CN107378924A - 龙门式剪叉抓取机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及龙门机械手，尤其涉及龙门式剪叉抓取机械手。其包括龙门竖架、移动横梁和移动滑座，所述龙门竖架为上部设有顶部梁体的两侧立架式结构，所述移动横梁架装在顶部梁体上，所述龙门竖架后端设有固定梁架，所述固定梁架上安装有与移动横梁两端连接的X轴皮带驱动机构，所述移动横梁通过X轴皮带驱动机构实现在顶部梁体上的X轴方向直线运动；所述移动横梁上安装有Y轴皮带驱动机构。本发明的优点在于通过龙门竖架上的三个轴的皮带驱动机构，实现了高效平稳的三轴直线运动，从而将机械手末端置于指定抓取位置，动作迅捷、定位精确可靠。

Description

龙门式剪叉抓取机械手

技术领域

本发明涉及龙门机械手，尤其涉及龙门式剪叉抓取机械手。

背景技术

随着科技的发展，电在人们日常生活中的应用越来越广泛，使电能表被大规模普及使用，为了方便对电能表进行管理，在电能表存放过程中，通常是将电能表先放到纸质周转箱中，然后将周装箱放置到密集架货位上进行存储，现在这种密集架货位通常数量庞大，通过现有的人工操作方式，处理效率低、出入库反映速度慢、难以对纸质周转箱的存储过程进行有效的管理和监控，不方便数字化管理，难以满足高效大批量出库要求。现在急需一种智能高效且可对密集架货位上的纸质周转箱快速出入库的龙门式剪叉抓取机械手。

发明内容

本发明要解决的问题是如何克服现有技术的不足，提供龙门式剪叉抓取机械手。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：龙门式剪叉抓取机械手，包括龙门竖架、移动横梁和移动滑座，所述龙门竖架为上部设有顶部梁体的两侧立架式结构，所述移动横梁架装在顶部梁体上，所述龙门竖架后端设有固定梁架，所述固定梁架上安装有与移动横梁两端连接的X轴皮带驱动机构，所述移动横梁通过X轴皮带驱动机构实现在顶部梁体上的X轴方向直线运动；所述移动横梁上安装有Y轴皮带驱动机构，所述移动滑座通过直线滑轨装置安装在移动横梁上，所述移动滑座通过Y轴皮带驱动机构实现在移动横梁上的Y轴方向直线运动；所述移动滑座上部设有Z轴皮带驱动机构，所述移动滑座下部连接有伸缩剪叉机构，所述伸缩剪叉机构下部连接有底部装载框装置，所述底部装载框装置通过Z轴皮带驱动机构并在伸缩剪叉机构导向作用下实现Z轴方向直线运动。

进一步，所述顶部梁体上设有轮轨装置，所述移动横梁两端设有横梁滚轮机构，所述横梁滚轮机构可在轮轨装置上进行滚动。

进一步，所述X轴皮带驱动机构包括第一减速电机装置、长轴皮带传动机构、驱动长轴、第一驱动带轮和第一驱动皮带，所述第一减速电机装置固定安装在固定梁架上，所述第一减速电机装置通过长轴皮带传动机构与驱动长轴连接，所述驱动长轴两端固定在龙门竖架两侧，驱动长轴两端均设有第一驱动带轮，所述第一驱动皮带通过支撑轮安装在两侧顶部梁体上并通过第一驱动带轮驱动，两侧第一驱动皮带带体上均固定安装有与移动横梁端部固定连接的驱动连板。

进一步，所述Y轴皮带驱动机构包括第二减速电机装置、第二驱动带轮和第二驱动皮带，所述第二减速电机装置固定安装在移动横梁端部，所述第二驱动带轮设在第二减速电机装置输出端，第二驱动皮带通过支撑轮安装在移动横梁上并通过第二驱动带轮驱动，第二驱动皮带带体上也固定安装有与移动滑座固定连接的驱动连板。

进一步，所述Z轴皮带驱动机构包括第三减速电机装置、第三驱动带轮、第三驱动皮带、多槽皮带轮、左提拉皮带条、右提拉皮带条和变向导轮装置，所述移动滑座为方框式结构，所述第三减速电机装置和多槽皮带轮相邻固定安装在移动滑座上部，所述移动滑座左右两侧均设有变向导轮装置，第三减速电机装置通过其端部设有第三驱动带轮与多槽皮带轮连接，左提拉皮带条和右提拉皮带条的一端均分别固定绕装在多槽皮带轮的不同轮槽中，左提拉皮带条和右提拉皮带条的另一端均绕过移动滑座上的变向导轮装置分别与底部装载框装置的左右两侧固定连接。

进一步，所述底部装载框装置上还设有光电位置检测装置。

进一步，所述底部装载框装置为侧部开口式结构，所述底部装载框装置内部下侧设有双伸货叉装置。

进一步，所述左提拉皮带条与右提拉皮带条在多槽皮带轮的槽位上的绕装方向相反。

本发明的优点在于通过三个轴的皮带驱动机构协同动作，实现了高效平稳的三轴直线复合运动，从而将机械手末端置于指定抓取位置，动作迅捷、定位精确可靠，且其中的Z轴皮带驱动机构应用了伸缩剪叉机构，使通过左提拉皮带条及左提拉皮带条进行提拉的底部装载框装置可平稳地进行竖向运动，防止运动过程中出现晃动，可有效缩短双伸货叉的动作准备时间，提高了设备的可靠性程度，极大提高了电表周转箱的出入库效率。本发明通过轻巧灵活可调的皮带驱动式抓取治具，可紧密配合生产节拍，实现出入库过程自动化，大大减少人力并实现人机结合，安全可靠，成本低。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1中A位置的放大图；

图3是图1中B位置的放大图；

图4是Z轴皮带驱动机构31和横梁滑轨2间的安装结构侧视图；

图5是Z轴皮带驱动机构31中各皮带的布置关系简图。

具体实施方式

图1～5所示，龙门式剪叉抓取机械手，包括龙门竖架1、移动横梁2和移动滑座3，所述龙门竖架1为上部设有顶部梁体11的两侧立架式结构，所述移动横梁2架装在顶部梁体11上，所述龙门竖架1后端设有固定梁架12，所述固定梁架12上安装有与移动横梁2两端连接的X轴皮带驱动机构13，所述移动横梁2通过X轴皮带驱动机构13实现在顶部梁体11上的X轴方向直线运动；所述移动横梁2上安装有Y轴皮带驱动机构21，所述移动滑座3通过直线滑轨装置安装在移动横梁2上，所述移动滑座3通过Y轴皮带驱动机构21实现在移动横梁2上的Y轴方向直线运动；所述移动滑座3上部设有Z轴皮带驱动机构31，所述移动滑座3下部连接有伸缩剪叉机构32，所述伸缩剪叉机构32下部连接有底部装载框装置33，所述底部装载框装置33通过Z轴皮带驱动机构31并在伸缩剪叉机构32导向作用下实现Z轴方向直线运动。所述X轴皮带驱动机构13、Y轴皮带驱动机构21及Z轴皮带驱动机构31均可自控制系统作用下独立运动。

所述顶部梁体11上设有轮轨装置111，所述移动横梁2两端设有横梁滚轮机构22，所述横梁滚轮机构22可在轮轨装置111上进行滚动。所述X轴皮带驱动机构13包括第一减速电机装置131、长轴皮带传动机构132、驱动长轴133、第一驱动带轮134和第一驱动皮带135，所述第一减速电机装置131固定安装在固定梁架12上，所述第一减速电机装置131通过长轴皮带传动机构132与驱动长轴133连接，所述驱动长轴133两端固定在龙门竖架1两侧，驱动长轴133两端均设有第一驱动带轮134，所述第一驱动皮带135通过支撑轮安装在两侧顶部梁体11上并通过第一驱动带轮134驱动，两侧第一驱动皮带135带体上均固定安装有与移动横梁2端部固定连接的驱动连板。在实际动作过程中，所述第一驱动皮带135被安装在两侧的顶部梁体11上，安装方式可以是通过辅助支撑轮进行安装，两侧第一驱动皮带135通过同一根驱动长轴133进行驱动，实现同步回转，且由于第一驱动皮带135通过驱动连板与移动横梁2连接，从而可实现第一驱动皮带135对移动横梁2的带动，实现纵向的X轴方向直线运动。

所述Y轴皮带驱动机构21包括第二减速电机装置211、第二驱动带轮212和第二驱动皮带213，第二减速电机装置211固定安装在移动横梁2端部，所述第二驱动带轮212设在第二减速电机装置211输出端，第二驱动皮带213通过支撑轮安装在移动横梁2上并通过第二驱动带轮212驱动，第二驱动皮带213带体上也固定安装有与移动滑座3固定连接的驱动连板。与纵向的X轴方向直线运动类似，横向的Y轴直线运动是通过第二驱动皮带213带动移动滑座3实现的，第二驱动皮带213也可以通过辅助支撑轮沿移动横梁2长度方向安装在移动横梁2上，同时第二驱动皮带213是与移动滑座3固定相连的，从而第二驱动皮带213运动可带动移动滑座3横向运动，实现横向的Y轴方向直线运动。

所述Z轴皮带驱动机构31包括第三减速电机装置311、第三驱动带轮312、第三驱动皮带313、多槽皮带轮314、左提拉皮带条315、右提拉皮带条316和变向导轮装置317，所述移动滑座3为方框式结构，所述第三减速电机装置311和多槽皮带轮314相邻固定安装在移动滑座3上部，所述移动滑座3左右两侧均设有变向导轮装置317，第三减速电机装置311通过其端部设有第三驱动带轮312与多槽皮带轮314连接，左提拉皮带条315和右提拉皮带条316的一端均分别固定绕装在多槽皮带轮314的不同轮槽中，左提拉皮带条315和右提拉皮带条316的另一端均绕过移动滑座3上的变向导轮装置317分别与底部装载框装置33的左右两侧固定连接。通过中间的多槽皮带轮314对第三减速电机装置311的输出动力进行中转，一部分通过固定绕在多槽皮带轮314的相应槽位上的左提拉皮带条315进行动力传递，另一部通过固定绕在多槽皮带轮314的剩余槽位上的右提拉皮带条316进行动力传递，在底部装载框装置33上升的过程中，多槽皮带轮314运转而使左提拉皮带条315和右提拉皮带条316同时向多槽皮带轮314上旋绕，使底部装载框装置33被向上提起，同时伸缩剪叉机构32收缩，避免底部装载框装置33上升过程中出现晃动。底部装载框装置33下降时，主要是通过底部装载框装置33和伸缩剪叉机构32自身的重力实现的，被多槽皮带轮314驱动的左提拉皮带条315和右提拉皮带条316同时松出，底部装载框装置33下移，从而实现了竖向的Z轴直线运动。

所述底部装载框装置33上还设有光电位置检测装置。所述底部装载框装置33为侧部开口式结构，所述底部装载框装置33内部下侧设有双伸货叉装置331。所述左提拉皮带条315与右提拉皮带条316在多槽皮带轮314的槽位上的绕装方向相反。在实际的安装过程中，多槽皮带轮314可设五个槽位，中间槽位与第三驱动皮带313连接以实现动力输入，位于中间槽位两侧的两个对称槽位均绕装左提拉皮带条315，最外侧的两个对称槽位均反向绕装右提拉皮带条316，这样的安装方式保证了传动要求。

实际运行时，将本设备安装在电表密集柜仓库中，可通过控制系统控制X轴皮带驱动机构13、Y轴皮带驱动机构21及Z轴皮带驱动机构31依次动作，从而使移动滑座3底部通过伸缩剪叉机构32连接的底部装载框装置33位于指定的纸质周转箱处，然后底部装载框装置33上的光电位置检测装置可检测前方的周转箱位置，接着双伸货叉装置331外伸，将密集柜中指定位置的周转箱置于双伸货叉装置331的货叉上，双伸货叉装置331收缩后，可使周转箱置于底部装载框装置33内，这样周转箱的抓取动作完成，控制系统再次控制X轴皮带驱动机构13、Y轴皮带驱动机构21及Z轴皮带驱动机构31依次动作，从而将底部装载框装置33就近定位到密集柜仓库的传送带运送系统的相应位置处，双伸货叉装置331动作，使底部装载框装置33中的周转箱置于传送带运送系统，通过传送带运送系统可实现周转箱整个运送过程。同理，在将传送带运送系统中指定位置上的周转箱存放到密集柜的指定存放位置时，X轴皮带驱动机构13、Y轴皮带驱动机构21及Z轴皮带驱动机构31也可在控制系统作用下，将周转箱置于密集柜的指定存放位置，从而实现自动化的周转箱出入库过程。当然上述只说明了本技术方案的一种应用方式，本领域技术人员可结合自身行业经验和有关现有技术并结合本实施方式根据需要实现其他功能过程。

本发明以满足电表周装箱在仓储密集柜中出入库的自动化需求为基础，以节省人工，降低工人劳动强度为条件，力求作业人员便捷的操作与维护，使设备具有良好的经济性、安全性、可操作性，且通过皮带驱动的方式具有较高的可靠性，抓取治具设计轻巧灵活可调，紧密配合生产节拍，实现出入库过程自动化，大大减少人力并实现人机结合，安全可靠，成本低。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.龙门式剪叉抓取机械手，包括龙门竖架、移动横梁和移动滑座，其特征在于：所述龙门竖架为上部设有顶部梁体的两侧立架式结构，所述移动横梁架装在顶部梁体上，所述龙门竖架后端设有固定梁架，所述固定梁架上安装有与移动横梁两端连接的X轴皮带驱动机构，所述移动横梁通过X轴皮带驱动机构实现在顶部梁体上的X轴方向直线运动；所述移动横梁上安装有Y轴皮带驱动机构，所述移动滑座通过直线滑轨装置安装在移动横梁上，所述移动滑座通过Y轴皮带驱动机构实现在移动横梁上的Y轴方向直线运动；所述移动滑座上部设有Z轴皮带驱动机构，所述移动滑座下部连接有伸缩剪叉机构，所述伸缩剪叉机构下部连接有底部装载框装置，所述底部装载框装置通过Z轴皮带驱动机构并在伸缩剪叉机构导向作用下实现Z轴方向直线运动。

2.根据权利要求1所述的龙门式剪叉抓取机械手，其特征在于：所述顶部梁体上设有轮轨装置，所述移动横梁两端设有横梁滚轮机构，所述横梁滚轮机构可在轮轨装置上进行滚动。

3.根据权利要求1所述的龙门式剪叉抓取机械手，其特征在于：所述X轴皮带驱动机构包括第一减速电机装置、长轴皮带传动机构、驱动长轴、第一驱动带轮和第一驱动皮带，所述第一减速电机装置固定安装在固定梁架上，所述第一减速电机装置通过长轴皮带传动机构与驱动长轴连接，所述驱动长轴两端固定在龙门竖架两侧，驱动长轴两端均设有第一驱动带轮，所述第一驱动皮带通过支撑轮安装在两侧顶部梁体上并通过第一驱动带轮驱动，两侧第一驱动皮带带体上均固定安装有与移动横梁端部固定连接的驱动连板。

4.根据权利要求1所述的龙门式剪叉抓取机械手，其特征在于：所述Y轴皮带驱动机构包括第二减速电机装置、第二驱动带轮和第二驱动皮带，所述第二减速电机装置固定安装在移动横梁端部，所述第二驱动带轮设在第二减速电机装置输出端，第二驱动皮带通过支撑轮安装在移动横梁上并通过第二驱动带轮驱动，第二驱动皮带带体上也固定安装有与移动滑座固定连接的驱动连板。

5.根据权利要求1所述的龙门式剪叉抓取机械手，其特征在于：所述Z轴皮带驱动机构包括第三减速电机装置、第三驱动带轮、第三驱动皮带、多槽皮带轮、左提拉皮带条、右提拉皮带条和变向导轮装置，所述移动滑座为方框式结构，所述第三减速电机装置和多槽皮带轮相邻固定安装在移动滑座上部，所述移动滑座左右两侧均设有变向导轮装置，第三减速电机装置通过其端部设有第三驱动带轮与多槽皮带轮连接，左提拉皮带条和右提拉皮带条的一端均分别固定绕装在多槽皮带轮的不同轮槽中，左提拉皮带条和右提拉皮带条的另一端均绕过移动滑座上的变向导轮装置分别与底部装载框装置的左右两侧固定连接。

6.根据权利要求1或5所述的龙门式剪叉抓取机械手，其特征在于：所述底部装载框装置上还设有光电位置检测装置。

7.根据权利要求1或5所述的龙门式剪叉抓取机械手，其特征在于：所述底部装载框装置为侧部开口式结构，所述底部装载框装置内部下侧设有双伸货叉装置。

8.根据权利要求5所述的龙门式剪叉抓取机械手，其特征在于：所述左提拉皮带条与右提拉皮带条在多槽皮带轮的槽位上的绕装方向相反。