CN105619430A - 一种可变径卡盘机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可变径卡盘机械手，其包括卡盘与机械手，所述机械手一端与卡盘固定连接，另一端为自由端，可沿卡盘圆周方向旋转；所述卡盘内设置可变径卡位机构，所述可变径卡位机构包括设置于中心的齿轮16以及沿齿轮16圆周分布的变径单元；本发明的一种可变径卡盘机械手设置了可变径的卡位机构，通过电机带动齿轮、齿条动作，并通过齿条拖动电磁铁，改变电磁铁的位置，可以把整个装置固定在不同直径的物体上。提高了适用范围，降低了成本。同时，旋臂、摆臂、水平臂的设计，实现了旋转、升降、水平位移的灵活选择，使机械手定位精度大大提高，全方位消除操作死角。

Description

一种可变径卡盘机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体地说，涉及一种可变径卡盘机械手。

背景技术

代替人手完成各项操作功能的装置统称为机械手，机械手是按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，其涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人工智能和适应性。

机械手可以部分的代替人工操作，并按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；还能操作必要的机具进行焊接和装配，以改善了工人的劳动条件和提高劳动生产率。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果。

随着科技的发展，在一些应用领域中的机械手，对机械手的灵活性、便携性、通用性有着越来越高的要求，如应用于轮胎模具清洗的机械手，由于轮胎模具尺寸大小存在差异，已有的清洗机械手只适用于一种尺寸的轮胎模具，对于不同尺寸的轮胎膜具，需要配备多个机械手进行操作，不仅费时费力，而且增加了成本；此外，现有的清洗设备结构复杂、操作、运输不便，而且成本高，难以满足轮胎模具清洗的要求。

发明内容

为了解决目前机械手存在的问题，本发明提供一种可变径卡盘机械手，其具体的技术方案如下：

一种可变径卡盘机械手，其包括卡盘与机械手，所述机械手一端与卡盘固定连接，另一端为自由端，可沿卡盘圆周方向旋转；所述卡盘内设置可变径卡位机构，所述可变径卡位机构包括设置于中心的齿轮16以及沿齿轮16圆周分布的变径单元；所述齿轮16与电机连接；所述变径单元包括齿条17、支架18、电磁铁19，所述支架18固定于卡盘上，齿条17嵌置支架18内，可在支架18内伸缩移动；所述齿条17一端与齿轮16啮合，另一端固定连接电磁铁19。

进一步，所述变径单元至少设置3个，沿齿轮16的圆周均匀分布。

进一步，所述机械手包括旋臂6、摆臂7、水平臂13，旋臂6一端与卡盘圆心固定连接，另一端为自由端，依次连接摆臂7、水平臂13；所述卡盘在旋臂6旋转方向上设置限位开关21，用于限位旋臂6的旋转角度。

进一步，所述旋臂6上设置电缆插座5。

进一步，所述旋臂6与摆臂7的连接处设置转动关节及旋钮B8，由旋钮B8对摆臂7的旋转位置进行固定。

进一步，所述摆臂7包括前臂与后臂，所述前臂与后臂套筒式连接，后臂为伸缩臂10，伸缩臂10与前臂连接处设置旋钮C9。

进一步，所述水平臂13设置移动轨道与电机12，移动轨道内连接执行机构，由电机12拖动执行机构沿移动轨道运动。

进一步，所述水平臂13还设置悬挂支架11，用于悬挂执行机构。

进一步，所述卡盘上部设置底座3、扶线支架1，底座3与卡盘固定连接，所述扶线支架1通过支撑杆2与底座3连接，所述支撑杆2与底座3连接处设置转轴与旋钮A4，使扶线支架1可沿该转轴在卡盘上方180°范围内旋转，并由旋钮A4进行固定；所述扶线支架1上端为环状结构，管线由所述环状结构中穿过，通过扶线支架1的旋转起到扶线作用，防止绕线。

进一步，所述卡盘内设置托链槽，并在旋臂6旋转方向上设置拖链20，所述拖链20内装有线缆，一端连接于上盖14内，另一端连接于卡盘的托链槽内。

本发明所提供的一种可变径卡盘机械手，具有以下优点：

第一、本发明的一种可变径卡盘机械手设置了可变径的卡位机构，通过电机带动齿轮、齿条动作，并通过齿条拖动电磁铁，改变电磁铁的位置，可以把整个装置固定在不同直径的物体上。如应用于轮胎模具清洗，可适用于不同尺寸的轮胎膜具，适用范围大大扩展，为使用者提高清洗效率，降低了成本。

第二、旋臂、摆臂、水平臂的设计，实现了旋转、升降、水平位移的灵活选择，使机械手定位精度大大提高，全方位消除操作死角；

第三、通过可旋转扶线支架设计，使机械手携带、运输操作方便，效率提高。

第四、通过拖链及拖链槽的设计解决了布线问题，实现布线与旋臂同步旋转，节省了线缆的占用空间，使整个装置更紧凑，操作、使用更方便。

附图说明

图1为本发明一种可变径卡盘机械手的结构示意图；

图2为本发明一种可变径卡盘机械手可变径卡位结构示意图；

图3为本发明一种可变径卡盘机械手的俯视图。

【主要部件符号说明】

1：扶线支架；2：支撑杆；3：底座；4：旋钮A；5：电缆插座；6：旋臂；7：摆臂；8：旋钮B；9：旋钮C；10：伸缩臂；11：悬挂支架；12：电机；13：水平臂；14：上盖；15：下盖；16：齿轮；17：齿条；18：支架；19：电磁铁；20：拖链；21：限位开关。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的一种可变径卡盘机械手作进一步详细的说明。

参照图1、图2，一种可变径卡盘机械手，其包括卡盘与机械手，所述机械手一端与卡盘固定连接，另一端为自由端，可沿卡盘圆周方向旋转；所述卡盘内设置可变径卡位机构，所述可变径卡位机构包括设置于中心的齿轮16以及沿齿轮16圆周分布的变径单元；在一个优选方案中，所述变径单元至少设置3个，沿齿轮16的圆周均匀分布。通过中间齿轮16的旋转可以带动齿条伸缩，拖动电磁铁，改变电磁铁的位置，可以把整个装置固定在不同直径的物体上。所述齿轮16与电机连接；所述变径单元包括齿条17、支架18、电磁铁19，所述支架18固定于卡盘上，齿条17嵌置支架18内，可在支架18内平行移动；所述齿条17一端与齿轮16啮合，另一端固定连接电磁铁19。此外，所述卡盘优选设计为包括上盖14与下盖15的双盖结构，上盖14起到防护作用，可与机械手一同旋转。机械手与上盖14连接，可变径卡位机构设置于下盖15内。

一个优选方案中，所述卡盘上盖14设置底座3、扶线支架1，底座3与卡盘上盖14固定连接，所述扶线支架1通过支撑杆2与底座3连接，所述支撑杆2与底座3连接处设置转轴与旋钮A4，使扶线支架1可沿该转轴在卡盘上方180°范围内旋转，并由旋钮A4进行固定；所述扶线支架1上端为环状结构，管线由所述环状结构中穿过，通过扶线支架1的旋转起到扶线作用，旋转时，将扶线支架1扶到竖直位置，使旋转过程中不会绕线。

所述机械手包括旋臂6、摆臂7、水平臂13，旋臂6一端与卡盘圆心固定连接，另一端为自由端，依次连接摆臂7、水平臂13；所述卡盘在旋臂6旋转方向上设置限位开关21，用于限位旋臂6的旋转角度，避免过度绕线的问题。

所述旋臂6与摆臂7的连接处设置转动关节及旋钮B8，旋臂6与摆臂7可通过转动关节相对转动，并由旋钮B8对摆臂7的旋转位置进行固定。所述摆臂7包括前臂与后臂，所述前臂与后臂套筒式连接，后臂为伸缩臂10，伸缩臂10可在前臂套筒内进行伸缩移动，并设置旋钮C9对其伸缩位置进行固定。所述水平臂13设置移动轨道与电机12，移动轨道内连接执行机构，由电机12拖动执行机构沿移动轨道运动。所述水平臂13还设置悬挂支架11，用于悬挂执行机构。

旋臂、摆臂、水平臂的设计，实现了旋转、升降、水平位移的灵活选择，使机械手定位精度大大提高，全方位消除操作死角；

所述卡盘设置托链槽，并在旋臂6旋转方向上设置拖链20进行布线，所述拖链20内装有线缆，一端连接于上盖14内，另一端连接于卡盘的托链槽内。所述旋臂6上设置电缆插座5，与旋臂6内的线缆连接，为机械手的动力装置供电。通过拖链的设计解决了布线问题，实现线缆与旋臂同步旋转，节省了线缆的占用空间，使整个装置更紧凑，操作、使用更方便。

本发明的一种可变径卡盘机械手设置了可变径的卡位机构，通过电机带动齿轮、齿条动作，并通过齿条拖动三个电磁铁，改变电磁铁的位置，可以把整个装置固定在不同直径的物体上。如应用于轮胎模具清洗，可适用于不同尺寸的轮胎膜具，适用范围大大扩展，为使用者提高清洗效率，降低了成本，具有较高的推广应用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种可变径卡盘机械手，其特征在于：其包括卡盘与机械手，其中：

所述机械手一端与卡盘固定连接，另一端为自由端，可沿卡盘圆周方向旋转；

所述卡盘内设置可变径卡位机构，所述可变径卡位机构包括设置于中心的齿轮（16）以及沿齿轮（16）圆周分布的变径单元；

所述齿轮（16）与电机连接；所述变径单元包括齿条（17）、支架（18）、电磁铁（19），所述支架（18）固定于卡盘上，齿条（17）嵌置支架（18）内，可在支架（18）内平行移动；

所述齿条（17）一端与齿轮（16）啮合，另一端固定连接电磁铁（19）。

2.根据权利要求1所述的一种可变径卡盘机械手，其特征在于：所述变径单元至少设置3个，沿齿轮（16）的圆周均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种可变径卡盘机械手，其特征在于：所述机械手包括旋臂（6）、摆臂（7）、水平臂（13），旋臂（6）一端与卡盘圆心固定连接，另一端为自由端，依次连接摆臂（7）、水平臂（13）；所述卡盘在旋臂（6）旋转方向上设置限位开关（21），用于限位旋臂（6）的旋转角度。

4.根据权利要求3所述的一种可变径卡盘机械手，其特征在于：所述旋臂（6）上设置电缆插座（5）。

5.根据权利要求3所述的一种可变径卡盘机械手，其特征在于：所述旋臂（6）与摆臂（7）的连接处设置转动关节及旋钮B（8），由旋钮B（8）对摆臂（7）的旋转位置进行固定。

6.根据权利要求3所述的一种可变径卡盘机械手，其特征在于：所述摆臂（7）包括前臂与后臂，所述前臂与后臂套筒式连接，后臂为伸缩臂（10），伸缩臂（10）与前臂连接处设置旋钮C（9）。

7.根据权利要求3所述的一种可变径卡盘机械手，其特征在于：所述水平臂（13）设置移动轨道与电机（12），移动轨道内连接执行机构，由电机（12）拖动执行机构沿移动轨道运动。

8.根据权利要求7所述的一种可变径卡盘机械手，其特征在于：所述水平臂（13）还设置悬挂支架（11），用于悬挂执行机构。

9.根据权利要求1所述的一种可变径卡盘机械手，其特征在于：所述卡盘上部设置底座（3）、扶线支架（1），底座（3）与卡盘固定连接，所述扶线支架（1）通过支撑杆（2）与底座（3）连接，所述支撑杆（2）与底座（3）连接处设置转轴与旋钮A（4），使扶线支架（1）可沿该转轴在卡盘上方180°范围内旋转，并由旋钮A（4）进行固定；所述扶线支架（1）上端为环状结构，管线由所述环状结构中穿过，通过扶线支架（1）的旋转起到扶线作用，防止绕线。

10.根据权利要求1所述的一种可变径卡盘机械手，其特征在于：所述卡盘内设置托链槽，并在旋臂（6）旋转方向上设置拖链（20），所述拖链（20）内装有线缆，一端连接于上盖（14）内，另一端连接于卡盘的托链槽内。