CN105904442A - 一种可旋转升降的机械手 - Google Patents

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姜道林
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Abstract

本发明公开一种可旋转升降的机械手,包括基座,所述基座的上方依次设有回转腰盘、立臂,所述立臂竖向安装、且其上设有水平安装的悬臂,所述悬臂的后端上连有吊臂,所述吊臂的底端通过多组齿轮组连接手腕,所述手腕上设有第四驱动、与第四驱动连接的抓手机构。本发明结构简单,易于制造,可进行多维度运动,改变传统的人工操作,具有生产效率高、设备成本和维修成本低、适用范围广、传动可靠、驱动性能好、灵敏度高、运动幅度广、传动可靠、夹取稳固等优点,本机械手整体性能高,值得广泛推广。

Description

一种可旋转升降的机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手,具体涉及一种可旋转升降的机械手。
背景技术
目前,在矿产冶金领域,特别是在稀土电解后上下料的工序中,某些中小型企业的生产过程全靠工人手工去操作完成,稀土原料在电解槽里经过高温熔炼后,生成的金属液收集于槽底部的坩埚容器中,工人用一种特制的长柄夹钳将其取出注入模具,从而生产效率较为低下,工人的劳动强度较大,且在工作劳动过程中,高温金属液极易烫伤工人,甚至危及工人的人身安全。
机械手可以按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成原料的传送和对产品的夹取,能够代替人工操作,实现生产的机械化和自动化。但现有国内使用的机械手,设备售价高,由于特制系统配置高端,其维修成本也高,这也是大部分中小矿产冶金企业仍然采用人工生产的无奈之举。因此,急需设计一种可以解决上述问题的机械手。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一种可旋转升降的机械手,该机械手可多维度运动进行抓料和放料,改变传统人工操作,具有生产效率高、成本低、安全性能好、传动可靠等优点。
为了达到上述目的,本发明采取的技术方案:
一种可旋转升降的机械手,包括基座,与现有技术不同的是:基座上方依次设有回转腰盘、立臂,
所述回转腰盘由位于基座上的第一驱动实现圆周转动,
所述立臂竖向安装、且其上设有水平安装的悬臂,悬臂前端的下侧设有一端固定于立臂上的伸缩连接件、上侧设有一端连接有第二驱动的伸缩连接件,在悬臂的后端上连有吊臂,吊臂底端通过多组齿轮组与手腕连接,该手腕通过位于吊臂上的第三驱动带动齿轮组转向实现周向旋转,所述手腕上设有第四驱动、与第四驱动连接的抓手机构,所述抓手机构包括与第四驱动连接的抓手部件,抓手部件内开设有导槽,该导槽内设有与第四驱动连接的伸缩件,伸缩件上套设有连接件,连接件的两端均连有倾斜设置的连杆,连杆的端部设有相配合的抓手柄。
作为优选技术方案,为了使抓手柄可适用于形状多样的夹持件,从而扩大机械手的应用范围,所述抓手柄的内侧面设置成弧状结构。
作为优选技术方案,为了防止第四驱动发生故障后抓手柄上的工件掉落,使抓手机构具有自锁性,从而提高抓手机构夹持工件的可靠性,所述伸缩件为带有螺纹的丝杠。
作为优选技术方案,为了防止第二驱动发生故障后悬臂的非计划移动,保证悬臂升降的可靠性,所述悬臂前端上、下侧的伸缩连接件均是丝杠。
作为优选技术方案,为了保证连接件平行推动连杆的移动,保证抓手柄上的工件受力均匀,从而提高抓手机构夹持工件的可靠性,所述连杆设置为平行四边形结构。
作为优选技术方案,为了保证丝杆推动连接件稳定运动和抓手机构夹持工件的稳定性,同时保证抓手机构开合的灵敏性,所述连接件为丝杠螺母,所述丝杠螺母设置两个、且均通过连杆与抓手柄连接。
作为优选技术方案,为了保证手腕和第三驱动之间的传动运转平稳、承载能力较高,有利于手腕的周向转动,所述齿轮组为是锥形齿轮组。
作为优选技术方案,为了保证立臂与悬臂之间连接的稳固性,同时有利于悬臂在立臂上的滑动,所述立臂设置为矩形状。
作为优选技术方案,为了防止温度过高的工件损坏抓手机构,扩大适用范围,同时延长抓手机构的使用寿命、降低维修成本,所述抓手机构的外表面设有高温保温隔热层。
作为优选技术方案,为了使机械手的所有动作采用PLC程序控制,从而实现智能化,所述第一、二、三、四驱动均为电机、且均与PLC编程控制装置连接。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:
1、通过设置回转腰盘、悬臂、抓手机构,实现机械手上下、周向以及开合等多维度运动,改变传统的人工操作,生产效率高、劳动强度小,设备成本和维修成本低,且传动可靠、夹取稳固。
2、机械手的各个部件设置科学合理,适用范围广,传动可靠,驱动性能好,灵敏度高,多维度的幅度广,整体性能高。
3、采用PLC程序控制,自动化程度高,满足产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时使用,实现智能化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为抓手机构的结构示意图;
图中:1、基座,2、回转腰盘,3、立臂,4、第一驱动,5、悬臂,6、伸缩连接件,7、第二驱动,8、吊臂,9、齿轮组,10、手腕,11、第三驱动,12、第四驱动,13、抓手机构,13-1、抓手部件,13-2、导槽,13-3、伸缩件,13-4、连接件,13-5、连杆,13-6、抓手柄。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细说明。
本发明一种可旋转升降的机械手,主要应用于矿产冶金,也可以应用于有类似工序的工业中。
具体实施例:
如图1和图2所示,本发明一种可旋转升降的机械手,是在基座1的上方依次设有回转腰盘2、立臂3,所述回转腰盘3上的齿轮与位于基座1上的第一驱动4的转轴啮合实现圆周转动,所述立臂3竖向安装、且其上设有水平安装的悬臂5,所述悬臂5前端的下侧设有一端固定于立臂3上的伸缩连接件6、上侧设有一端连接有第二驱动7的伸缩连接件6,本实施例选择立臂3上开设一滑槽,将悬臂5连接的工作台置于滑槽内,第二驱动7通过伸缩连接件6沿着立臂3上下移动,实现悬臂8的升降,所述悬臂5的后端上连有吊臂8,所述吊臂8的底端通过多组齿轮组9连接有手腕10,该手腕10通过位于吊臂8上的第三驱动11带动齿轮组9转向从而实现周向旋转,所述手腕10上设有第四驱动12、与第四驱动12连接的抓手机构13,所述抓手机构13包括与第四驱动12连接的抓手部件13-1,所述抓手部件13-1内开设有导槽13-2,该导槽13-2内设有与第四驱动12连接的伸缩件13-3,所述伸缩件13-3上套设有连接件13-4,所述连接件13-4的两端均连有倾斜设置的连杆13-5,两根连杆13-5的端部均设有抓手柄13-6,两抓手柄13-6可相互配合抓和放工件。
所述抓手柄13-6的内侧面设置成弧状结构,考虑到工件的形状是多种多样的,两抓手柄13-6配合后形成的弧形状可以适用于多种多样的工件,扩大机械手的应用范围,同时夹持稳定。
所述伸缩件13-3为带有螺纹的丝杠,考虑到第四驱动12有可能会发生故障,导致伸缩件13-3非计划的延长或收缩,从而两个抓手柄13-6内工件的掉落,丝杠具有自锁性,失去动力也可保持原来的形状,从而避免工件的掉落,有效高抓手机构13夹持工件的可靠性。
所述悬臂5前端上、下侧的伸缩连接件6均为丝杠,第二驱动7带动丝杠在立臂3上做上下运动,从而带到悬臂5在滑槽内做垂直运动,实现抓手柄13-6上下大幅度动作,对于矿产冶金中稀土电解后上下料的工序,抓手柄13-6可以到达槽底坩埚位置夹持工作,同时丝杠具有自锁性,失去动力也可保持原来的形状,有效避免第二驱动7发生故障后悬臂5的非计划移动,保证悬臂5升降的可靠性。
所述连杆13-5设置为平行四边形结构,第四驱动12通过伸缩件13-3带动连接件13-4在滑槽内的移动,连接件通过连杆13-5实现抓手柄13-6的开合,而平行四边形结构的的连杆13-5,平行推动抓手柄13-6的开合,保证抓手柄13-6上的工件受力均匀,有效提高抓手机构13夹持工件的可靠性。
所述连接件13-4为丝杠螺母,考虑到伸缩件13-3为带有螺纹的丝杠,设置丝杠螺母的连接件13-4,保证移动稳定,所述丝杠螺母设置两个、且均通过连杆13-5与抓手柄13-6连接,有效保证抓手机构13夹持工件的稳定性,同时保证抓手机构13开合的灵敏性。
所述齿轮组9为是锥形齿轮组,第三驱动11的输出轴与齿轮组连接,通过齿轮组的转向手腕10的周向转动,可以使坩埚内的金属完全倾倒出炉,而锥形齿轮之间的传动运转平稳、承载能力较高,有利于手腕10的周向转动。
所述立臂3设置为矩形状,考虑到立臂3竖向安装、且要承载悬臂5的升降,矩形状的立臂3既保证了与悬臂5之间连接的稳固性,同时有利于悬臂5在立臂3上的滑动,。
所述抓手机构13的外表面设有高温保温隔热层,所述高温保温隔热层是由HX-012/1100型涂料涂刷的,考虑到抓手机构夹持的工件温度都较高,极易损坏抓手机构13的部件,高温保温隔热层有效防止温度过高的工件损坏抓手柄13-6、导槽13-2等部件,扩大机械手的适用范围,同时延长抓手机构13的使用寿命、降低维修成本。
所述第一驱动4、第二驱动7、第三驱动11、第四驱动12均为电机、且均与PLC编程控制装置连接,PLC编程是一种预先设定的程序,可以自动进行物料取送,而且在产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时,可以允许方便的改动或重新设计其新部件,而对于位置改变时,只要重新编程即可投产使用,实现智能化。
当然,上面只是结合附图对本发明优选的具体实施方式作了详细描述,并非以此限制本发明的实施范围,凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可旋转升降的机械手,包括基座(1),其特征在于:所述基座(1)的上方依次设有回转腰盘(2)、立臂(3),所述回转腰盘(2)通过位于基座(1)上的第一驱动(4)实现圆周转动,所述立臂(3)竖向安装、且其上设有水平安装的悬臂(5),所述悬臂(5)前端的下侧设有一端固定于立臂(3)上的伸缩连接件(6)、上侧设有一端连接有第二驱动(7)的伸缩连接件(6),所述悬臂(5)的后端上连有吊臂(8),所述吊臂(8)的底端通过多组齿轮组(9)连接有手腕(10),该手腕(10)通过位于吊臂(8)上的第三驱动(11)带动齿轮组(9)转向实现周向旋转,所述手腕(10)上设有第四驱动(12)、与第四驱动(12)连接的抓手机构(13),所述抓手机构(13)包括与第四驱动(12)连接的抓手部件(13-1),所述抓手部件(13-1)内开设有导槽(13-2),该导槽(13-2)内设有与第四驱动(12)连接的伸缩件(13-3),所述伸缩件(13-3)上套设有连接件(13-4),所述连接件(13-4)的两端均连有倾斜设置的连杆(13-5),所述连杆(13-5)的端部设有相配合的抓手柄(13-6)。
2.根据权利要求1所述的可旋转升降的机械手,其特征在于:所述抓手柄(13-6)的内侧面设置成弧状结构。
3.根据权利要求1所述的可旋转升降的机械手,其特征在于:所述伸缩件(13-3)为带有螺纹的丝杠。
4.根据权利要求1所述的可旋转升降的机械手,其特征在于:所述悬臂(5)前端上、下侧的伸缩连接件(6)均为丝杠。
5.根据权利要求1所述的可旋转升降的机械手,其特征在于:所述连杆(13-5)设置为平行四边形结构。
6.根据权利要求1所述的可旋转升降的机械手,其特征在于:所述连接件(13-4)为丝杠螺母,所述丝杠螺母设置两个、且均通过连杆(13-5)与抓手柄(13-6)连接。
7.根据权利要求1所述一种可旋转升降的机械手,其特征在于:所述齿轮组(9)为锥形齿轮组。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的可旋转升降的机械手,其特征在于:所述立臂(3)设置为矩形状。
9.根据权利要求1所述一种可旋转升降的机械手,其特征在于:所述抓手机构(13)的外表面设有高温保温隔热层。
10.根据权利要求1所述一种可旋转升降的机械手,其特征在于:所述第一驱动(4)、第二驱动(7)、第三驱动(11)、第四驱动(12)均为电机,且均与PLC编程控制装置连接。
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