CN106826889A - 一种应用于机械手夹头的动力驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种应用于机械手夹头的动力驱动装置，包括主动力装置，所述主动力装置包括主架梁、连接法兰、伺服电机、齿轮轴、齿轮、第一齿条、第二齿条、第一限位装置和第二限位装置，伺服电机通过连接法兰固定在主架梁上；主架梁上设置有用于并排限位第一限位装置、齿轮轴、第二限位装置的固定带，第一限位装置、齿轮轴和第二限位装置依次并排设置，固定带上依次并排设有第一圆角矩形通孔、齿轮轴圆形通孔和第二圆角矩形通孔；齿轮轴由下往上贯穿通过固定带上的齿轮轴圆形通孔与伺服电机连接，以实现伺服电机通过齿轮轴与齿轮传动连接。本发明中采用主动力装置和位于两侧副动力装置相配合，保证了机械手夹头对不同组货物拥有足够地夹持动力。
Description
技术领域
本发明涉及机械自动化技术领域，具体涉及一种应用于机械手夹头的动力驱动装置。
背景技术
机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。现有的机械手夹持装置通常只能一对一的实现所需夹持工件或者货物，而且一种机械手夹持装置仅适用于同一组中对应工件或者货物，通用性较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有产品中不足，提供一种用于能够对不同组货物拥有足够地夹持动力的机械手夹头中的动力驱动装置。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提出一种应用于机械手夹头的动力驱动装置，包括主动力装置，所述主动力装置包括主架梁、连接法兰、伺服电机、齿轮轴、齿轮、第一齿条、第二齿条、第一限位装置和第二限位装置，伺服电机通过连接法兰固定在主架梁上；主架梁上设置有用于并排限位第一限位装置、齿轮轴、第二限位装置的固定带，第一限位装置、齿轮轴和第二限位装置依次并排设置，固定带上依次并排设有第一圆角矩形通孔、齿轮轴圆形通孔和第二圆角矩形通孔；
齿轮轴由下往上贯穿通过固定带上的齿轮轴圆形通孔与伺服电机连接，以实现伺服电机通过齿轮轴与齿轮传动连接；所述第一限位装置是由第一限位轴由下往上依次贯穿通过第一限位轴承、第一滑轮轴和第一垫圈连接而成，且第一限位装置上的第一限位轴由下往上贯穿通过固定带上的第一圆角矩形通孔；所述第二限位装置是由第二限位轴由下往上依次贯穿通过第二限位轴承、第二滑轮轴和第二垫圈连接而成，且第二限位装置上的第二限位轴由下往上贯穿通过固定带上的第二圆角矩形通孔；将第一齿条夹设在第一限位装置上的第一限位轴承与齿轮之间，第二齿条夹设在第二限位装置上的第二限位轴承与齿轮之间；而且第一齿条A端内侧设有的锯齿槽口与齿轮相啮合，第二齿条B端内侧设有的锯齿槽口与齿轮相啮合；第一齿条B端与左架梁固定连接，第二齿条A端与右架梁固定连接；其中：在同一参考系内，A端与B端为(在前后或者左右)相反方向上的两端；在伺服电机驱动齿轮进行正向或者反向旋转过程中，第一齿条与第二齿条之间产生相互靠拢或者相互分离运动，从而实现机械手夹头中的左架梁与右架梁之间产生相互靠拢或者相互分离运动。
作为优选：第一圆角矩形通孔、第二圆角矩形通孔的宽度等于第一限位轴、第二限位轴的外径；第一圆角矩形通孔、第二圆角矩形通孔的长度大于第一限位轴、第二限位轴的外径。该尺寸结构的精准设置，以保证伺服电机驱动齿轮轴转动过程中所带动的第一齿条和第二齿条或靠拢或分离运动时，第一限位装置和第二限位装置分别向内侧或者外侧产生一定地缓冲空间，从而实现第一齿条和第二齿条舒畅地靠拢或分离运动。
作为优选：本发明一种应用于机械手夹头的动力驱动装置还包括副动力装置，所述副动力装置包括第一双向气缸、左活塞杆Ⅰ、右活塞杆Ⅰ、I型单肘节接头Ⅰ、第二双向气缸、左活塞杆Ⅱ、右活塞杆Ⅱ和I型单肘节接头Ⅱ；左活塞杆Ⅰ和右活塞杆Ⅰ分别与第一双向气缸两端部嵌套配合连接，且右活塞杆Ⅰ通过I型单肘节接头Ⅰ与右架梁内侧端上设有的支座轴Ⅰ铰接，第一双向气缸通过左活塞杆Ⅰ与左架梁内侧端固定连接；左活塞杆Ⅱ和右活塞杆Ⅱ分别与第二双向气缸两端部嵌套配合连接，且右活塞杆Ⅱ通过I型单肘节接头Ⅱ与右架梁内侧端上设有的支座轴Ⅱ铰接，第二双向气缸通过左活塞杆Ⅱ与左架梁内侧端固定连接；副动力装置相对于主动力装置于而言，是作为辅助的动力装置，通过第一双向气缸和第二双向气缸分别驱动左活塞杆Ⅰ、右活塞杆Ⅰ以及左活塞杆Ⅱ、右活塞杆Ⅱ，使得左架梁与右架梁之间产生相互靠拢或者相互分离运动；其中：主动力装置并排设置在副动力装置中的第一双向气缸与第二双向气缸中间位置上。
作为优选：在左架梁上并排固定有多个左夹板，在右架梁上并排固定有多个右夹板，且这些左夹板、右夹板均与第一中间夹板、第二中间夹板或者第三中间夹板平行设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明中采用主动力装置和位于两侧的副动力装置相互配合，保证了本发明机械手夹头对不同组货物拥有足够地夹持动力，而且在固定带上所设有的第一圆角矩形通孔、齿轮轴圆形通孔和第二圆角矩形通孔尺寸大小精巧设计能够保证伺服电机驱动齿轮轴转动过程中所带动的第一齿条和第二齿条或靠拢或分离运动时，第一限位装置和第二限位装置分别向内侧或者外侧产生一定地缓冲空间，从而实现第一齿条和第二齿条舒畅地靠拢或分离运动；从而适应主动力装置在驱动机械手夹头收缩夹持工件或者货物、以及在张开释放工件或者货物。
附图说明
图1为机械手夹头的整体结构示意图；
图2～4和图8为图1中部分结构示意图；
图5为本发明中主动力装置的结构示意图；
图6为机械手夹头中第一导轨、第二导轨与滑块Ⅰ、滑块Ⅱ配合结构示意图；
图7为本发明中副动力装置与左架梁、右架梁的配合结构示意图；
图9～10中是机械手夹头中右架梁、左架梁结构示意图；
图11～12是机械手夹头中第一中间夹板的结构示意图。
附图标记：主架梁1，固定带2，第一圆角矩形通孔101，齿轮轴圆形通孔102，第二圆角矩形通孔103，连接法兰10，连接管11，齿轮轴12，齿轮13，第一齿条14，第二齿条15，第一限位装置17，第一限位轴171，第一垫圈172，第一滑轮轴173，第一轴承174，第二限位装置16，第二限位轴161，第二垫圈162，第二滑轮轴163，第二轴承164，第一导轨18，第二导轨19，滑块Ⅰ，第一滑块Ⅰ201，第二滑块Ⅰ202，第三滑块Ⅰ203，第四滑块Ⅰ204，第五滑块Ⅰ205，第六滑块Ⅰ206，第七滑块Ⅰ207，滑块Ⅱ，第一滑块Ⅱ211，第二滑块Ⅱ212，第三滑块Ⅱ213，第四滑块Ⅱ214，第五滑块Ⅱ215，第六滑块Ⅱ216，第七滑块Ⅱ217，左架梁28，左夹板281，右架梁29，右夹板291，第一双向气缸26，左活塞杆Ⅰ261，右活塞杆Ⅰ262，I型单肘节接头Ⅰ262，支座轴Ⅰ264，第二双向气缸27，左活塞杆Ⅱ271，右活塞杆Ⅱ272，I型单肘节接头Ⅱ272，支座轴Ⅱ274，第一H型滑轨支座22，第一扣孔Ⅰ221，第一加强挡筋222，第一扣孔Ⅱ223，第二H型滑轨支座23，第二扣孔Ⅰ231，第二加强挡筋232，第二扣孔Ⅱ233，第三H型滑轨支座24，第三扣孔Ⅰ241，第三加强挡筋242，第三扣孔Ⅱ243，第四H型滑轨支座25，第四扣孔Ⅰ251，第四加强挡筋252，第四扣孔Ⅱ253，第一中间夹板30，第二中间夹板31，第三中间夹板32，第一缓冲横梁杆(331、第二缓冲横梁杆332、第三缓冲横梁杆333、第四缓冲横梁杆334，弹簧板Ⅰ351，弹簧板Ⅱ352。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步说明：
如图1～12所示，本发明提出一种机械手夹头，包括左架梁28、右架梁29、夹持装置、以及应用于机械手夹头的动力驱动装置，该动力驱动装置包括主动力装置和副动力装置；如图1～2和图5所示，所述主动力装置包括主架梁1、连接法兰10、伺服电机、齿轮轴12、齿轮13、第一齿条14、第二齿条15、第一限位装置17和第二限位装置16，伺服电机通过连接法兰10固定在主架梁1上；主架梁1上设置有用于并排限位第一限位装置17、齿轮轴12和第二限位装置16的中间固定块2，第一限位装置17、齿轮轴12和第二限位装置16依次并排设置，中间固定块2上依次并排设有第一圆角矩形通孔101、齿轮轴圆形通孔102和第二圆角矩形通孔103；齿轮轴12由下往上贯穿通过中间固定块2上的齿轮轴圆形通孔102与伺服电机连接，以实现伺服电机通过齿轮轴12与齿轮13传动连接。
如图5所示：所述第一限位装置17是由第一限位轴171由下往上依次贯穿通过第一限位轴承174、第一滑轮轴173和第一垫圈172连接而成，且第一限位装置17上的第一限位轴171由下往上贯穿通过中间固定块2上的第一圆角矩形通孔101；所述第二限位装置16是由第二限位轴161由下往上依次贯穿通过第二限位轴承164、第二滑轮轴163和第二垫圈162连接而成，且第二限位装置16上的第二限位轴161由下往上贯穿通过中间固定块2上的第二圆角矩形通孔103；其中：第一圆角矩形通孔101、第二圆角矩形通孔103的宽度略稍大于或者等于第一限位轴171、第二限位轴161的外径；第一圆角矩形通孔101、第二圆角矩形通孔103的长度大于第一限位轴171、第二限位轴161的外径；该尺寸结构的精准设置，以保证伺服电机驱动齿轮轴12转动过程中所带动的第一齿条14和第二齿条15或靠拢或分离运动时，第一限位装置17和第二限位装置16分别向内侧或者外侧产生一定地缓冲空间，从而实现第一齿条14和第二齿条15舒畅地靠拢或分离运动；将第一齿条14夹设在第一限位装置17上的第一限位轴承174与齿轮13之间，第二齿条15夹设在第二限位装置16上的第二限位轴承164与齿轮13之间；而且第一齿条14A端内侧设有的锯齿槽口与齿轮13相啮合，第二齿条15B端内侧设有的锯齿槽口与齿轮13相啮合；第一齿条14B端与左架梁28固定连接，第二齿条15A端与右架梁29固定连接；其中：在同一参考系内，A端与B端为在前后或者左右相反方向上的两端；在伺服电机驱动齿轮13进行正向或者反向旋转过程中，第一齿条14与第二齿条15之间产生相互靠拢或者相互分离运动，从而实现左架梁28与右架梁29之间产生相互靠拢或者相互分离运动。
如图2和图7所示：所述副动力装置包括第一双向气缸26、左活塞杆Ⅰ261、右活塞杆Ⅰ262、I型单肘节接头Ⅰ263、第二双向气缸27、左活塞杆Ⅱ271、右活塞杆Ⅱ272和I型单肘节接头Ⅱ273；左活塞杆Ⅰ261和右活塞杆Ⅰ262分别与第一双向气缸26两端部嵌套配合连接，且右活塞杆Ⅰ262通过I型单肘节接头Ⅰ263与右架梁29内侧端上设有的支座轴Ⅰ264铰接，第一双向气缸26通过左活塞杆Ⅰ261与左架梁28内侧端固定连接；左活塞杆Ⅱ271和右活塞杆Ⅱ272分别与第二双向气缸27两端部嵌套配合连接，且右活塞杆Ⅱ272通过I型单肘节接头Ⅱ273与右架梁29内侧端上设有的支座轴Ⅱ274铰接，第二双向气缸27通过左活塞杆Ⅱ271与左架梁28内侧端固定连接；副动力装置相对于主动力装置于而言，是作为辅助的动力装置，通过第一双向气缸26和第二双向气缸27分别驱动左活塞杆Ⅰ261、右活塞杆Ⅰ262以及左活塞杆Ⅱ271、右活塞杆Ⅱ272，使得左架梁28与右架梁29之间产生相互靠拢或者相互分离运动。
如图2和图8所示：所述主动力装置并排设置在副动力装置中的第一双向气缸26与第二双向气缸27中间位置上。如图3～4所示：夹持装置包括第一导轨18、第二导轨19、第一中间夹板30、第二中间夹板31、第三中间夹板32、第一H型滑轨支座22、第二H型滑轨支座23、第三H型滑轨支座24、第四H型滑轨支座25。
如图7、图9和图10所示：第一H型滑轨支座22和第三H型滑轨支座24并排固定安装在左架梁28内侧端上，第二H型滑轨支座23和第四H型滑轨支座25并排固定安装在右架梁29内侧端上，第一H型滑轨支座22和第二H型滑轨支座23相对设置，第一H型滑轨支座22所在的延长线与第二H型滑轨支座23所在的延长线位于同一直线上；第三H型滑轨支座24和第四H型滑轨支座25相对设置，第三H型滑轨支座24所在的延长线与第四H型滑轨支座25所在的延长线位于同一直线上；在第一导轨18上嵌套有若干个滑块Ⅰ，在第二导轨19上嵌套有若干个滑块Ⅱ；第一中间夹板30、第二中间夹板31以及第三中间夹板32分别通过对应地滑块Ⅰ、滑块Ⅱ与第一导轨18、第二导轨19固定连接；在伺服电机驱动齿轮轴12转动的同时带动第一齿条14和第二齿条15靠拢或分离运动，滑块Ⅰ和滑块Ⅱ分别沿着第一导轨18、第二导轨19进行滑动，使得第一中间夹板30、第二中间夹板31以及第三中间夹板32随同对应地滑块Ⅰ和滑块Ⅱ一起进行滑动。以实现第一中间夹板30与第二中间夹板31的间距以及第二中间夹板31与第三中间夹板32的间距发现相应变化。
如图6所示：在第一导轨18上嵌套有第一滑块Ⅰ201、第二滑块Ⅰ202、第三滑块Ⅰ203、第四滑块Ⅰ204、第五滑块Ⅰ205、第六滑块Ⅰ206和第七滑块Ⅰ207；在第二导轨19上嵌套有第一滑块Ⅱ211、第二滑块Ⅱ212、第三滑块Ⅱ213、第四滑块Ⅱ214、第五滑块Ⅱ215、第六滑块Ⅱ216和第七滑块Ⅱ217；在第一H型滑轨支座22的靠中间部位上固定安装有第一加强挡筋222，以及第一H型滑轨支座22上设置有一对第一扣孔Ⅰ221和一对第一扣孔Ⅱ223；且第一扣孔Ⅰ221和第一扣孔Ⅱ223分别位于第一加强挡筋222不同侧；在第二H型滑轨支座23的靠中间部位上固定安装有第二加强挡筋232，以及第二H型滑轨支座23上设置有一对第二扣孔Ⅰ231和一对第二扣孔Ⅱ233；且第二扣孔Ⅰ231和第二扣孔Ⅱ233分别位于第二加强挡筋232不同侧；在第三H型滑轨支座24的靠中间部位上固定安装有第三加强挡筋242，以及第三H型滑轨支座24上设置有一对第三扣孔Ⅰ241和一对第三扣孔Ⅱ243；且第三扣孔Ⅰ241和第三扣孔Ⅱ243分别位于第三H型滑轨支座24不同侧；在第四H型滑轨支座25的靠中间部位上固定安装有第四加强挡筋252，以及第四H型滑轨支座25上设置有一对第四扣孔Ⅰ251和一对第四扣孔Ⅱ253；且第四扣孔Ⅰ251和第四扣孔Ⅱ253分别位于第四H型滑轨支座25不同侧。第一滑块Ⅰ201的底端支座通过第一扣孔Ⅰ221和销轴与第一H型滑轨支座22固定连接，第三滑块Ⅰ203的底端支座通过第一扣孔Ⅱ223和销轴与第一H型滑轨支座22固定连接，第五滑块Ⅰ205的底端支座通过第二扣孔Ⅱ233和销轴与第二H型滑轨支座23固定连接，第七滑块Ⅰ207的底端支座通过第二扣孔Ⅰ231和销轴与第二H型滑轨支座23固定连接，第一滑块Ⅱ211的底端支座通过第三扣孔Ⅰ241和销轴与第三H型滑轨支座24固定连接，第三滑块Ⅱ213的底端支座通过第三扣孔Ⅱ243和销轴与第三H型滑轨支座24固定连接，第五滑块Ⅱ215的底端支座通过第四扣孔Ⅱ253和销轴与第四H型滑轨支座25固定连接，第七滑块Ⅱ217的底端支座通过第四扣孔Ⅰ251和销轴与第四H型滑轨支座25固定连接；
如图2～4所示：第一中间夹板30分别通过第二滑块Ⅰ202、第二滑块Ⅱ212与第一导轨18、第二导轨19固定连接；第二中间夹板31分别通过第四滑块Ⅰ204、第四滑块Ⅱ214与第一导轨18、第二导轨19固定连接；第三中间夹板32分别通过第六滑块Ⅰ206、第六滑块Ⅱ216与第一导轨18、第二导轨19固定连接。
其中：第一缓冲横梁杆331、第二缓冲横梁杆332、第三缓冲横梁杆333、第四缓冲横梁杆334；第一滑块Ⅰ201的底端支座以及第一滑块Ⅱ211的底端支座均向下与第一缓冲横梁杆331固定连接，第三滑块Ⅰ203的底端支座以及第三滑块Ⅱ213的底端支座均向下与第二缓冲横梁杆332固定连接，第五滑块Ⅰ205的底端支座以及第五滑块Ⅱ215的底端支座均向下与第三缓冲横梁杆333固定连接，第七滑块Ⅰ207的底端支座以及第七滑块Ⅱ217的底端支座均向下与第四缓冲横梁杆334固定连接；第一缓冲横梁杆331与第二缓冲横梁杆332之间固定安装有两块弹簧板Ⅰ351，第三缓冲横梁杆333与第四缓冲横梁杆334之间固定安装有两块弹簧板Ⅰ351。
如图2～4所示：在左架梁28上并排固定有多个左夹板281，在右架梁29上并排固定有多个右夹板291，且这些左夹板281、右夹板291均与第一中间夹板30、第二中间夹板31或者第三中间夹板32平行设置。
采用本发明的技术方案，左架梁28上并排的左夹板281、第一中间夹板30、第二中间夹板31、第三中间夹板32以及右架梁29上并排的右夹板291相互平行设置所形成的四块夹持区域，以实现对四组货物的夹取或者夹持；同时本发明中采用主动力装置和位于两侧的副动力装置相互配合，保证了本发明机械手夹头对不同组货物拥有足够地夹持动力。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种应用于机械手夹头的动力驱动装置，其特征在于，包括主动力装置，所述主动力装置包括主架梁(1)、连接法兰(10)、伺服电机、齿轮轴(12)、齿轮(13)、第一齿条(14)、第二齿条(15)、第一限位装置(17)和第二限位装置(16)，伺服电机通过连接法兰(10)固定在主架梁(1)上；
主架梁(1)上设置有用于并排限位第一限位装置(17)、齿轮轴(12)、第二限位装置(16)的固定带(2)，第一限位装置(17)、齿轮轴(12)和第二限位装置(16)依次并排设置，固定带(2)上依次并排设有第一圆角矩形通孔(101)、齿轮轴圆形通孔(102)和第二圆角矩形通孔(103)；
齿轮轴(12)由下往上贯穿通过固定带(2)上的齿轮轴圆形通孔(102)与伺服电机连接，以实现伺服电机通过齿轮轴(12)与齿轮(13)传动连接；
所述第一限位装置(17)是由第一限位轴(171)由下往上依次贯穿通过第一限位轴承174、第一滑轮轴173和第一垫圈(172)连接而成，且第一限位装置(17)上的第一限位轴(171)由下往上贯穿通过固定带(2)上的第一圆角矩形通孔(101)；
所述第二限位装置(16)是由第二限位轴(161)由下往上依次贯穿通过第二限位轴承164、第二滑轮轴163和第二垫圈(162)连接而成，且第二限位装置(16)上的第二限位轴(161)由下往上贯穿通过固定带(2)上的第二圆角矩形通孔(103)；
将第一齿条(14)夹设在第一限位装置(17)上的第一限位轴承174与齿轮(13)之间，第二齿条(15)夹设在第二限位装置(16)上的第二限位轴承164与齿轮(13)之间；
而且第一齿条(14)A端内侧设有的锯齿槽口与齿轮(13)相啮合，第二齿条(15)B端内侧设有的锯齿槽口与齿轮(13)相啮合；
第一齿条(14)B端与左架梁(28)固定连接，第二齿条(15)A端与右架梁(29)固定连接；
在伺服电机驱动齿轮(13)进行正向或者反向旋转过程中，第一齿条(14)与第二齿条(15)之间产生相互靠拢或者相互分离运动，从而实现左架梁(28)与右架梁(29)之间产生相互靠拢或者相互分离运动。
2.根据权利要求1中所述的一种应用于机械手夹头的动力驱动装置，其特征在于，第一圆角矩形通孔(101)、第二圆角矩形通孔(103)的宽度等于第一限位轴(171)、第二限位轴(161)的外径；
第一圆角矩形通孔(101)、第二圆角矩形通孔(103)的长度大于第一限位轴(171)、第二限位轴(161)的外径。
3.根据权利要求1或2中所述的一种应用于机械手夹头的动力驱动装置，其特征在于，还包括副动力装置，所述副动力装置包括第一双向气缸(26)、左活塞杆Ⅰ(261)、右活塞杆Ⅰ(262)、I型单肘节接头Ⅰ(263)、第二双向气缸(27)、左活塞杆Ⅱ(271)、右活塞杆Ⅱ(272)和I型单肘节接头Ⅱ(273)；
左活塞杆Ⅰ(261)和右活塞杆Ⅰ(262)分别与第一双向气缸(26)两端部嵌套配合连接，且右活塞杆Ⅰ(262)通过I型单肘节接头Ⅰ(263)与右架梁(29)内侧端上设有的支座轴Ⅰ(264)铰接，第一双向气缸(26)通过左活塞杆Ⅰ(261)与左架梁(28)内侧端固定连接；
左活塞杆Ⅱ(271)和右活塞杆Ⅱ(272)分别与第二双向气缸(27)两端部嵌套配合连接，且右活塞杆Ⅱ(272)通过I型单肘节接头Ⅱ(273)与右架梁(29)内侧端上设有的支座轴Ⅱ(274)铰接，第二双向气缸(27)通过左活塞杆Ⅱ(271)与左架梁(28)内侧端固定连接；
其中：主动力装置并排设置在副动力装置中的第一双向气缸(26)与第二双向气缸(27)中间位置上。
4.根据权利要求3中所述的一种应用于机械手夹头的动力驱动装置，其特征在于，在左架梁(28)上并排固定有多个左夹板(281，在右架梁(29)上并排固定有多个右夹板(291)，且这些左夹板(281)、右夹板(291)均与第一中间夹板(30)、第二中间夹板(31)或者第三中间夹板(32)平行设置。
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