CN104260082A - 旋臂式机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋臂式机械手，包括底座、端部通过旋转轴固定于所述底座上且水平设置的横臂、所述横臂可绕所述旋转轴在水平面内360度转动，滑动连接于所述横臂上且可沿其长度方向滑动的滑座、固定于所述滑座上的可升降的机械臂以及固定于所述机械臂下端的夹爪，所述的机械臂垂直设置且与所述的横臂相垂直，所述横臂水平面内的转动与所述机械臂垂直方向的升降由伺服电机驱动。本发明提供的旋臂式机械手结构简单且自由度灵活，在安装使用后可增加产能20%~30%，降低产品的不良率，保障操作人员的安全性，减少人工，精准的控制生产量，减少浪费。
Description
技术领域
本发明属于控制工程及自动化技术领域，涉及一种机械手，具体涉及一种旋臂式机械手。
背景技术
机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的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。
机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。
现有的机械手结构复杂，动作循环时间较长，在6个空间自由度的运动和抓取不够灵活且自由度容易受到限制，一定程度上影响了机械手的工作效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构简单且自由度灵活的旋臂式机械手，用以降低产品的不良率，精准的控制生产量，减少浪费。
为了实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的旋臂式机械手，包括底座、端部通过旋转轴固定于所述底座上且水平设置的横臂、所述横臂可绕所述旋转轴在水平面内360度转动，滑动连接于所述横臂上且可沿其长度方向滑动的滑座、固定于所述滑座上的可升降的机械臂以及固定于所述机械臂下端的夹爪，所述的机械臂垂直设置且与所述的横臂相垂直，所述横臂水平面内的转动与所述机械臂垂直方向的升降由伺服电机驱动。
上述技术方案中，所述横臂上设有与横臂长度方向平行的导轨，沿导轨方向设有一个滑块，所述滑块通过气缸与所述机械臂相连接，通过所述气缸带动滑块在导轨上沿长度方向滑动来控制滑座的运动。
上述技术方案中，所述伺服电机设于底座上，通过数据线分别与所述的旋转轴、气缸和机械臂相连。
上述技术方案中，所述夹爪通过球形连接机构与所述机械臂相连，且所述夹爪可通过所述球形连接机构在垂直方向自由偏转0~90度。
优选的，所述夹爪通过所述球形连接机构在垂直方向自由偏转60~90度。
上述技术方案中，所述机械臂的行程为350~950mm。
优选的，所述机械臂的行程为550~950mm。
与现有技术相比，本发明提供的旋臂式机械手结构简单且自由度灵活，在安装使用后可增加产能20%~30%，降低产品的不良率，保障操作人员的安全性，减少人工，精准的控制生产量，减少浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明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是本发明的旋臂式机械手的结构示意图。
具体实施方式
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详细的描述，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的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。
如图1所示，本发明的旋臂式机械手，包括底座1、端部通过旋转轴2固定于底座1上且水平设置的横臂3、横臂3可绕旋转轴2在水平面内360度转动，滑动连接于横臂3上且可沿其长度方向滑动的滑座4、固定于滑座4上的可升降的机械臂5以及固定于机械臂5下端的夹爪6，机械臂5垂直设置且与横臂3相垂直，横臂3水平面内的转动与机械臂5垂直方向的升降由伺服电机11驱动。
上述技术方案中，横臂3上设有与横臂3长度方向平行的导轨31，沿导轨31方向设有一个滑块32，滑块32通过气缸8与机械臂5相连接，通过气缸8带动滑块32在导轨31上沿长度方向滑动来控制滑座4的运动。
上述技术方案中，伺服电机11设于底座1上，通过数据线7分别与旋转轴2、气缸8和机械臂5相连。
上述技术方案中，夹爪6通过球形连接机构9与机械臂5相连，且夹爪6可通过球形连接机构9在垂直方向自由偏转0~90度。
优选的，夹爪6通过球形连接机构9在垂直方向自由偏转60~90度。
上述技术方案中，机械臂5的行程为350~950mm。
优选的，机械臂5的行程为550~950mm。
综上所述，本发明提供的旋臂式机械手结构简单且自由度灵活，在安装使用后可增加产能20%~30%，降低产品的不良率，保障操作人员的安全性，减少人工，精准的控制生产量，减少浪费。
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)
1.一种旋臂式机械手，其特征在于：包括底座（1）、端部通过旋转轴（2）固定于所述底座（1）上且水平设置的横臂（3）、所述横臂（3）可绕所述旋转轴（2）在水平面内360度转动，滑动连接于所述横臂（3）上且可沿其长度方向滑动的滑座（4）、固定于所述滑座（4）上的可升降的机械臂（5）以及固定于所述机械臂（5）下端的夹爪（6），所述的机械臂（5）垂直设置且与所述的横臂（3）相垂直，所述横臂（3）水平面内的转动与所述机械臂（5）垂直方向的升降由伺服电机（11）驱动。
2.根据权利要求1所述的旋臂式机械手，其特征在于：所述横臂（3）上设有与横臂（3）长度方向平行的导轨（31），沿导轨（31）方向设有一个滑块（32），所述滑块（32）通过气缸（8）与所述机械臂（5）相连接，通过所述气缸（8）带动滑块（32）在导轨（31）上沿长度方向滑动来控制滑座（4）的运动。
3.根据权利要求1所述的旋臂式机械手，其特征在于：所述伺服电机（11）设于底座（1）上，通过数据线（7）分别与所述的旋转轴（2）、气缸（8）和机械臂（5）相连。
4.根据权利要求1所述的旋臂式机械手，其特征在于：所述夹爪（6）通过球形连接机构（9）与所述机械臂（5）相连，且所述夹爪（6）可通过所述球形连接机构（9）在垂直方向自由偏转0~90度。
5.根据权利要求4所述的旋臂式机械手，其特征在于：所述夹爪（6）通过所述球形连接机构（9）在垂直方向自由偏转60~90度。
6.根据权利要求1所述的旋臂式机械手，其特征在于：所述机械臂（5）的行程为350~950mm。
7.根据权利要求6所述的旋臂式机械手，其特征在于：所述机械臂（5）的行程为550~950mm。
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