CN105710860A - 一种用于搬运的二自由度机械臂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于搬运的二自由度机械臂，包括置于地面机架、设置在所述机架上的机械臂升降装置和机械臂旋转装置；所述机械臂升降装置在所述机架上上下运动；所述机械臂旋转装置一端与所述机械臂升降装置固定，并绕与所述机械臂升降装置的固定位置转动，另一端安装有用于抓取物品的夹具。本发明一种用于搬运的二自由度机械臂可以方便的实现物品的垂直和水平搬运，并且可以实现物品搬运中保持平动而不转动，通过安装不同夹具实现搬运、码垛等操作，可以大幅提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及包装机械技术领域，具体涉及一种用于搬运的二自由度机械臂。
背景技术
在包装机械技术领域，包装搬运设备是将被包装物或者包装物按照一定的要求进行转移搬运。经常涉及到对成品的桶(瓶)进行装箱，以及对成品包装物进行码垛，还会涉及到在码垛过程中隔板等物品搬运放置等。传统上是由人工进行此种操作，此种方式劳动强度大、占用人员多，生产效率低下。或者是由专用机械或者工业机器人配合夹具完成操作，但此种方式设备成本高，调整难度大和维护复杂等缺陷。
近年来市场上也逐渐出现了的用于搬运的机械臂，但是这些用于搬运的机械臂一般都是专门针对某种包装物进行开发的，专机专用，无法通过更换夹具等实现功能的改变，通用性比较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、操作维护方便的一种用于搬运的二自由度机械臂。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种用于搬运的二自由度机械臂，包括置于地面机架、设置在所述机架上的机械臂升降装置和机械臂旋转装置；
所述机械臂升降装置在所述机架上上下运动；所述机械臂旋转装置一端与所述机械臂升降装置固定，并绕与所述机械臂升降装置的固定位置转动，另一端安装有用于抓取物品的夹具。
所述机械臂升降装置包括支承轴、上同步带轮、下同步带轮、同步带、机械臂安装板、联轴器、配重和伺服电机；所述上同步带轮和下同步带轮分别在机架上端和下端水平设置，由支承轴通过轴承支撑，上同步带轮和下同步带轮通过两条同步带与机械臂安装板和配重相连接组成闭环缠绕；所述伺服电机通过联轴器与设置安装下同步带轮的支承轴相连接。
所述机械臂旋转装置安装在所述机械臂安装板上，其中包括伺服电机、电机支架、联轴器、转轴、机械臂体、机械臂体支架、固定同步带轮、旋转同步带轮和夹具安装主轴；所述伺服电机安装在电机支架上端；所述机械臂体安装机械臂体支架中间，转轴与机械臂体固定安装，穿过机械臂体支架后通过联轴器与所述伺服电机相连接；固定同步带轮固定在所述机械臂安装板上，旋转同步带轮安装在机械臂体末端与所述夹具安装主轴同轴连接，固定同步带轮与旋转同步带轮之间采用同步带闭环缠绕。
所述机械臂升降装置还包括导轨、滚轮和滚轮安装支架；滚轮安装在滚轮安装支架上；滚轮安装支架与所述机械臂安装板相连接；导轨与所述机架相连接；滚轮在导轨两侧往复滚动。
本发明的有益效果：本发明一种用于搬运的二自由度机械臂可以方便的实现物品的垂直和水平搬运，并且可以实现物品搬运中保持平动而不转动，通过安装不同夹具实现搬运、码垛等操作，可以大幅提高生产效率。
附图说明
图1是本发明一种用于搬运的二自由度机械臂的正面结构示意；
图2是本发明一种用于搬运的二自由度机械臂的侧面结构示意；
图3是图2中I区域的局部放大图；
图4是图3中A-A向剖视图。
图中：1.机架；2.上同步带轮；3.上支承轴；4.升降导轨；5.机械臂安装板；6.下支承轴；7.下同步带轮；8.联轴器；9.升降伺服电机；10.滚轮安装支架；11.旋转伺服电机；12.电机支架；13.联轴器；14.机械臂支架；15.固定同步带轮；16.机械臂体；17.转轴；18.同步带；19.旋转同步带轮；20.夹具转轴；21.同步带；22.配重；23.滚轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细描述：
如图1至4所示，本发明一种用于搬运的二自由度机械臂，包括：置于地面的机架1，设置在所述机架1上的机械臂升降装置和机械臂旋转装置。
所述机械臂升降装置包括2根沿所述机架1竖向垂直于地面设置的升降导轨4，沿着每个升降导轨4滚动的滚轮23，滚轮23安装在.滚轮安装支架10上，滚轮安装支架10固定在机械臂安装板5侧面；
上同步带轮2在机架上端水平设置，由上支承轴3通过轴承支撑，下同步带轮7在机架下端水平设置，由下支承轴6通过轴承支撑，2条同步带21缠绕于上同步带轮2和下同步带轮5通过与机械臂安装板5和配重22相连接组成闭环缠绕；所述升降伺服电机9通过联轴器8与设置安装下同步带轮7的下支承轴6相连接；
所述机械臂旋转装置安装在所述机械臂安装板5上，其中包括伺服电机11、电机支架12、联轴器13、转轴17、机械臂体16、机械臂体支架14、固定同步带轮15、旋转同步带轮19和夹具安装主轴20；所述伺服电机安装在电机支架12上端；所述机械臂体16安装机械臂体支架14中间，转轴17与机械臂体16固定安装，穿过机械臂体支架14后通过联轴器13与所述伺服电机11相连接；固定同步带轮15固定在所述机械臂安装板5上，旋转同步带轮19安装在机械臂体16末端与所述夹具安装主轴20同轴连接，固定同步带轮11与旋转同步带轮19之间采用同步带18闭环缠绕；
本发明提供的一种用于搬运的二自由度机械臂的工作过程如下：当有物品需要搬运时，升降伺服电机9运转，带动下同步带轮7转动并驱动同步带21运动，带动机械臂安装板5和安装在其上的机械臂旋转装置上下运动；同时伺服电机11运转，机械臂体16进行旋转运动，使得夹具安装主轴20运动到被搬运物体上方。在机械臂体16转动的同时可以实现夹具安装主轴20的反向、同角速度运动，从而实现被搬运物品的平动。
Claims (4)
1.一种用于搬运的二自由度机械臂，其特征在于：一种用于搬运的二自由度机械臂，其特征在于：包括置于地面机架、设置在所述机架上的机械臂升降装置和机械臂旋转装置；
所述机械臂升降装置在所述机架上上下运动；所述机械臂旋转装置一端与所述机械臂升降装置固定，并绕与所述机械臂升降装置的固定位置转动，另一端安装有用于抓取物品的夹具。
2.如权利要求1所述的一种用于搬运的二自由度机械臂，其特征在于：所述机械臂升降装置包括支承轴、上同步带轮、下同步带轮、同步带、机械臂安装板、联轴器、配重和伺服电机；所述上同步带轮和下同步带轮分别在机架上端和下端水平设置，由支承轴通过轴承支撑，上同步带轮和下同步带轮通过两条同步带与机械臂安装板和配重相连接组成闭环缠绕；所述伺服电机通过联轴器与设置安装下同步带轮的支承轴相连接。
3.如权利要求1所述的一种用于搬运的二自由度机械臂，其特征在于：所述机械臂旋转装置安装在所述机械臂安装板上，其中包括伺服电机、电机支架、联轴器、转轴、机械臂体、机械臂体支架、固定同步带轮、旋转同步带轮和夹具安装主轴；所述伺服电机安装在电机支架上端；所述机械臂体安装机械臂体支架中间，转轴与机械臂体固定安装，穿过机械臂体支架后通过联轴器与所述伺服电机相连接；固定同步带轮固定在所述机械臂安装板上，旋转同步带轮安装在机械臂体末端与所述夹具安装主轴同轴连接，固定同步带轮与旋转同步带轮之间采用同步带闭环缠绕。
4.如权利要求3所述的一种用于搬运的二自由度机械臂，其特征在于：所述机械臂升降装置还包括导轨、滚轮和滚轮安装支架；滚轮安装在滚轮安装支架上；滚轮安装支架与所述机械臂安装板相连接；导轨与所述机架相连接；滚轮在导轨两侧往复滚动。
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