CN107598894A - 一种双凸轮驱动机械手 - Google Patents

Abstract

本发明的一种双凸轮驱动机械手包括驱动机构、传动机构、抓取机构。驱动机构包括驱动电机、第一驱动凸轮、第二驱动凸轮、传动转轴，第一驱动凸轮与第二驱动凸轮设于传动转轴上，驱动电机通过传动转轴驱动第一驱动凸轮与第二驱动凸轮同时转动。传动机构包括前后驱动组件、升降驱动组件、第一驱动凸轮通过前后驱动组件驱动抓取机构沿水平方向前后移动，第二驱动凸轮通过升降驱动组件驱动抓取机构沿垂直方向升降运动。本发明的一种双凸轮驱动机械手，通过设置驱动机构、传动机构、抓取机构，通过单一动力源进行驱动，在保证机械手性能的同时，简化了机械手的传动机构、缩短开发周期、降低了设计成本并简化了机械控制系统，提高了生产效率。

Description

一种双凸轮驱动机械手

技术领域

本发明涉及一种产品机械手传输技术领域，特别是涉及一种双凸轮驱动的机械手。

背景技术

随着社会的不断发展和科技的不断进步，机械化、自动化生产已经逐渐成为发展趋势。如今自动化生产线取代劳动密集型的生产方式已经是大势所趋。

作为取代人手而实现各个工位之间放搬运功能的机械手，是自动化设备中很重要的一部分。具有节省人工、提高效率、提高安全性等众多有点，相应的，机械手对其驱动部件的要求较高，为保证其精密性，面临着机械控制系统繁杂、开发周期长、开发设计成本高等问题，如何解决这些问题提高生产效率，是自动化生产进步的关键。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种双凸轮驱动机械手，提升自动化生产线上的生产效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种双凸轮驱动机械手，其特征在于，包括：驱动机构、传动机构、抓取机构；

所述驱动机构包括：驱动电机、第一驱动凸轮、第二驱动凸轮、传动转轴，所述第一驱动凸轮与所述第二驱动凸轮安装于所述传动转轴上，所述驱动电机通过所述传动转轴驱动所述第一驱动凸轮与所述第二驱动凸轮同时转动；

所述传动机构包括：前后驱动组件、升降驱动组件、所述第一驱动凸轮通过所述前后驱动组件驱动所述抓取机构沿水平方向前后移动，所述第二驱动凸轮通过所述升降驱动组件驱动所述抓取机构沿垂直方向升降运动；

所述抓取机构包括：机械手固定座、前后滑动组件、升降滑动组件、取出爪，所述取出爪安装于所述升降滑动组件上，所述升降滑动组件与所述前后滑动组件连接，所述前后滑动组件安装于所述机械手固定座上。

在其中一个实施例中，所述前后驱动组件包括：前后驱动座、旋转曲柄、调节螺杆，所述前后驱动座与所述第一驱动凸轮驱动连接，所述旋转曲柄具有两个曲柄旋转端与一个曲柄固定端，所述曲柄固定端与所述机械手固定座铰接，所述前后驱动座与所述旋转曲柄其中一个所述曲柄旋转端铰接，所述调节螺杆具有螺杆旋转端与螺杆调节端，所述螺杆旋转端与另一个所述曲柄旋转端铰接，所述螺杆调节端与所述前后滑动组件铰接。

在其中一个实施例中，所述升降驱动组件包括：升降传动板、导向连杆，中间转轴，所述中间转轴两端具有铰接连杆。

在其中一个实施例中，所述升降传动板与所述第二驱动凸轮驱动连接，所述导向连杆具有连杆固定端以及连杆导向端，所述连杆固定端安装于所述升降传动板上，连杆导向端与中间转轴其中一端的铰接连杆铰接，升降滑动组件与中间转轴另一端的铰接连杆铰接。

在其中一个实施例中，所述传动转轴其中一端设有光电编码器。

在其中一个实施例中，所述前滑动组件以及所述升降滑动组件为滑轨。

本发明的一种双凸轮驱动机械手，通过设置驱动机构、传动机构、抓取机构，通过单一动力源进行驱动，在保证机械手性能的同时，简化了机械手的传动机构、缩短了开发周期、降低了设计成本并简化了机械控制系统，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的双凸轮驱动机械手的结构图(一)；

图2为本发明一实施例的双凸轮驱动机械手的结构图(二)；

图3为本发明一实施例的抓取机构结构图(一)；

图4为本发明一实施例的抓取机构结构图(二)。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1和图2，本发明的一种双凸轮驱动机械手10，包括：驱动机构100、传动机构200、抓取机构300。驱动机构100包括：驱动电机110、第一驱动凸轮120、第二驱动凸轮130、传动转轴140，第一驱动凸轮120与第二驱动凸轮130安装于传动转轴140上，驱动电机110通过传动转轴140驱动第一驱动凸轮120与第二驱动凸轮130同时转动。传动转轴140其中一端设有光电编码器150。

传动机构200包括：前后驱动组件210、升降驱动组件220、第一驱动凸轮120通过前后驱动组件210驱动抓取机构300沿水平方向前后移动，第二驱动凸轮130通过升降驱动组件220驱动抓取机构300沿垂直方向升降运动。

请一并参阅图3和图4，抓取机构300包括：机械手固定座310、前后滑动组件320、升降滑动组件330、取出爪340，前后滑动组件320以及升降滑动组件330为滑轨。取出爪340安装于升降滑动组件330上，升降滑动组件330与前后滑动组件320连接，前后滑动组件320安装于机械手固定座310上。

前后驱动组件210包括：前后驱动座211、旋转曲柄212、调节螺杆213，前后驱动座211与第一驱动凸轮120驱动连接，旋转曲柄212具有两个曲柄旋转端214与一个曲柄固定端215，曲柄固定端215与机械手固定座310铰接，前后驱动座211与旋转曲柄212其中一个曲柄旋转端214铰接，调节螺杆213具有螺杆旋转端216与螺杆调节端217，螺杆旋转端216与另一个曲柄旋转端214铰接，螺杆调节端217与前后滑动组件320铰接。

进一步的，前后驱动座211与第一驱动凸轮120之间通过中间连接杆121驱动连接。

在本实施例中，当第一驱动凸轮120处于推程阶段时，驱动机构100的驱动电机110通过传动转轴140带动第一驱动凸轮120旋转，从而驱动前后驱动组件210中的前后驱动座211上升，促使旋转曲柄212以曲柄固定端215为圆心发生旋转，带动与旋转曲柄212曲柄旋转端214铰接的调节螺杆213随之发生旋转，从而使铰接于调节螺杆213的螺杆调节端217的前后滑动组件320水平向前移动，前后滑动组件320带着升降滑动组件330以及取出爪340水平向前移动到预计位置。

随着驱动电机110继续旋转，第一驱动凸轮120进入回程阶段，此时第一驱动凸轮120驱动前后驱动组件210中的前后驱动座211下降，促使旋转曲柄212以曲柄固定端215为圆心发生反转，带动与旋转曲柄212曲柄旋转端214铰接的调节螺杆213随之发生反转，从而拉动铰接于调节螺杆213的螺杆调节端217的前后滑动组件320水平向后移动，前后滑动组件320带着升降滑动组件330以及取出爪340恢复到初始位置。

升降驱动组件220包括：升降传动板221、导向连杆222、中间转轴223，升降传动板221与第二驱动凸轮130驱动连接，导向连杆222具有连杆固定端224以及连杆导向端225，连杆固定端224安装于升降传动板221上，中间转轴223两端具有铰接连杆226，连杆导向端225与中间转轴223其中一端的铰接连杆226铰接，升降滑动组件330与中间转轴223另一端的铰接连杆226铰接。

进一步的，升降传动板221与第二驱动凸轮130通过驱动连接杆131驱动连接。

在本实施例中，当第二驱动凸轮130处于推程阶段时，驱动机构100的驱动电机110通过传动转轴140带动第二驱动凸轮130旋转，从而驱动升降驱动组件220中的升降传动板221上升，升降传动板221带动导向连杆222随之上升，导向连杆222通过中间转轴223上的铰接连杆226带动中间转轴223发生旋转，中间转轴223通过铰接连杆226驱动升降滑动组件330垂直上升，升降滑动组件330带动抓取机构300垂直上升。

随着驱动电机110继续旋转，第二驱动凸轮130进入回程阶段，此时第二驱动凸轮130驱动驱动升降驱动组件220中的升降传动板221下降，升降传动板221带动导向连杆222随之下降，导向连杆222通过中间转轴223上的铰接连杆226带动中间转轴223发生反转，中间转轴223通过铰接连杆226驱动升降滑动组件330垂直下降，升降滑动组件330带动抓取机构300恢复初始位置。

在第一驱动凸轮120和第二驱动凸轮130的共同作用下，抓取机构300首先垂直下降对产品进行吸附，然后上升回到原位，随后水平前移，到达水平前最远处时，抓取机构300垂直下降，放置好产品后垂直上升，最后水平后退回到初始位置。

需要说明的是，驱动电机110继续旋转通过传动转轴140同时带动第一驱动凸轮120和第二驱动凸轮130旋转，当第一驱动凸轮120处于推程角内旋转状态即抓取机构300处于水平向前运动状态时，第二驱动凸轮130处于近休止角内旋转状态即抓取机构300处于上升最高点处；当第一驱动凸轮120处于回程角内旋转状态即抓取机构300处于水平缩回运动状态时，第二驱动凸轮130也是处于近休止角内旋转状态即抓取机构300处于上升最高点处。

当第一驱动凸轮120处于近休止角内旋转状态即抓取机构位于初始位置时，第二驱动凸轮130转动经过推程角以及回程角即抓取机构300完成一次垂直下降和垂直上升动作，抓取机构300下降到最低点位置时对产品进行吸附；相应的，当第一驱动凸轮120处于远休止角内旋转状态时即抓取机构位于水平前移最远处时，第二驱动凸轮130同样转动经过推程角以及回程角即抓取机构300完成一次垂直下降和垂直上升动作，此次抓取机构300下降到最低点位置时松开产品，完成产品的转移动作。

本发明的一种双凸轮驱动机械手10，通过设置驱动机构100、传动机构200、抓取机构300，通过单一动力源进行驱动，在保证机械手性能的同时，简化了机械手的传动机构、缩短了开发周期、降低了设计成本并简化了机械控制系统，提高了生产效率。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种双凸轮驱动机械手，其特征在于，包括：驱动机构、传动机构、抓取机构；

所述驱动机构包括：驱动电机、第一驱动凸轮、第二驱动凸轮、传动转轴，所述第一驱动凸轮与所述第二驱动凸轮安装于所述传动转轴上，所述驱动电机通过所述传动转轴驱动所述第一驱动凸轮与所述第二驱动凸轮同时转动；

所述传动机构包括：前后驱动组件、升降驱动组件、所述第一驱动凸轮通过所述前后驱动组件驱动所述抓取机构沿水平方向前后移动，所述第二驱动凸轮通过所述升降驱动组件驱动所述抓取机构沿垂直方向升降运动；

所述抓取机构包括：机械手固定座、前后滑动组件、升降滑动组件、取出爪，所述取出爪安装于所述升降滑动组件上，所述升降滑动组件与所述前后滑动组件连接，所述前后滑动组件安装于所述机械手固定座上。

2.根据权利要求1所述的一种双凸轮驱动机械手，其特征在于，所述前后驱动组件包括：前后驱动座、旋转曲柄、调节螺杆，所述前后驱动座与所述第一驱动凸轮驱动连接，所述旋转曲柄具有两个曲柄旋转端与一个曲柄固定端，所述曲柄固定端与所述机械手固定座铰接，所述前后驱动座与所述旋转曲柄其中一个所述曲柄旋转端铰接，所述调节螺杆具有螺杆旋转端与螺杆调节端，所述螺杆旋转端与另一个所述曲柄旋转端铰接，所述螺杆调节端与所述前后滑动组件铰接。

3.根据权利要求1所述的一种双凸轮驱动机械手，其特征在于，所述升降驱动组件包括：升降传动板、导向连杆，中间转轴，所述中间转轴两端具有铰接连杆。

4.根据权利要求3所述的一种双凸轮驱动机械手，其特征在于，所述升降传动板与所述第二驱动凸轮驱动连接，所述导向连杆具有连杆固定端以及连杆导向端，所述连杆固定端安装于所述升降传动板上，连杆导向端与中间转轴其中一端的铰接连杆铰接，升降滑动组件与中间转轴另一端的铰接连杆铰接。

5.根据权利要求1所述的一种双凸轮驱动机械手，其特征在于，所述传动转轴其中一端设有光电编码器。

6.根据权利要求1所述的一种双凸轮驱动机械手，其特征在于，所述前后滑动组件以及所述升降滑动组件为滑轨。