CN103802118A - 夹持式平板搬运机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹持式平板搬运机械手，包括支架，位于支架左右两端的导轨滑块，位于导轨滑块上的弹性夹爪，拉动弹性夹爪沿导轨方向运动的驱动组件，连接两弹性夹爪的同步耦合机构。驱动组件拉动两弹性夹爪沿待夹持平板工件的宽度方向做靠近或者远离平板工件的直线运动，执行夹紧和松开动作，并根据所夹持的平板的宽度来调节运动的距离，通过平板的大小规格调整出夹爪的合适相对位置，以同步耦合机构来实现两个夹爪运动的同步，以执行自动夹取及释放平板的搬运动作。

Description

夹持式平板搬运机械手

技术领域

本发明涉及一种机械手，具体涉及一种用来搬运平板的夹持式机械手。

背景技术

机械手是最早出现的工业机器人，它可以替代繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。平板类产品，如电视、基板、电路板等目前主要还是靠人工搬运，随着这些产品的尺寸越做越大，人工搬运越来越不能满足生产需要，同时大尺寸平板产品也不符合人机工程学，劳动强度大，重复性强，并不适合采用人工搬运的方式。在一些产品的加工过程中，如显示器面板生产过程中，必须经过老化处理、电子性能测量及装配等步骤，这些步骤通常位于不同的工作区站，通常在各个工作区站之间有相应的输送平台，在实际操作中因平板摆放的差异和平板规格尺寸多样，输送平台的运作并不顺畅，导致生产效率下降。因此，亟待开发出一种适合平板搬运的机械装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种夹持式平板搬运机械手，用于平板式产品的搬运，实现在生产线上机器人手臂末端夹具功能。

针对上述的技术问题，本发明提供了一种夹持式平板搬运机械手，用来夹持平板状工件，包括：一支架；对称设置于所述支架下表面左右两端的导轨滑块组；与所述的支架左右两端导轨滑块组连接的弹性夹爪；对称设置于所述支架上表面的驱动组件；一设置于支架下表面，与所述支架左右两端的弹性夹爪和驱动组件连接的同步耦合机构；所述的弹性夹爪包括设在所述支架左右两端的第一夹爪和第二夹爪，所述的驱动组件带动第一夹爪和第二夹爪沿导轨滑块远离或靠近工件，所述的第一夹爪与第二夹爪在驱动组件作用下对平板状工件夹紧或放松。

进一步地，所述的支架包括横梁和位于横梁中部的固定件，所述的横梁的横截面呈“U”形，在工作中不易变形，承重能力增加，横梁的底槽左右两边对称的开设有长方形安装槽。

进一步地，所述的导轨滑块组包括至少四个导轨滑块，所述导轨滑块由导轨和至少两个可沿导轨直线滑动的滑块组成，每一个导轨滑块由第一导轨、第一滑块、第二滑块组成，所述第一滑块和第二滑块上设有凹槽，第一导轨上滑动安装在所述凹槽内，使第一滑块和第二滑块相对第一导轨滑动，且第一滑块和第二滑块在长度方向上位于同一直线。

进一步地，弹性夹爪包括固定部和设于固定部下表面的夹持部，所述固定部上表面经导轨滑块滑块与横梁实现滑动连接，所述夹持部在第一平面呈“J”形，所述第一平面为垂直于固定部所在平面且所述第一平面与横梁的长度方向平行；所述夹持部在平行于第一平面方向设有一导通槽，上述导通槽设置便于夹持部加持物体，使夹持部更具弹性。

进一步地，所述的驱动组件包括分设于横梁左右两边的第一气缸和第二气缸，所述气缸包括缸筒、与缸筒活动连接且在缸筒中运动的活塞和一与活塞连接的活塞杆，所述活塞杆与同步耦合机构连接。

进一步地，所述的同步耦合机构为长距离传动机构。

进一步地，所述的同步耦合机构包括柔性部件、轮组和连接部件，所述柔性部件套设在轮组上，所述连接部件固定在柔性部件上。

进一步地，所述柔性部件为一条封闭的柔性传动链，所述连接部件包括第一连接部件、第二连接部件，所述第一连接部件、第二连接部件固定在所述柔性部件上，且第一连接部件、第二连接部件分别与驱动组件连接。

进一步地，所述第一连接部件、第二连接部件下表面分别与第一夹爪和第二夹爪固定连接。

进一步地，所述的柔性部件为同步带，钢丝，尼龙绳或链。

本发明的夹持式平板搬运机械手所能夹持的平板工件的最大宽度为横梁的长度，可根据所需夹持的平板工件的宽度调节夹爪的滑动距离来实现对平板工件的夹持。

本发明相对于现有技术的有益效果在于，第一，本发明的机械手采用同步耦合机构与导轨滑块传动机构相结合，在同一平面内布置实现左右两个弹性夹爪长距离直线运动的同步，结构原理简单，性能可靠，装置的制造和维护费用较低；第二，本发明采用了同步耦合机构，即使在其中一气缸失效的情况下，在同步耦合机构作用下弹性夹爪仍可以夹持住工件；第三，支架横梁的横截面呈“U”形，在工作中不易变形，承重能力增加，增加了整个系统的刚性；第四，所述弹性夹爪的夹持部在平行于第一平面（该平面垂直于固定部所在平面且与横梁的长度方向平行）方向设有一导通槽，上述导通槽设置便于夹持部加持物体，使夹持部更具弹性；第五，本发明的有益效果还在于，可根据待夹持的平板工件的规格调整出夹爪之间合适的相对位置，搬运，释放平板工件，提高生产效率。

附图说明

图1是夹持式平板搬运机械手的立体图。

图2是夹持式平板搬运机械手的侧视图。

图3是夹持式平板搬运机械手的俯视图。

图4是夹持式平板搬运机械手的剖面图。

图5是夹持式平板搬运机械手的爆炸图。

图6是夹持式平板搬运机械手的弹性夹爪夹持部的结构图。

图7是夹持式平板搬运机械手的同步耦合机构的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐释。

实施例1

如图1-5所示，本发明提供的夹持式平板搬运机械手，包括一支架1，所述支架1包括横梁11和设于横梁11中部的固定件12，所述横梁11垂直于长度方向的剖面呈“U”形，所述横梁11包括一长条形底槽及垂直于底槽且相互平行的两侧边；所述横梁11的底槽左右两边对称的开设有长方形安装槽111和安装槽112。由于横梁11采用剖面呈“U”形的结构，使横梁11在工作中不易变形，其承重能力增强。

所述夹持式平板搬运机械手还包括导轨滑块组，上述导轨滑块组由至少四导轨滑块组成：第一导轨滑块21、第二导轨滑块22、第三导轨滑块23、第四导轨滑块24；所述第一导轨滑块21由第一导轨211、第一滑块212、第二滑块213组成，所述第一滑块212和第二滑块213上设有凹槽，第一导轨211上滑动安装在所述凹槽内，使第一滑块212和第二滑块213相对第一导轨211滑动，且第一滑块212和第二滑块213在长度方向上位于同一直线；所述第二导轨滑块22、第三导轨滑块23、第四导轨滑块24具有与第一导轨滑块21具有相同的结构，在此不一一赘述；上述四导轨滑块分别通过导轨设于横梁11的长条形底槽下表面的四边缘，且上述四导轨滑块在长度方向与横梁11长度方向一致，亦即，如图5所述，第一导轨滑块21设于横梁11的左端上边缘，第二导轨滑块22设于横梁11的左端下边缘，第三导轨滑块23设于横梁11的右端上边缘，第四导轨滑块24设于横梁11的右端下边缘。为增加导轨滑块组的承载力，在横梁11的长条形底槽下表面还可以在本实施四导轨滑块的基础上增加导轨滑块。

所述夹持式平板搬运机械手还包括对称设于横梁11长度方向两端的弹性夹爪4，所述弹性夹爪4包括第一夹爪41和第二夹爪42，所述第一夹爪41和第二夹爪42通过导轨滑块分别设于所述横梁11长度方向两端；如图5、6所示，所述第一夹爪41包括固定部411和设于固定部411下表面的夹持部412，所述固定部411上表面经第一导轨滑块21和第二导轨滑块22的滑块与横梁11实现滑动连接，所述夹持部412在第一平面呈“J”形，所述第一平面为垂直于固定部411所在平面且所述第一平面与横梁11的长度方向平行；所述夹持部412在平行于第一平面方向设有一导通槽413，上述导通槽设置便于夹持部加持物体，使夹持部更具弹性；所述夹持部412包括抵接、与长边平行的短边及连接上述长边与短边的侧边，所述长边与固定部411的下表面固定连接，所述第二夹爪42包括固定部421和设于固定部421下表面的夹持部422，所述固定部421上表面经第三导轨滑块23和第四导轨滑块24的滑块与横梁11实现滑动连接，所述夹持部422在第一平面呈“J”形；所述夹持部422在平行于第一平面方向设有一导通槽423；上述弹性夹爪4经由滑块固定可在导轨上滑动，亦即所述弹性夹爪4可相对横梁11运动。

所述夹持式平板搬运机械手还包括驱动组件5，所述驱动组件5设于横梁11的上表面，所述驱动组件5包括分设于横梁11左右两边安装槽111和安装槽112的第一气缸51和第二气缸52，且第一气缸51和第二气缸52固定于支架1的横梁11上；第一气缸51包括固定在横梁11上的缸筒511、与缸筒511活动连接且在缸筒511中运动的活塞（图未示）和一与活塞连接的活塞杆512；第二气缸52包括固定在横梁11上的缸筒521、与缸筒521活动连接且在缸筒521中运动的活塞（图未示）和一与活塞连接的活塞杆522；如图4所示，其中活塞杆512与所述第一夹爪41的固定部411固定连接，活塞杆522与所述第二夹爪42的固定部421固定连接，所述气缸的活塞杆带动弹性夹爪4沿着导轨在横梁11的长度方向做往复运动。所述驱动组件5还可以采用电机、液压部件进行驱动，提供作用力使弹性夹爪4沿着导轨在横梁11的长度方向做往复运动。

所述夹持式平板搬运机械手还包括同步耦合机构3，本实施例中的同步耦合机构3采用带传动机构，同步耦合机构3只需满足长距离传动的要求，不限于带传动机构，如图2和图7所示，同步耦合机构3包括轮组，本实施例中轮组为两个对称的带轮，分别为第一带轮311、第二带轮312，同步耦合机构3还包括第一连接部件321、第二连接部件322，以及柔性部件33，具体在本实施例中柔性部件33为柔性同步带，所述柔性部件33还可以采用钢丝，尼龙绳或链；其中，所述第一带轮311、第二带轮312通过带轮轴（图未示）分别设于横梁11的长条形底槽下表面的左右两端，且所述第一带轮311、第二带轮312设于上述横梁11每一端的相互平行两个导轨滑块的内侧，柔性部件33套设在第一带轮311和第二带轮312上，所述柔性部件33可绕第一带轮311和第二带轮312转动，所述柔性部件33具有一对平行的同步带段，第一连接部件321和第二连接部件322分别固定在上述平行的同步带段上。第一连接部件321和第二连接部件322在柔性部件33上呈中心对称，分别与第一夹爪41和第二夹爪42通过螺钉连接（图未示），同时，第一连接部件321与气缸51的活塞杆512连接，第二连接部件322与气缸52的活塞杆522连接。本发明的第一带轮311、第二带轮312还可以采用滑轮，链轮或者钢丝轮。

本发明夹持式平板搬运机械手夹持工件的工作原理：控制缸筒511和缸筒521中的气体膨胀，使位于缸筒511中的活塞带动活塞杆512沿靠近工件6的方向运动、位于缸筒521中的活塞带动活塞杆522亦沿靠近工件6的方向运动，由于上述活塞杆分别与第一连接部件321、第二连接部件322连接进而带动所述第一连接部件321、第二连接部件322靠近工件6，同时，连接在第一连接部件321、第二连接部件322下部的第一夹爪41和第二夹爪42靠近工件6，亦即实现弹性夹爪4合拢，可使加持在弹性夹爪4内的工件被紧紧夹持；采用同步耦合机构3，在夹持式平板搬运机械手夹持工件时，由于同步带的作用，使与之连接的弹性夹爪4在夹持工件过程中对工件两边的作用力一致，保证工件在被夹持过程中避免受损；另外，由于采用同步耦合机构3，即使在其中一气缸51失效的情况下，在同步耦合机构3作用下弹性夹爪4仍可以夹持住工件。

夹持式平板搬运机械手释放工件的工作原理：控制缸筒511和缸筒521中的气体收缩，使位于缸筒511中的活塞带动活塞杆512沿远离工件6的方向运动、位于缸筒521中的活塞带动活塞杆522亦沿远离工件6的方向运动，由于上述活塞杆分别与第一连接部件321、第二连接部件322连接进而带动所述第一连接部件321、第二连接部件322远离工件6，同时，连接在第一连接部件321、第二连接部件322下部的第一夹爪41和第二夹爪42远离工件6，亦即实现弹性夹爪4张开，可使加持在弹性夹爪4内的工件被释放。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹持式平板搬运机械手，用于夹持平板状工件，其特征在于，包括：

一支架；

对称设置于所述支架下表面左右两端的导轨滑块组；

与所述的支架左右两端导轨滑块组连接的弹性夹爪；

对称设置于所述支架上表面的驱动组件；

一设置于支架下表面，与所述支架左右两端的弹性夹爪和驱动组件连接的同步耦合机构；

所述的弹性夹爪包括设在所述支架左右两端的第一夹爪和第二夹爪，所述的驱动组件带动第一夹爪和第二夹爪沿导轨滑块远离或靠近工件，所述的第一夹爪与第二夹爪在驱动组件作用下对平板状工件夹紧或放松。

2.根据权利要求1所述的夹持式平板运动机械手，其特征在于，所述的支架包括横梁和位于横梁中部的固定件，所述的横梁的横截面呈“U”形。

3.根据权利要求1所述的夹持式平板运动机械手，其特征在于，所述的导轨滑块组包括至少四个导轨滑块，所述导轨滑块由导轨和至少两个可沿导轨直线滑动的滑块组成。

4.根据权利要求1所述的夹持式平板运动机械手，其特征在于，所述的弹性夹爪包括固定部和设于固定部下表面的夹持部，所述固定部上表面经导轨滑块的滑块与横梁实现滑动连接，所述夹持部在第一平面呈“J”形，所述第一平面为垂直于固定部所在平面且所述第一平面与横梁的长度方向平行；所述夹持部在平行于第一平面方向设有一导通槽。

5.根据权利要求1所述的夹持式平板运动机械手，其特征在于，所述的驱动组件包括分设于横梁左右两边的第一气缸和第二气缸，所述气缸包括缸筒、与缸筒活动连接且在缸筒中运动的活塞和一与活塞连接的活塞杆，所述活塞杆与同步耦合机构连接。

6.根据权利要求1所述的夹持式平板运动机械手，其特征在于，所述的同步耦合机构为长距离传动机构。

7.根据权利要求6所述的夹持式平板运动机械手，其特征在于，所述的同步耦合机构包括柔性部件、轮组和连接部件，所述柔性部件套设在轮组上，所述连接部件固定在柔性部件上。

8.根据权利要求7所述的夹持式平板运动机械手，其特征在于，所述柔性部件为一条封闭的柔性传动链，所述连接部件包括第一连接部件、第二连接部件，所述第一连接部件、第二连接部件固定在所述柔性部件上，且第一连接部件、第二连接部件分别与驱动组件连接。

9.根据权利要求8所述的夹持式平板运动机械手，其特征在于，所述第一连接部件、第二连接部件下表面分别与第一夹爪和第二夹爪固定连接。

10.根据权利要求7所述的夹持式平板运动机械手，其特征在于，所述的柔性部件为同步带，钢丝，尼龙绳或链。

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