CN106393160A - 一种机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手，包括底座、左卡爪、右卡爪、步进电机、丝杆、左卡爪连接件、右卡爪连接件、滑轨、滑块、定位感应片、定位检测开关、左支撑板、右支撑板，所述左卡爪与所述右卡爪相互对称，且相对的内侧均设有凹槽，两个凹槽相互配合，所述左卡爪的凹槽内设有左卡爪内衬胶垫，所述右卡爪的凹槽内设有右卡爪内衬胶垫，丝杆的端部安装有轴承并装配到所述左支撑板上，丝杆的端部通过所述轴承固定；所述定位检测开关固定连接在底座靠左卡爪的一侧，所述定位感应片固定连接在所述左卡爪上。

Description

一种机械手

技术领域

本发明涉及一种机械手，尤其涉及一种抓瓶机械手。

背景技术

近年来，在食品、药品等灌装领域，瓶子的传递、旋转等动作都是通过机械手操作完成的，如中国专利文献CN 103786158 A公开一种“抓瓶机械手”，其抓瓶子卡爪的开合及精度是通过齿轮和齿条的啮合来完成的，这种结构的抓瓶机械手，对齿轮和齿条的精度要求很高，因此在加工制作过程中，相对难度较大，成本也高，不利用在市场上推广使用。

发明内容

本发明的目的是在于解决现有技术所存在的不足，从而提供一种机械手，尤其涉及一种抓瓶机械手。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种机械手，包括底座、左卡爪、右卡爪、步进电机、丝杆、左卡爪连接件、右卡爪连接件、滑轨、滑块、定位感应片、定位检测开关、左支撑板、右支撑板，所述步进电机固定在所述右卡爪连接件上并与所述右支撑板相抵靠，所述左卡爪连接件与所述滑块相连接，所述滑块与所述滑轨相连接，所述滑轨固定在所述底座上，所述左卡爪连接件在所述步进电机的驱动下带动所述左卡爪在所述滑轨上左右滑动，其特征在于：所述左卡爪与所述右卡爪相互对称，且相对的内侧均设有凹槽，两个凹槽相互配合，所述左卡爪的凹槽内设有左卡爪内衬胶垫，所述右卡爪的凹槽内设有右卡爪内衬胶垫，丝杆的端部安装有轴承并装配到所述左支撑板上，丝杆的端部通过所述轴承固定；所述定位检测开关固定连接在底座靠左卡爪的一侧，所述定位感应片固定连接在所述左卡爪上。

还包括一防护罩，所述防护罩固定在所述左支撑板和所述右支撑板上。

所述防护罩上设有一条形开口，用于伸出所述定位感应片，使得所述定位感应片能够在所述条形开口中移动。

所述步进电机输出轴为所述丝杆，所述丝杆穿过所述右卡爪连接件，所述丝杆上套有丝杆螺母，所述丝杆螺母固定在所述左卡爪连接件上，所述丝杆与所述丝杆螺母构成丝杆螺母副。

所述左卡爪向右移动为机械手“合”过程，机械手“合”过程抓瓶子的定位精度是通过所述定位感应片触发所述定位检测开关动作来完成的。

所述左卡爪向左移动为机械手“开”过程，机械手“开”过程松瓶子的定位精度是通过所述定位感应片触发所述定位检测开关动作来完成的。

一种装瓶装置，其包括如权利要求1-6所述的机械手，所述机械手与一横移机构固定连接。

上述机械手配合紧盖装置、送盖装置和上盖装置实现同步操作。

一种现榨汁设备，其包括上述装瓶装置。

一种自动售货机，其包括权上述现榨汁设备。

对比现有技术，本发明的有益效果是：通过采用内衬胶垫，能够防止瓶子尤其是玻璃瓶滑落，也能够防止瓶子被机械手刮花；防护罩用来防止机械手被尘埃、液体等污染；整体结构简单、控制准确、安全性能高，便于普及推广。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的侧方向结构示意图。

图3-4是本发明的分解结构示意图。

图5是左右卡爪的结构示意图。

图6是现榨汁设备结构示意图。

图7是装瓶装置的结构示意图。

图8是自动售货机箱体结构示意图。

图9是自动售货机内部结构布局示意图。

图10是自动售货机主视图。

其中：1、底座，2、左卡爪，3、右卡爪，4、步进电机，5、丝杆，6、左卡爪连接件，7、右卡爪连接件，8、滑轨，9、滑块，10、定位感应片，11、定位检测开关，12、左支撑板，13、右支撑板，14、左卡爪内衬胶垫，15、右卡爪内衬胶垫、16、轴承，17、丝杆螺母，18、防护罩，100、箱体，101、榨汁机固定底板，102、装瓶单元固定底板，103、控制单元固定底板，104、封闭隔离罩，105、箱体底板，106、瓶子输送机构固定底板，107、高压气泵固定底板， 200、开关门，201、取货口，202、插卡区，203、感应区，204、键盘操作区，205、人机交互触摸屏，206、透明TV电视，207、旋转轴销，300、可调节支撑底座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

<机械手>

提供一种机械手，特别是一种抓瓶的机械手，如图1-4所示：

一种机械手，包括底座1、左卡爪2、右卡爪3、步进电机4、丝杆5、左卡爪连接件6、右卡爪连接件7、滑轨8、滑块9、定位感应片10、定位检测开关11、左支撑板12、右支撑板13。

所述步进电机4固定在所述右卡爪连接件7上并与所述右支撑板13相抵靠，所述左卡爪连接件6与所述滑块9相连接，所述滑块9与所述滑轨8相连接，所述滑轨固定在所述底座1上，所述左卡爪连接件6在所述步进电机4的驱动下带动所述左卡爪2在所述滑轨8上左右滑动。

根据图5所示，所述左卡爪2与所述右卡爪3相互对称，且相对的内侧均设有凹槽，两个凹槽相互配合，所述左卡爪2的凹槽内设有左卡爪内衬胶垫14，所述右卡爪3的凹槽内设有右卡爪内衬胶垫15，通过采用内衬胶垫，能够防止瓶子尤其是玻璃瓶滑落，也能够防止瓶子被机械手刮花。

丝杆5的端部安装有轴承16并装配到所述左支撑板12上，丝杆的端部通过所述轴承16固定，从而起到稳固作用，使得左爪子张合过程中更加稳定、可靠。

所述定位检测开关固定连接在底座靠左卡爪的一侧，所述定位感应片固定连接在所述左卡爪上，使得只需要一个检测开关和感应片就能实现准确快速定位。

步进电机4输出轴为所述丝杆5，所述丝杆5穿过所述右卡爪连接件7，所述丝杆5上套有丝杆螺母17，所述丝杆螺母17固定在所述左卡爪连接件6上，所述丝杆5与所述丝杆螺母17构成丝杆螺母副。

左卡爪2向右移动为机械手“合”过程，机械手“合”过程抓瓶子的定位精度是通过所述定位感应片10触发所述定位检测开关11动作来完成的，所述左卡爪2向左移动为机械手“开”过程，机械手“开”过程松瓶子的定位精度是通过所述定位感应片10触发所述定位检测开关11动作来完成的。

定位检测开关11也可以采用公知的传感器，例如光电传感器，机械传感器等。

还包括一防护罩18，防护罩固定在左支撑板和右支撑板上，用来防止机械手被尘埃、液体等污染。

所述防护罩上设有一条形开口，用于伸出所述定位感应片，使得所述定位感应片能够在所述条形开口中移动。

<现榨汁设备>

上述实施例中的机械手可以用于榨橙汁设备中，如图6所示：

一种榨橙汁设备，包括保温腔体、控制单元、制冷单元、储橙单元、榨汁单元、清洗单元、灌装单元、装瓶单元和灭菌单元，制冷单元、控制单元、榨汁单元、储橙单元、清洗单元、灌装单元、装瓶单元及灭菌单元设于保温腔体的内腔体中，确保现榨橙汁一直存贮于恒温状态且不受外界的环境污染，制冷单元、保温腔体、榨汁单元、储橙单元、清洗单元、灌装单元、装瓶单元、灭菌单元由控制单元发出指令统一控制。

其中储橙单元包括旋转货篮和输送导向装置，旋转货篮设于榨汁单元的顶部并通过输送导向装置与榨汁单元相连接，旋转货篮由驱动电机带动旋转转盘转动，驱动橙子从旋转货篮出口掉入到输送导向装置并通过输送导向装置输送到榨汁单元。

榨汁单元包括榨汁机、活动式过滤网、橙汁收集斗、废渣导向装置、废渣收集桶，橙汁收集斗连接在灌装单元上方，橙汁收集斗通过紧固件连接在榨汁机下方，活动式过滤网设于榨汁机内部下方并连接在橙汁收集斗上方，废渣导向装置设于榨汁机废渣出口下方，废渣收集桶位于废渣导向装置下方。

清洗单元包括供水箱、高压水泵、增压装置、喷淋输送管路、喷淋管路、喷淋头，供水箱设于保温腔体底部并通过泵入口连接管路连接到高压水泵，高压水泵通过泵出口连接管路连接到增压装置，增压装置通过喷淋输送管路连接到喷淋管路，喷淋头设于在喷淋管路上，喷淋管路通过紧固件连接在榨汁机内部上方。

灌装单元包括灌装控制阀门、灌装椭形容器，灌装输送管路、高压气泵、空气处理净化装置、高压气体输送管路、成品接收装置，灌装椭形容器连接在灌装控制阀门下方，高压气泵设于保温腔体底部并通过气泵出口连接管路连接到空气处理净化装置，空气处理净化装置通过高压气体输送管路连接到灌装椭形容器与灌装控制阀门连接处，灌装椭形容器出口通过灌装输送管路连接到装瓶单元。

装瓶单元包括装瓶容器、瓶子导向装置、瓶子输送机构、瓶子横移输送机构、瓶子入口位检测装置、瓶子灌装位检测装置、瓶子上盖位检测装置、灌装位液位检测装置、瓶盖锁紧检测装置、上盖机构、液体回收导向装置和液体回收桶，所述瓶子通过瓶子输送机构输送到瓶子导向装置并掉到瓶子入口位，所述瓶子在瓶子入口位通过瓶子横移输送机构输送到瓶子灌装位，所述瓶子在瓶子灌装位通过瓶子横移输送机构输送到瓶子上盖位，所述瓶子通过上盖机构自动上瓶盖，所述自动上盖机构设于瓶子上盖位上方，所述瓶子上好瓶盖后通过瓶子横移输送机构输送到成品接收装置内，液体回收导向装置设于瓶子灌装位下方并通过螺栓与瓶子横移输送机构相连接，所述液体回收桶设于保温腔体底部并与液体回收导向装置出口相连接。

特别地，根据图7所示的一种装瓶单元实施例，机械手与横移装置固定连接，装瓶单元中的紧盖机构与送盖机构通过连杆机构相连，从而使得送盖、上盖、紧盖步骤能够同步进行。

具体而言：

灌装结束以后，机械手在横移装置作用下将瓶子送到上盖位；与此同时，出盖挡片在电机的驱动下绕轴逆时针旋转一定角度并打开，使得1#瓶盖沿上盖底座的内壁滑落到瓶口上，上盖底座的内壁起限位导向作用；待瓶盖落到瓶口上，出盖挡片在电机的驱动下绕轴顺时针旋转，当感应开关检测到感应片到位后，停止旋转。

紧盖装置在升降电机作用下，沿滑轨向下运动，旋盖头在旋盖电机作用下顺时针旋转，紧盖装置到达下限位时停止运动；连杆机构随着紧盖装置的下降沿滑轨从初始位向外滑动，此时位于拨片上方的5#瓶盖从储盖装置落到送盖底座上；紧盖装置在升降电机作用下，沿滑轨向上运动，紧盖装置到达上限位时停止；连杆机构随着紧盖装置的上升沿滑轨向上盖方向滑动，此时位于送盖底座上方的5#瓶盖在拨片推力作用下，将4#瓶盖向前推进一个瓶盖位，4#瓶盖在5#瓶盖作用下，将3#瓶盖向前推进一个瓶盖位，3#瓶盖在4#瓶盖作用下，将2#瓶盖推到上盖底座内并落到旋转出盖挡片上方。

保温腔体由薄内壁、薄外壁所构成并形成中腔，所述保温腔体中腔填充发泡保温材料。

制冷单元由压缩机、蒸发器、冷凝器及温度控制装置所构成，所述制冷单元冷凝器设于保温腔体的中腔且靠薄内壁一侧盘旋环绕。

灭菌单元设于保温腔体上方并靠近旋转货篮。

控制单元由具有CPU、ROM、RAM等微型计算机构成，与其他个单元连接。

榨橙汁设备还包括电源单元，其与交流220V的商用电源连接，分别向相关单元供给电力。另外，还可以通过电源转换单元将交流220V的电力转换为直流电，分别供给至相应的单元。

需要时还可以增加蓄电装置，蓄电装置由众所周知的双电层电容器(EDLC)构成，经由电源输入部与商用电源连接。在该情况下，蓄电装置利用商用电源来进行直流电的蓄电。蓄电装置可以连接有由多个LED构成的指示器，利用指示器来显示蓄电的电力的余量。

该榨橙汁设备实现了生产加工控制一条龙作业，且生产加工设备自动化程度高，而且生产加工过程中无污染，且能保持恒温状态下工作，保证了产品的安全与质量。

<自动售货机>

榨橙汁设备可以用于自动售货机中，除了上述榨橙汁设备的一般单元，还包括箱体、开关门、可调节支撑底座，如图8-10所示：

箱体100由薄内壁、薄外壁所组成，且在薄内壁与薄外壁之间形成内空腔，所述内空腔中间填充发泡保温材料，所述箱体100内部设有榨汁机固定底板101、装瓶单元固定底板102、控制单元固定底板103、封闭隔离罩104、箱体底板105、瓶子输送机构固定底板106、高压气泵固定底板107，所述箱体100背板上开有高压气泵散热孔及制冷单元散热孔。

开关门200安装在箱体100的正前端，可且通过固定在箱体100上的旋转轴销207向外打开，所述开关门200由取货口201、插卡区202、感应区203、键盘操作区204、人机交互触摸屏205及透明TV电视206所组成，所述人机交互触摸屏205是消费者具体实施操作区，消费者可以根据人机交互触摸屏205上提示的相关内容进行操作并购买相关产品，人机交互触摸屏205还具有数据实时显示的功能，所述透明TV电视206具有媒体广告播放功能，且消费者或观众在观看媒体广告播放的同时还可一览自动售货机内部的鲜橙子从现榨、灌流、装瓶到最后出货一整套的工艺流程。

可调节支撑底座300安装在箱体100底部，且带有可移动的滑轮。

旋转货篮可以通过滑轨与箱体连接在一起，榨汁机设于榨汁机固定底板上，废渣导向装置固定在箱体上，所述废渣收集桶设于箱体底板左上角上方，高压气泵设于高压气泵固定底板上，瓶子输送机构设于瓶子输送机构固定底板上，装瓶单元设于装瓶单元固定底板102上，供水箱设于箱体底板105上方，LED灯设于旋转货篮底部凹槽内。

自动售货机还可以包括成品货道，成品货道由驱动电机、旋转弹簧、货道框架所组成，所述成品货道设于装瓶单元上方、旋转货篮下方及榨汁机右侧，且通过滑轨与箱体100连接在一起，所述成品货道可自由拉出推进，方便装载成品货物，所述成品货道内放置的是已包装好的灌装、瓶装或软包装在内的成品。以上仅仅以一个实施方式来说明本发明的设计思路，在系统允许的情况下，本发明还可以扩展为同时外接更多的功能模块，从而最大限度扩展其功能。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械手，包括底座、左卡爪、右卡爪、步进电机、丝杆、左卡爪连接件、右卡爪连接件、滑轨、滑块、定位感应片、定位检测开关、左支撑板、右支撑板，所述步进电机固定在所述右卡爪连接件上并与所述右支撑板相抵靠，所述左卡爪连接件与所述滑块相连接，所述滑块与所述滑轨相连接，所述滑轨固定在所述底座上，所述左卡爪连接件在所述步进电机的驱动下带动所述左卡爪在所述滑轨上左右滑动，其特征在于：所述左卡爪与所述右卡爪相互对称，且相对的内侧均设有凹槽，两个凹槽相互配合，所述左卡爪的凹槽内设有左卡爪内衬胶垫，所述右卡爪的凹槽内设有右卡爪内衬胶垫，丝杆的端部安装有轴承并装配到所述左支撑板上，丝杆的端部通过所述轴承固定；所述定位检测开关固定连接在底座靠左卡爪的一侧，所述定位感应片固定连接在所述左卡爪上。

2.根据权利要求1所述的机械手，还包括一防护罩，所述防护罩固定在所述左支撑板和所述右支撑板上。

3.根据权利要求2所述的机械手，所述防护罩上设有一条形开口，用于伸出所述定位感应片，使得所述定位感应片能够在所述条形开口中移动。

4.根据权利要求1-3任一所述的机械手，所述步进电机输出轴为所述丝杆，所述丝杆穿过所述右卡爪连接件，所述丝杆上套有丝杆螺母，所述丝杆螺母固定在所述左卡爪连接件上，所述丝杆与所述丝杆螺母构成丝杆螺母副。

5.根据权利要求1-3任一所述的机械手，所述左卡爪向右移动为机械手“合”过程，机械手“合”过程抓瓶子的定位精度是通过所述定位感应片触发所述定位检测开关动作来完成的。

6.根据权利要求1-3任一所述的机械手，所述左卡爪向左移动为机械手“开”过程，机械手“开”过程松瓶子的定位精度是通过所述定位感应片触发所述定位检测开关动作来完成的。

7.一种装瓶装置，其包括如权利要求1-6任一所述的机械手，所述机械手与一横移装置固定连接。

8.根据权利要求7所述的装瓶装置，所述机械手配合紧盖装置、送盖装置和出盖装置实现同步操作。

9.一种现榨汁设备，其包括如权利要求7-8任一所述的装瓶装置。

10.一种自动售货机，其包括权利要求9所述的现榨汁设备。