CN105643663A - 一种机械手的筒型结构伸缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械手的筒型结构伸缩装置，包括传动机构、伸缩臂和防护结构；所述伸缩臂是铸铝的方形筒状结构；所述防护结构是由上盖板和下盖板组成的方形筒状箱体；所述伸缩臂通过滑块和导轨与防护结构滑动连接，并通过丝杠螺母与传动机构连接；所述传动机构隐藏在防护结构的箱体内；所述传动机构包括驱动电机、电机座、联轴器和滚珠丝杠。本发明的传动方式由驱动电机、电机座、联轴器、伸缩臂端盖、滚珠丝杠和导轨来实现，相对于现有技术来说，结构更加简单、精度高、定位准、动作协调性好，进而可以提高整条生产线的效率。本发明设计简单、结构合理，能够使用最简单的结构实现机械手的负重伸缩，节省动力、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及自动化设备领域，具体涉及一种机械手伸缩装置。
背景技术
国内目前众多生产型企业的生产方式主要还是劳动力集约型的生产方式，这种生产方式生产效率低下、工伤率居高不下、产品精度无法得到保障。目前国家正在积极推进生产具有自主知识产权的自动化设备，以及运用机器人技术来代替传统劳动力集约型的生产方式。
改变传统劳动力集约型生产方式的重要一环就是自动化的流水生产线，生产线的每个环节根据不同的生产需求进行不同的操作，这些操作离不开机械手的动作，而对于机械手来说，伸缩臂是机械手中重要的部件之一。
目前的机械手伸缩臂较为笨重，为完成复杂的工作，设计的结构较为复杂，针对动作简单的机械手也是如此，目前缺乏设计结构简便的机械手伸缩臂。
为了对现有技术进行改进，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利CN201520575060.6公开了一种机械手伸缩臂，该伸缩臂包括传动结构、伸缩结构与终端，所述伸缩结构连接所述终端与所述传动结构并在所述传动结构的带动下牵引所述终端动作，所述伸缩结构包括相互嵌套、口径逐渐缩小的一上位套筒、若干中间套筒与一下位套筒，所述上位套筒、所述中间套筒与所述下位套筒能够沿与其相嵌套的套筒进行滑动。所述上位套筒、所述中间套筒下端向内延伸形成环状下缘，所述环状下缘与下一级套筒外壁接触，并能够沿其滑动。所述下位套筒、所述中间套筒上端向外延伸形成环状上缘，所述环状上缘与上一级套筒内壁接触，并能够沿其滑动。所述上位套筒上端为上位套筒上缘，其能够与外部固定设备进行固定；所述下位套筒下端为下位套筒下缘，所述下位套筒下缘向下与终端相固定，向上与所述传动结构连接。所述环状下缘包括一下缘远端挡板、一下缘近端挡板与若干滚珠；所述下缘远端挡板为套筒下端向内延伸形成的环状挡板结构；所述下缘近端挡板为一固定在套筒内壁上的环状挡板结构；所述下缘远端挡板与所述下缘近端挡板之间形成环形槽，所述滚珠放置在所述环形槽内并与下一级套筒外壁相抵。所述环状上缘包括一上缘远端挡板、一上缘近端挡板与若干滚珠；所述上缘远端挡板为套筒上端向外延伸形成的环状挡板结构；所述上缘近端挡板为一固定在套筒外壁上的环状挡板结构；所述上缘远端挡板与所述上缘近端挡板之间形成环形槽，所述滚珠放置在所述环形槽内并与上一级套筒内壁相抵。所述上位套筒为第三套筒，所述下位套筒为第一套筒，所述中间套筒数量为第二套筒。所述第三套筒与所述第二套筒设置有限制所述环状上缘的限位装置。所述第一套筒下端为密封结构，向下通过螺钉与终端连接，向上设置有挂钩，与所述传动结构连接。
该伸缩臂虽然在一定程度上解决了现有技术的不足，但其工序仍然需要很多的机构来完成，对动作协调性及机构零件要求较高，结构复杂，整条生产线的效率仍然较低。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种结构简单、对动作协调性及机构零件要求不高、能提高整条生产线效率的机械手的筒型结构伸缩装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种机械手的筒型结构伸缩装置，包括传动机构、伸缩臂和防护结构；所述伸缩臂是铸铝的方形筒状结构；所述防护结构是由上盖板和下盖板组成的方形筒状箱体；所述伸缩臂通过滑块和导轨与防护结构滑动连接，并通过丝杠螺母与传动机构连接；所述传动机构隐藏在防护结构的箱体内，箱体上设有散热通风口；
所述传动机构包括驱动电机、电机座、联轴器和滚珠丝杠，所述电机座固定在下盖板上，所述驱动电机安装在电机座上，驱动电机经联轴器与滚珠丝杠连接，所述滚珠丝杠的一端通过两个轴承固定在轴承座上，所述轴承座通过螺栓安装在电机座上，所述轴承通过其两端的后端盖、前端盖和丝杠锁紧螺母固定，防止轴承轴向窜动；所述滚珠丝杠上带有防撞块，滚珠丝杠的另一端通过丝杠螺母安装在伸缩臂端盖上；伸缩臂端盖与伸缩臂右端连接，伸缩臂底面与滑块连接，所述滑块有四个，四个滑块两两分别与固定在下盖板上的两条导轨扣合；伸缩臂上设有限位块；在伸缩臂端盖的左端面上固定压线板，使线缆与滚珠丝杠分开；伸缩臂的前部设有盖板；
所述下盖板上设置有拖链和拖链架，所述拖链的一端固定在下盖板上，另一端固定在拖链架上；从伸缩臂前方通过盖板进入的线缆，通过拖链与驱动电机的线缆汇合成一股进入线槽，再通过下盖板的走线孔进入机械手立柱内。
所述伸缩臂前端的抓取治具连接法兰与机械手抓取治具连接，所述防护结构的下盖板通过升降装置连接法兰与机械手的上下升降装置连接。
进一步地，所述伸缩臂安装在防护结构内，形成一个双层箱体空间，将传动机构、导轨、滑块和丝杠螺母以及所有线缆全部安装在双层箱体空间内。
进一步地，所述线槽设置在两个导轨之间，通过螺钉固定在下盖板上。
进一步地，所述防撞块设置在滚珠丝杠上，套装在丝杠螺母和前端盖之间。
进一步地，所述限位块设置在伸缩臂侧面上，通过螺钉固定在伸缩臂上。
进一步地，所述丝杠螺母固定安装在伸缩臂端盖上，通过螺纹连接方式与滚珠丝杠连接。
进一步地，所述驱动电机通过线缆与PLC控制系统连接。
进一步地，所述丝杠锁紧螺母安装在滚珠丝杠上，紧靠轴承内圈端面；所述后端盖安装在轴承座后端面上，前端盖安装在轴承座前端面上。
进一步地，所述滚珠丝杠的一端通过两个轴承固定在轴承座上，所述两个轴承呈串联形式即一前一后形式安装在轴承座上。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
1、本发明的传动方式由驱动电机、电机座、联轴器、伸缩臂端盖、滚珠丝杠和导轨来实现，相对于目前多个套筒内嵌滚珠结构的伸缩臂，本发明结构更加简单、精度高、定位准、动作协调性好。由于本发明采用导轨和滚珠丝杠结构，因此，本发明的运行速度比套筒滚珠结构快，进而可以提高整条生产线的效率。
2、本发明的伸缩臂采用铸铝的方形筒状结构，这样既可以减轻重量又可以保护里面的滚珠丝杠等精密结构不被碰撞造成误差，方形筒状伸缩臂内可以走线，有压线板可以把滚珠丝杠与线缆分隔开来，实现了线缆不外露的功能。
3、本发明的防护结构由上盖板和下盖板组成方形筒状箱体，把伸缩臂、导轨、驱动电机、电机座和拖链等部件全部隐藏在箱体内，箱体还设有散热通风口，让驱动电机热量非常容易排出。
4、本发明设计简单、结构合理，能够使用最简单的结构实现机械手的负重伸缩，并且对机构零件要求不高；具有较强的防护功能，线缆不外露，便于拆卸，只要拆除上盖板即可实现维修，无需把整个机械手全部拆卸；节省动力、安全可靠。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是图2的A-A截面剖视图。
图4是图1的B-B截面剖视图。
图5是本发明的仰视图。
图中：1-上盖板，2-伸缩臂，3-盖板，4-下盖板，5-驱动电机，6-电机座，7-联轴器，8-丝杠锁紧螺母，9-后端盖，10-轴承座，11-轴承，12-线槽，13-滑块，14-压线板，15-前端盖，16-防撞块，17-滚珠丝杠，18-导轨，19-拖链，20-丝杠螺母，21-伸缩臂端盖，22-拖链架，23-限位块，24-抓取治具连接法兰，25-走线孔，26-升降装置连接法兰。
具体实施方式
为便于本领域技术人员对本发明的技术方案和有益效果进行理解，下面通过附图对本发明进行进一步描述。
如图1-5所示，一种机械手的筒型结构伸缩装置，包括传动机构、伸缩臂2和防护结构；所述伸缩臂2是铸铝的方形筒状结构；所述防护结构是由上盖板1和下盖板4组成的方形筒状箱体；所述伸缩臂2通过滑块13和导轨18与防护结构滑动连接，并通过丝杠螺母20与传动机构连接；所述传动机构隐藏在防护结构的箱体内，箱体上设有散热通风口；
所述传动机构包括驱动电机5、电机座6、联轴器7和滚珠丝杠17，所述电机座6固定在下盖板4上，所述驱动电机5安装在电机座6上，驱动电机5经联轴器7与滚珠丝杠17连接，所述滚珠丝杠17的一端通过两个轴承11固定在轴承座10上，所述轴承座10通过螺栓安装在电机座6上，所述轴承11通过其两端的后端盖9、前端盖15和丝杠锁紧螺母8固定，防止轴承11轴向窜动；所述滚珠丝杠17上带有防撞块16，滚珠丝杠17的另一端通过丝杠螺母20安装在伸缩臂端盖21上；伸缩臂端盖21与伸缩臂2右端连接，伸缩臂2底面与滑块13连接，所述滑块13有四个，四个滑块13两两分别与固定在下盖板4上的两条导轨18扣合；伸缩臂2上设有限位块23；在伸缩臂端盖21的左端面上固定压线板14，使线缆与滚珠丝杠17分开；伸缩臂2的前部设有盖板3；
所述下盖板4上设置有拖链19和拖链架22，所述拖链19的一端固定在下盖板4上，另一端固定在拖链架22上；从伸缩臂2前方通过盖板3进入的线缆，通过拖链19与驱动电机5的线缆汇合成一股进入线槽12，再通过下盖板4的走线孔25进入机械手立柱内。
所述伸缩臂2前端的抓取治具连接法兰24与机械手抓取治具连接，所述防护结构的下盖板4通过升降装置连接法兰26与机械手的上下升降装置连接。
进一步地，所述伸缩臂2安装在防护结构内，形成一个双层箱体空间，将传动机构、导轨18、滑块13和丝杠螺母20以及所有线缆全部安装在双层箱体空间内。
进一步地，所述线槽12设置在两个导轨18之间，通过螺钉固定在下盖板4上。
进一步地，所述防撞块16设置在滚珠丝杠17上，套装在丝杠螺母20和前端盖15之间。
进一步地，所述限位块23设置在伸缩臂2侧面上，通过螺钉固定在伸缩臂2上。
进一步地，所述丝杠螺母20固定安装在伸缩臂端盖21上，通过螺纹连接方式与滚珠丝杠17连接。
进一步地，所述驱动电机5通过线缆与PLC控制系统连接。
进一步地，所述丝杠锁紧螺母8安装在滚珠丝杠17上，紧靠轴承11内圈端面；所述后端盖9安装在轴承座10后端面上，前端盖15安装在轴承座10前端面上。
进一步地，所述滚珠丝杠17的一端通过两个轴承11固定在轴承座10上，所述两个轴承11呈串联形式即一前一后形式安装在轴承座10上。
本发明的工作原理如下：本发明的驱动电机5正转动，通过联轴器7带动滚珠丝杠17转动，进而推动连接有丝杠螺母20的伸缩臂2在导轨18上向前移动，当到达极限位置时，伸缩臂2上有限位块23，可以进行机械限位，防止因驱动电机5失控使伸缩臂2受损。相反，驱动电机5反转时伸缩臂2收回，滚珠丝杠17上的防撞块16进行机械限位，以防止伸缩臂2退回时驱动电机5失控撞到电机座6上。本发明通过PLC控制系统控制驱动电机5的正反方向转动，带动伸缩臂2前后运动。
Claims (9)
1.一种机械手的筒型结构伸缩装置，其特征在于：包括传动机构、伸缩臂(2)和防护结构；所述伸缩臂(2)是铸铝的方形筒状结构；所述防护结构是由上盖板(1)和下盖板(4)组成的方形筒状箱体；所述伸缩臂(2)通过滑块(13)和导轨(18)与防护结构滑动连接，并通过丝杠螺母(20)与传动机构连接；所述传动机构隐藏在防护结构的箱体内，箱体上设有散热通风口；
所述传动机构包括驱动电机(5)、电机座(6)、联轴器(7)和滚珠丝杠(17)，所述电机座(6)固定在下盖板(4)上，所述驱动电机(5)安装在电机座(6)上，驱动电机(5)经联轴器(7)与滚珠丝杠(17)连接，所述滚珠丝杠(17)的一端通过两个轴承(11)固定在轴承座(10)上，所述轴承座(10)通过螺栓安装在电机座(6)上，所述轴承(11)通过其两端的后端盖(9)、前端盖(15)和丝杠锁紧螺母(8)固定，防止轴承(11)轴向窜动；所述滚珠丝杠(17)上带有防撞块(16)，滚珠丝杠(17)的另一端通过丝杠螺母(20)安装在伸缩臂端盖(21)上；伸缩臂端盖(21)与伸缩臂(2)右端连接，伸缩臂(2)底面与滑块(13)连接，所述滑块(13)有四个，四个滑块(13)两两分别与固定在下盖板(4)上的两条导轨(18)扣合；伸缩臂(2)上设有限位块(23)；在伸缩臂端盖(21)的左端面上固定压线板(14)，使线缆与滚珠丝杠(17)分开；伸缩臂(2)的前部设有盖板(3)；
所述下盖板(4)上设置有拖链(19)和拖链架(22)，所述拖链(19)的一端固定在下盖板(4)上，另一端固定在拖链架(22)上；从伸缩臂(2)前方通过盖板(3)进入的线缆，通过拖链(19)与驱动电机(5)的线缆汇合成一股进入线槽(12)，再通过下盖板(4)的走线孔(25)进入机械手立柱内；
所述伸缩臂(2)前端的抓取治具连接法兰(24)与机械手抓取治具连接，所述防护结构的下盖板(4)通过升降装置连接法兰(26)与机械手的上下升降装置连接。
2.一种如权利要求1所述的机械手的筒型结构伸缩装置，其特征在于：所述伸缩臂(2)安装在防护结构内，形成一个双层箱体空间，传动机构、导轨(18)、滑块(13)和丝杠螺母(20)以及所有线缆全部安装在双层箱体空间内。
3.一种如权利要求1所述的机械手的筒型结构伸缩装置，其特征在于：所述线槽(12)设置在两个导轨(18)之间，通过螺钉固定在下盖板(4)上。
4.一种如权利要求1所述的机械手的筒型结构伸缩装置，其特征在于：所述防撞块(16)设置在滚珠丝杠(17)上，套装在丝杠螺母(20)和前端盖(15)之间。
5.一种如权利要求1所述的机械手的筒型结构伸缩装置，其特征在于：所述限位块(23)设置在伸缩臂(2)侧面上，通过螺钉固定在伸缩臂(2)上。
6.一种如权利要求1所述的机械手的筒型结构伸缩装置，其特征在于：所述丝杠螺母(20)固定安装在伸缩臂端盖(21)上，通过螺纹连接方式与滚珠丝杠(17)连接。
7.一种如权利要求1所述的机械手的筒型结构伸缩装置，其特征在于：所述驱动电机(5)通过线缆与PLC控制系统连接。
8.一种如权利要求1所述的机械手的筒型结构伸缩装置，其特征在于：所述丝杠锁紧螺母(8)安装在滚珠丝杠(17)上，紧靠轴承(11)内圈端面；所述后端盖(9)安装在轴承座(10)后端面上，前端盖(15)安装在轴承座(10)前端面上。
9.一种如权利要求1所述的机械手的筒型结构伸缩装置，其特征在于：所述滚珠丝杠(17)的一端通过两个轴承(11)固定在轴承座(10)上，所述两个轴承(11)呈串联形式即一前一后形式安装在轴承座(10)上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160608 |