CN105034440A - 一种机械式多工位机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械式多工位机械手，包括曲轴和与曲轴垂直的推送轴，曲轴和推送轴之间配合连接相互啮合的斜齿轮对一，机架上还转动连接与推送轴垂直的夹紧驱动轴，推送轴与夹紧驱动轴之间配合连接相互啮合的斜齿轮对二，推送轴上还固定连接推送共轭凸轮，夹紧驱动轴的输出端设有用于夹紧、升降工件的夹紧提升机构，推送共轭凸轮下侧的机架上转动连接推送摆轴，推送摆轴上摆动连接Y形推送杠杆，推送杠杆上端的Y形分叉之间与推送共轭凸轮外缘接触配合连接实现推送共轭凸轮转动时推送杠杆的摆动运动，所述推送杠杆的另一端铰接推送连杆，所述推送连杆的末端铰接连接夹紧提升机构，以实现推送连杆轴向往复平动时推动夹紧提升机构前后移动。

Description

一种机械式多工位机械手

技术领域

本发明涉及机械加工辅助装备技术领域，特别涉及一种机械式多工位机械手。

背景技术

随着机械加工向大型化、自动化发展，本来由多台压力机多个模具冲压实现的工件，现在可以通过机械手在一台压力机实现，以节约机械加工成本和提高生产效率。现有技术中的机械手一般通过伺服电机控制，结构复杂，制造成本高。

发明内容

本发明针对现有技术中多工位压力机各个工序之间的工件移送问题，提供一种机械式多工位机械手，以实现跟随压力机冲压节拍，将工件从一冲压工序移送到另一冲压工序，并且本发明的机械手还具有提升功能，大大扩大机械手的使用范围。

本发明的目的是这样实现的，一种机械式多工位机械手，包括转动连接在机架上的曲轴和与曲轴垂直的推送轴，所述曲轴和推送轴之间配合连接相互啮合的斜齿轮对一，所述机架上还转动连接与推送轴垂直的夹紧驱动轴，所述推送轴与夹紧驱动轴之间配合连接相互啮合的斜齿轮对二，其特征在于，所述推送轴上还固定连接推送共轭凸轮，所述夹紧驱动轴的输出端设有用于夹紧、升降工件的夹紧提升机构，所述推送共轭凸轮一侧的机架上转动连接推送摆轴，所述推送摆轴上摆动连接Y形推送杠杆，所述推送杠杆上端的Y形分叉之间与推送共轭凸轮外缘接触配合连接实现推送共轭凸轮转动时推送杠杆的摆动运动，所述推送杠杆的另一端铰接推送连杆，所述推送连杆的末端铰接连接夹紧提升机构，以实现推送连杆轴向往复平动时推动夹紧提升机构前后移动。

本发明的机械式多工位机械手，通过驱动装置驱动曲轴的转动，曲轴通过斜齿轮对一驱动推送轴转动，推送轴分别通过斜齿轮对二和推送共轭凸轮分别驱动夹紧拉升机构夹紧、升降工件及前后平移工件运动，实现工件的搬移和转序。

为便于实现机械手夹紧和提升工件，所述夹紧提升机构包括固定连接在夹紧驱动轴上的夹紧共轭凸轮，所述夹紧共轭凸轮一侧的机架上转动连接夹紧摆轴，所述夹紧摆轴上固定连接夹紧杠杆，所述夹紧杠杆一端设有与夹紧共轭凸轮外缘接触配合的V型分叉，所述夹紧杠杆的另一端水平伸出并且端部经铰接接头连接一竖直的连杆一，连杆一铰接连杆二，所述连杆二下端铰接连接一三爪提拉架，所述三爪提拉架通过铰接接头铰接在提升支架的侧向，所述提升支架通过提升轴与机架摆动连接，所述提升支架上摆动连接有推送夹紧支架，所述三爪提拉架设有向上伸出的爪一、爪二和一个向下的爪三，所述爪一与连杆二铰接，所述爪三上垂直连接有向提升支架方向水平伸出的圆拉杆，所述圆拉杆的末端连接夹紧机构，所述夹紧机构包括摆动连接在推送夹紧支架上的主动摇杆和从动摇杆，所述主动摇杆中部和从动摇杆上端分别与推送夹紧支架摆动连接，所述主动摇杆的上端与圆拉杆的端部通过销轴转动连接，所述主动摇杆上端的侧向与从动摇杆的中部侧向之间摆动连接一中间连杆，所述主动摇杆和从动摇杆下端分别通过销轴连接夹板，所述夹板的相对侧分别固定连接用于夹持工件的夹钳。本发明的夹紧提升机构，夹紧共轭凸轮转动时，凸轮外缘与夹紧杠杆之间的配合动作，可以实现夹紧杠杆的水平伸出端绕夹紧摆轴以一定角度上下摆动，并带动连杆一和连杆二上下移动，连杆二拉动三爪提拉架的爪一运动时，可以实现三爪提拉架绕铰接中心的摆动并同时带动圆拉杆的摆动，然后圆拉杆的摆动动作，实现夹紧机构中主动摇杆和从动摇杆的摆动，从而实现夹钳对工件的夹紧和松开动作。同时当三爪提拉架摆动至主动摇杆和从动摇杆夹紧工件后，连杆二继续向上提升时可同时提升三爪提拉架、圆拉杆和夹紧机构带动工件向上的提升动作；反之实现夹紧机构带动工件下降及松开动作。

为进一步保证主动摇杆和从动摇杆的平稳摆动动作，所述主动摇杆和从动摇杆的外侧分别平行设有辅助摇杆，所述辅助摇杆的一端摆动连接在推送夹紧支架上，另一端摆动连接在夹板上，所述主动摇杆与对应的辅助摇杆的摆动连接点的连线构成可摆动的平行四边形结构。本发明的夹紧机构，主动摇杆与辅助摇杆构成平行四边形结构的摆壁，从动摇杆与对应的辅助摇杆同样构成平行四边形结构的摆壁，可以增加摆壁摆动动作的平稳性，另外，设置辅助摇杆时，只要保证两平行四边形摆壁的上下边平行，即可实现夹钳摆动时保持水平平移，以实现稳定夹持工件。

为进一步精确限位三爪提拉架的摆动角度，所述三爪提拉架靠近提升支架的爪二的侧向设有用于限位三爪提拉架摆角度的挡块一，所述三爪提拉架在连杆的提拉驱动下摆动至爪二抵靠住挡块一时，圆拉杆正好驱动夹紧机构夹紧工件，连杆继续向上提升三爪提拉架，可带动提升支架向上运动实现提升动作。

为进一步提高机械手动作的平稳性，所述夹紧驱动轴沿与工件长度平行的方向设置，并且夹紧驱动轴上设有一只夹紧共轭凸轮，所述夹紧摆轴上固定有两只同步动作的夹紧杠杆一和夹紧杠杆二，夹紧杠杆一和夹紧杠杆二的水平伸出端分别经连杆一、连杆二、三爪提拉架和圆拉杆连接夹紧机构。

作为本发明的进一步改进，所述推送连杆的端部铰接在推送夹紧支架的底侧，所述提升支架相对提升轴摆动连接的末端设有水平伸出端，所述水平伸出端的下侧对应的机架上固定设有挡块二，所述提升支架向上摆动时，带动推送夹紧支架及夹紧机构向上运动，所述提升支架向下摆动时，带动推送夹紧支架及夹紧机构向下运动，当提升支架的水平伸出端下侧摆动至抵靠挡块二后，夹紧机构在圆拉杆的继续驱动下，松开夹钳。

为一进步实现机械手的协调动作，所述夹紧共轭凸轮和推送共轭凸轮外缘曲线形状和安装角度根据夹紧角度、提升高度和推送距离设置。本发明的两只凸轮结构的协调动作可以连贯实现夹紧机构的夹紧、提升、平移、下降，松开等动作从而实现机械手的一系列动作。

附图说明

图1为本发明的机械式多工位机械手的主视图。

图2为图1左视图。

图3为图1俯视图。

图4为三爪提拉架与圆拉杆的结构示意图。

其中，1曲轴；2斜齿轮对一；3推送轴；4斜齿轮对二；5机架；6推送共轭凸轮；7推送连杆；8夹板；9夹紧驱动轴；10夹紧共轭凸轮；11A夹紧杠杆一；11B加紧杠杆二；12A连杆一；12B连杆二；13提升轴；14提升支架；15夹紧摆轴；16挡块二；17推送夹紧支架；18三爪提拉架；18A爪一；18B爪二；18C爪三19圆拉杆；20铰接接头；21挡块一；22主动摇杆；23从动摇动；24中间连杆；25辅助摇杆；26夹钳；27推送杠杆；28推送摆轴。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示为本发明的机械式多工位机械手，包括转动连接在机架5上的曲轴1和与曲轴1垂直的推送轴3，曲轴1和推送轴3之间配合连接相互啮合的斜齿轮对一2，机架5上还转动连接与推送轴3垂直的夹紧驱动轴9，推送轴3与夹紧驱动轴9之间配合连接相互啮合的斜齿轮对二4，推送轴上还固定连接推送共轭凸轮6，夹紧驱动轴9的输出端设有用于夹紧、升降工件的夹紧提升机构，推送共轭凸6轮下侧的机架上转动连接推送摆轴28，推送摆轴28上摆动连接Y形推送杠杆27，推送杠杆27上端的Y形分叉之间与推送共轭凸轮6外缘接触配合连接实现推送共轭凸轮6转动时推送杠杆27的摆动运动，推送杠杆27的另一端铰接推送连杆7，推送连杆7的末端铰接连接夹紧提升机构，以实现推送连杆7轴向往复平动时推动夹紧提升机构前后移动。

为便于实现机械手夹紧和提升工件，夹紧提升机构包括固定连接在夹紧驱动轴9上的夹紧共轭凸轮10，夹紧共轭凸轮10下侧的机架上转动连接夹紧摆轴15，夹紧摆轴15上固定连接夹紧杠杆一11A和夹紧杠杆二11B，夹紧杠杆一11A一端设有与夹紧共轭凸轮10外缘接触配合的V型分叉，夹紧杠杆一11A和夹紧杠杆二11B的另一端水平伸出并且端部经接头连接一竖直的连杆一12A，连杆二12下端铰接连接一三爪提拉架18，三爪提拉架18通过铰接接头20铰接在提升支架14的侧向，提升支架14通过提升轴13与机架5摆动连接，提升支架14上摆动连接有推送夹紧支架17，如图4所示，三爪提拉架18设有向上伸出的爪一18A、爪二18B和一个向下的爪三18C，爪一18A与连杆二12B铰接，爪三18C垂直固定有向提升支架14方向水平伸出的圆拉杆19，圆拉杆19的末端连接夹紧机构，夹紧机构包括摆动连接在推送夹紧支架17上的主动摇杆22和从动摇杆23，主动摇杆22中部和从动摇杆23上端分别与推送夹紧支架17摆动连接，主动摇杆22的上端与圆拉杆19的端部通过销轴转动连接，主动摇杆22上端的侧向与从动摇杆23的中部侧向之间摆动连接一中间连杆24，主动摇杆22和从动摇杆23下端分别通过销轴连接夹板8，夹板8的相对侧分别固定连接用于夹持工件的夹钳26。本发明的夹紧提升机构，夹紧共轭凸轮10转动时，凸轮外缘与夹紧杠杆一11A之间的配合动作，可以实现夹紧杠杆一11A的水平伸出端绕夹紧摆轴15以一定角度上下摆动，并带动连杆一12A和连杆二12B上下移动，连杆二12B拉动三爪提拉架18的爪一运动时，可以实现三爪提拉架18绕铰接中心的摆动并同时带动圆拉杆19的摆动，然后圆拉杆19的摆动动作，实现夹紧机构中主动摇杆22和从动摇杆23的摆动，从而实现夹钳26对工件的夹紧和松开动作。同时当三爪提拉架18摆动至主动摇杆22和从动摇杆23夹紧工件后，连杆二12B继续向上提升时可同时提升三爪提拉架18、圆拉杆19和夹紧机构带动工件向上的提升动作；反之实现夹紧机构带动工件下降及松开动作。

为进一步保证主动摇杆22和从动摇杆23的平稳摆动动作，主动摇杆22和从动摇杆23的外侧分别平行设有辅助摇杆25，辅助摇杆25的一端摆动连接在推送夹紧支架17上，另一端摆动连接在夹板8上，主动摇杆22与对应的辅助摇杆25的摆动连接点的连线构成可摆动的平行四边形结构。本发明的夹紧机构，主动摇杆22与辅助摇杆25构成平行四边形结构的摆壁，从动摇杆23与对应的辅助摇杆25同样构成平行四边形结构的摆壁，可以增加摆壁摆动动作的平稳性，另外，设置辅助摇杆25时，只要保证两平行四边形摆壁的上下边平行，即可实现夹钳26摆动时保持水平平移，以实现精确的夹持工件。

为进一步精确限位三爪提拉架18的摆动角度，三爪提拉架18靠近提升支架的爪二18B的侧向设有用于限位三爪提拉架18摆角度的挡块一21，三爪提拉架18在连杆二12B的提拉驱动下摆动至爪二18B侧向抵靠住挡块一21时，圆拉杆19正好驱动夹紧机构夹紧工件，连杆二12B继续向上提升三爪提拉架18，可带动提升支架14向上运动实现提升动作。

为进一步提高机械手动作的平稳性，夹紧驱动轴9沿与工件长度平行的方向设置，并且夹紧驱动轴9上设有一只夹紧共轭凸轮10，夹紧摆轴15上固定有两只同步动作的夹紧杠杆一11A和夹紧杠杆二11B，夹紧杠杆一11A和夹紧杠杆二11B的水平伸出端分别经连杆一12A、连杆二12B、三爪提拉架18和圆拉杆19连接夹紧机构。

推送连杆7的端部铰接在推送夹紧支架17的底侧，提升支架14相对提升轴13摆动连接的末端设有水平伸出端，水平伸出端的下侧对应的机架5上固定设有挡块二16，提升支架14向上摆动时，带动推送夹紧支架17及夹紧机构向上运动，提升支架14向下摆动时，带动推送夹紧支架17及夹紧机构向下运动，当提升支架14的水平伸出端下侧摆动至抵靠挡块二16后，夹紧机构在圆拉杆19的继续驱动下，松开夹钳26即可松开工件。

为一进步实现机械手的协调动作，夹紧共轭凸轮10和推送共轭凸轮6外缘曲线形状和安装角度根据夹紧角度、提升高度和推送距离设置。本发明的两只凸轮结构的协调动作可以连贯实现夹紧机构的夹紧、提升、平移、下降，松开等动作从而实现机械手的一系列动作。

Claims (7)

1.一种机械式多工位机械手，包括转动连接在机架上的曲轴和与曲轴垂直的推送轴，所述曲轴和推送轴之间配合连接相互啮合的斜齿轮对一，所述机架上还转动连接与推送轴垂直的夹紧驱动轴，所述推送轴与夹紧驱动轴之间配合连接相互啮合的斜齿轮对二，其特征在于，所述推送轴上还固定连接推送共轭凸轮，所述夹紧驱动轴的输出端设有用于夹紧、升降工件的夹紧提升机构，所述推送共轭凸轮下侧的机架上转动连接推送摆轴，所述推送摆轴上摆动连接Y形推送杠杆，所述推送杠杆上端的Y形分叉之间与推送共轭凸轮外缘接触配合连接实现推送共轭凸轮转动时推送杠杆的摆动运动，所述推送杠杆的另一端铰接推送连杆，所述推送连杆的末端铰接连接夹紧提升机构，以实现推送连杆轴向往复平动时推动夹紧提升机构前后上下移动。

2.根据权利要求1所述的机械式多工位机械手，其特征在于，所述夹紧提升机构包括固定连接在夹紧驱动轴上的夹紧共轭凸轮，所述夹紧共轭凸轮下侧的机架上转动连接夹紧摆轴，所述夹紧摆轴上固定连接夹紧杠杆，所述夹紧杠杆一端设有与夹紧共轭凸轮外缘接触配合的V型分叉，所述夹紧杠杆的另一端水平伸出并且端部经铰接接头连接一竖直的连杆一，连杆一铰接连杆二，所述连杆二下端铰接连接一三爪提拉架，所述三爪提拉架通过铰接接头铰接在提升支架的侧向，所述提升支架通过提升轴与机架摆动连接，所述提升支架上摆动连接有推送夹紧支架，所述三爪提拉架设有向上伸出的爪一、爪二和一个向下的爪三，所述爪一与连杆二铰接，所述爪三上垂直连接有向提升支架方向水平伸出的圆拉杆，所述圆拉杆的末端连接夹紧机构，所述夹紧机构包括摆动连接在推送夹紧支架上的主动摇杆和从动摇杆，所述主动摇杆中部和从动摇杆上端分别与推送夹紧支架摆动连接，所述主动摇杆的上端与圆拉杆的端部通过销轴转动连接，所述主动摇杆上端的侧向与从动摇杆的中部侧向之间摆动连接一中间连杆，所述主动摇杆和从动摇杆下端分别通过销轴连接夹板，所述夹板的相对侧分别固定连接用于夹持工件的夹钳。

3.根据权利要求2所述的机械式多工位机械手，其特征在于，所述主动摇杆和从动摇杆的外侧分别平行设有辅助摇杆，所述辅助摇杆的一端摆动连接在推送夹紧支架上，另一端摆动连接在夹板上，所述主动摇杆与对应的辅助摇杆的摆动连接点的连线构成可摆动的平行四边形结构。

4.根据权利要求2所述的机械式多工位机械手，其特征在于，所述三爪提拉架靠近提升支架的爪二的侧向设有用于限位三爪提拉架摆角度的挡块一，所述三爪提拉架在连杆二的提拉驱动下摆动至爪二抵靠住挡块一时，圆拉杆正好驱动夹紧机构夹紧工件，连杆二继续向上提升三爪提拉架，可带动提升支架向上运动实现提升动作。

5.根据权利要求2所述的机械式多工位机械手，其特征在于，所述夹紧驱动轴沿与工件长度平行的方向设置，并且夹紧驱动轴上设有一夹紧共轭凸轮，所述夹紧摆轴上固定有两只同步动作的夹紧杠杆一和夹紧杠杆二，夹紧杠杆一和夹紧杠杆二的水平伸出端分别经连杆一、连杆二、三爪提拉架和圆拉杆连接夹紧机构。

6.根据权利要求5所述的机械式多工位机械手，其特征在于，所述推送连杆的端部铰接在推送夹紧支架的底侧，所述提升支架相对提升轴摆动连接的末端设有水平伸出端，所述水平伸出端的下侧对应的机架上固定设有挡块二，所述提升支架向上摆动时，带动推送夹紧支架及夹紧机构向上运动，所述提升支架向下摆动时，带动推送夹紧支架及夹紧机构向下运动，当提升支架的水平伸出端下侧摆动至抵靠挡块二后，夹紧机构在圆拉杆的继续驱动下，松开夹钳。

7.根据权利要求5所述的机械式多工位机械手，其特征在于，所述夹紧共轭凸轮和推送共轭凸轮外缘曲线形状和安装角度根据夹紧角度、提升高度和推送距离设置。