部设有中空的结构，该结构不仅能用作观察孔，甚至能加装扩展的设备，使本发明中空机械手具备夹持功能的同时，增加额外的扩展功能。

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为本发明提供的一种中空机械手的第一个实施例的半剖结构示意图；

图2为本发明提供的一种中空机械手的第二个实施例的半剖结构示意图。

附图标记说明：

1、外壳2、内套

3、铰链架4、顶盖

5、控制气缸6、顶板

7、连接螺栓8、中空锥套

9、弹性夹爪10、旋转机构

11、旋转电机12、电机齿轮

13、机械手齿轮

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明优选应用于LED的灯具的生产制造。

需要说明的是，本发明可采用两种不同的实施方式，其区别在于：第一种实施方式中，本发明中空机械手不具备旋转功能；第二种实方式在第一种实施方式的基础上增加轴承与旋转机构10，从而使本发明中空机械手具备旋转功能。

实施例一

请参阅图1，为本发明中空机械手的第一个实施例的半剖结构示意图。图中以中空机械手的中心线为分界线，对中心线右侧进行剖视，以清楚观察中空机械手的内部结构。一种中空机械手，包括：外壳1、内套2、铰链架3、顶盖4、控制气缸5、顶板6、连接螺栓7、中空锥套8和弹性夹爪9。

外壳1保护内部结构，并与外部设备连接。

内套2，用于为连接螺栓7导向，是中空机械手内部的重要部件；内套2安装在外壳1的内部。

铰链架3，用于安装顶盖4及控制气缸5；铰链架3与内套2刚性连接。

顶盖4，用于压动顶板6，从而带动弹性夹爪9张开或收缩；顶盖4与铰链架3铰接。

控制气缸5，用于控制顶盖4的活动，从而控制弹性夹爪9的张开或收缩；控制气缸5安装在铰链架3上，顶盖4与控制气缸5连接。

顶板6，用于传递顶盖4的压力，从而控制弹性夹爪9的张开或收缩；顶板6位于顶盖4下方，顶板6与连接螺栓7上端刚性连接。

连接螺栓7，用于连接顶板6与中空锥套8；连接螺栓7穿过内套2，连接螺栓7下端与中空锥套8刚性连接。

弹性夹爪9，用于对工件进行夹持；弹性夹爪9设有内锥面，弹性夹爪9与内套2刚性连接。

顶盖4、顶板6、内套2及中空锥套8均设有贯通孔。所述部件的贯通孔正是本发明中空机械手的独特之处。由所述部件的贯通孔组成了本发明中空机械手的中空结构，由整个中空机械手的顶部贯通到中空机械手的底部。该中空结构不仅能用作观察孔，甚至能用于加装扩充的设备，从而使本发明中空机械手具备扩充功能。由此，本发明具备极高的扩充性能与适应性能。

作为优选，顶盖4上设有压块（未图示）。压块能使顶盖4与顶板6的接触点在顶板6的中部，使受力更为平衡稳定。

外壳1主要用于与外界连接，并对外壳1内部的部件提供保护，外壳1并不是活动部件。铰链架3、内套2及弹性夹爪9，是刚性连接在一起的整体。顶板6、连接螺栓7及中空锥套8，是刚性连接在一起的整体。并且顶板6、连接螺栓7及中空锥套8能在内套2的导向作用下，在竖直方向上下滑动。

在本实施例中，本发明一种中空机械手的工作原理如下：

当控制气缸5伸出时，将顶盖4向下压，使顶板6在受到顶盖4的压力下向下移动，通过连接螺栓7带动中空锥套8向下移动。中空锥套8与弹性夹爪9的内锥面贴合，并顶开弹性夹爪9，使弹性夹爪9向外张开。反之，当控制气缸5收缩时，顶盖4向上轻微翻转，不再对顶板6提供压力。弹性夹爪9因自身弹力往内收缩复位，同时使中空锥套8往上顶起，通过连接螺栓7带动顶板6向上移动。藉此可控制本发明中空机械手的夹持与松开动作，完成对工件的夹持与松开。

实施例二

与实施例一的区别在于：在原有的基础上增加轴承与旋转机构10，从而使本发明中空机械手具备旋转功能。

请参阅图2，为本发明中空机械手的第二个实施例的半剖结构示意图。图中以中空机械手的中心线为分界线，对中心线右侧进行剖视，以清楚观察中空机械手的内部结构。为了使本发明中空机械手具备旋转的功能，在本实施例中，本发明中空机械手还包括轴承（未图示）和旋转机构10；轴承安装在内套2与外壳1之间；旋转机构10安装在外壳1外部。

旋转机构10包括：旋转电机11、机械手齿轮13和电机齿轮12；旋转电机11安装在外壳1外部；机械手齿轮13与内套2刚性连接；电机齿轮12与旋转电机11连接，电机齿轮12与机械手齿轮13啮合。

机械手齿轮13与内套2刚性连接，使机械手齿轮13与铰链架3、内套2及弹性夹爪9刚性连接为一个整体。通过旋转电机11旋转，使电机齿轮12转动，带动机械手齿轮13旋转，即可带动内套2随之转动。由于连接螺栓7穿过内套2，同时，顶板6、连接螺栓7及中空锥套8是刚性连接的一个整体，顶板6、连接螺栓7及中空锥套8也会随内套2一起转动。由此，外壳1内部的所有部件都将在旋转电机11的驱动下旋转，从而令中空机械手具备旋转的功能。

作为优选，在本实施例中，本发明中空机械手还包括感应开关。

在本实施例中，本发明一种中空机械手的工作原理如下：

机械手齿轮13与内套2刚性连接，使机械手齿轮13与铰链架3、内套2及弹性夹爪9刚性连接为一个整体。通过旋转电机11旋转，使电机齿轮12转动，带动机械手齿轮13旋转，即可带动内套2随之转动。由于连接螺栓7穿过内套2，同时，顶板6、连接螺栓7及中空锥套8是刚性连接的一个整体，顶板6、连接螺栓7及中空锥套8也会随内套2一起转动。由此，外壳1内部的所有部件都将在旋转电机11的驱动下旋转，从而令中空机械手具备旋转的功能。旋转机构10工作时，感应开关能配合工作，在中空机械手旋转到起始角度时发出感应信号，以此标记中空机械手旋转的起始点。通过检测感应信号，能检测中空机械手的旋转是否准确复位。

在本实施例中，对于本发明中空机械手的夹持工作原理，与实施例一完全相同，在此不再赘述。

本发明提供的一种中空机械手，具有独特的中空结构。在夹持工件的同时，该中空结构可用作观察孔，甚至可加装扩展的设备，使本发明中空机械手具备夹持功能的同时，增加额外的扩展功能。例如，在中空结构的上方增加视像识别系统，使本发明中空机械手增加智能识别功能。

在实际使用中，使用者能根据自身的需要，利用本发明中空机械手的中空结构进行设备扩展。具体的实施方法，应根据具体的情况而定，在此不再详细讨论。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种中空机械手，其特征在于，包括：外壳、内套、铰链架、顶盖、控制气缸、顶板、连接螺栓、中空锥套和弹性夹爪；内套安装在外壳的内部；铰链架与内套刚性连接；顶盖与铰链架铰接；控制气缸安装在铰链架上，顶盖与控制气缸连接；顶板位于顶盖下方，顶板与连接螺栓上端刚性连接；连接螺栓穿过内套，连接螺栓下端与中空锥套刚性连接；弹性夹爪设有内锥面，弹性夹爪与内套刚性连接；

所述顶盖、顶板、内套及中空锥套均设有贯通孔。

2.根据权利要求1所述的中空机械手，其特征在于：所述顶盖上设有压块。

3.根据权利要求1所述的中空机械手，其特征在于，还包括轴承和旋转机构；轴承安装在内套与外壳之间；旋转机构安装在外壳外部。

4.根据权利要求3所述的中空机械手，其特征在于，所述旋转机构包括：旋转电机、机械手齿轮和电机齿轮；旋转电机安装在外壳外部；机械手齿轮与内套刚性连接；电机齿轮与旋转电机连接，电机齿轮与机械手齿轮啮合。

5.根据权利要求3所述的中空机械手，其特征在于：还包括感应开关；感应开关安装在外壳的侧方。