CN107813326A - 一种抓取零部件的机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明申请涉及机械臂生产制造领域，具体公开了一种抓取零部件的机械臂，包括相互球铰接的中空的支撑柱和旋转台，支撑柱内依次设有第一活塞、挤压液、第三出液口、泄压阀、阻液门和成对的第一、第二出液口，旋转台侧面安装有中空的固定杆，固定杆内依次设有第二活塞、气囊和抓取架，抓取架末端设有吸嘴，气囊与吸嘴连通；旋转台连通有与第一、第二出液口相通的第一、第二软管，固定杆连通有与第三出液口相通的第三软管，支撑柱侧壁上设有用于控制阻液阀开合的第一控制机构和第二控制机构。本发明结构简单、制作成本低，取放零部件灵活快捷。

Description

一种抓取零部件的机械臂

技术领域

本发明涉及机械臂生产制造领域，尤其涉及一种抓取零部件的机械臂。

背景技术

机械臂可理解为具有拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置，它可将任一物件或工具按空间位置的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求，如夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行点焊或弧焊，取放机械零部件等等。

现有的取放零部件的机械臂大多安装配件多，制作成本较高，且体积较大，笨重不灵活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抓取零部件的机械臂，该机械臂结构简单、制作成本低，取放零部件灵活快捷。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种抓取零部件的机械臂，包括中空的支撑柱和中空的旋转台，所述旋转台与所述支撑柱上端球铰接，所述支撑柱下部滑动连接有第一活塞，所述第一活塞下端连接有驱动其往复运动的驱动机构，所述支撑柱上部侧壁上开有对称的第一出液口和第二出液口，所述支撑柱位于所述第一出液口或第二出液口下方的侧壁上开有第三出液口，所述支撑柱位于所述第三出液口与第一活塞之间的空腔内装有挤压液，所述旋转台相对的两个侧壁上分别连通有相互错开的第一软管和第二软管，所述第一软管与所述第一出液口连通，所述第二软管与所述第二出液口连通，所述旋转台侧面安装有中空的固定杆，所述固定杆靠近旋转台的位置连通有第三软管，所述第三软管与所述第三出液口连通，所述固定杆内滑动连接有第二活塞，所述第二活塞连接有抓取架，所述抓取架末端设有吸嘴，所述固定杆位于所述第二活塞和其自由端之间的空腔内设有气囊，所述气囊与所述吸嘴连通；所述支撑柱位于所述第一出液口与第三出液口之间的区域依次设有阻液门和泄压阀，所述支撑柱侧壁上设有用于控制阻液阀开合的第一控制机构和第二控制机构。

本基础方案的工作原理在于：使用时，第一控制机构控制阻液门关闭，泄压阀处于关闭状态，从而使第三出液口上端处于封闭状态。使驱动机构带动第一活塞在支撑柱内向上运动，第一活塞向上运动会推动挤压液向上运动，当挤压液被推动到第三出液口的位置时，由于泄压阀处于关闭状态，挤压液将只能通过第三软管进入中空的固定杆中。第一活塞继续向上运动，挤压液继续被推入固定杆中，将推动第二活塞向靠近固定杆的末端运动，第二活塞运动将带动与其连接的抓取架伸长，从而使抓取架上的吸嘴可以取放远处的零部件，第二活塞运动还会挤压固定在固定杆中的气囊，使气囊压缩，从而使气囊通过吸嘴排除气体，气囊内形成负压，为吸取零部件做准备。第一活塞仍然继续向上运动，泄压阀处的压力达到预定的泄压值后，泄压阀打开进行泄压，同时第二控制机构控制阻液门打开，挤压液将通过泄压阀和阻液门并被第一活塞推入第一软管和第二软管中，从而进入中空的旋转台中，由于第一软管和第二软管安装在旋转台相对的两侧壁上且相互错开，并且旋转台与支撑柱球铰接，挤压液通过第一软管和第二软管进入中空的旋转台中时产生的冲击力将带动旋转台进行旋转，旋转台旋转将带动与其连接的固定杆旋转，从而带动抓取架旋转至取零部件的位置。旋转台旋转后，第二控制机构控制阻液门关闭，驱动机构驱动第一活塞向下运动，当第一活塞运动至支撑柱下部时，支撑柱内形成的负压会将固定杆内的挤压液回吸至支撑柱内，挤压液被回吸后，第二活塞将在固定杆内向靠近旋转台的方向移动，第二活塞移动时，将带动与之连接的抓取架回缩，此时气囊在弹性作用力下回弹，形成的负压将使吸嘴产生吸力，从而使吸嘴在抓取架回缩时通过吸力牢固抓取住零部件。第一活塞继续向下运动至指定位置，第一控制机构控制阻液门打开，支撑柱内形成的负压会将旋转台内的挤压液通过第一软管和第二软管回吸至支撑柱内，挤压液被回吸后，旋转台将在挤压液的回吸力的作用下回转至初始位置，旋转台回转后，泄压阀泄压完成并关闭，驱动机构驱动第一活塞向上运动，第一控制机构控制阻液门关闭，第一活塞又一次推动挤压液通过第三软管进入固定杆中，随后挤压液推动第二活塞向靠近固定杆末端的方向移动，抓取架伸长至放零部件的位置，同时气囊被挤压排气，从而使吸嘴将吸取的零部件放在指定的位置。如此，重复上述操作，便可以利用此机械臂连续取放零部件。

本基础方案的有益效果在于：本方案中使用的第一软管、第二软管和第三软管既能作为挤压液进入旋转台和固定杆的通道，又能适应旋转台和固定杆的旋转，避免其对旋转台和固定杆的旋转造成阻碍；利用气囊的缩放产生吸力和吹力，从而完成对零部件的抓取和放下，不需提供额外的动力来源，结构简单，能耗低；利用挤压液产生的压力完成旋转台的旋转和抓取架的伸缩即可实现机械臂在取放零部件时位置的转换，操作简便快捷，取放物体灵活。与现有技术相比，本机械臂零部件更少，结构简单，安装简便，制作成本更低，且取放零部件更加灵活快捷。

进一步，所述第一控制机构包括第一传感器和第一控制器，所述第一传感器安装于所述支撑柱的侧壁上，所述第一控制器用于接收所述第一传感器传输的信号并控制所述阻液门的开合；所述第二控制机构包括第二传感器和第二控制器，所述第二传感器安装于所述支撑柱的侧壁上，所述第二控制器用于接收所述第二传感器传输的信号并控制所述阻液门的开合。

当第一活塞向上运动至与第一传感器接触时，第一传感器发送信号给第一控制器，第一控制器接受信号后便发出信号控制阻液门关闭，从而使第一活塞开始向上运动时，第三出液口上部处于封闭状态，当第一活塞向上运动至与第二传感器接触时，第二传感器发送信号给第二控制器，第二控制器接受信号后便发出信号控制阻液门打开，从而使挤压液能够被推入旋转台中；当第一活塞向下运动至与第二传感器再次接触时，第二传感器再次发送信号给第二控制器，从而使第二控制器控制阻液门关闭，防止在吸嘴吸取零部件前旋转台回旋，当第一活塞向下运动至与第一传感器再次接触时，第一传感器再次发送信号给第一控制器，从而使第一控制器控制阻液门打开，挤压液从旋转台回流至支撑柱内，从而带动旋转台回旋至放物体的位置。

进一步，所述第一传感器和第二传感器均为压力传感器。

压力传感器灵敏度高，检测准确，当第一活塞与压力传感器接触时，压力传感器便可以感知到第一活塞对它施加的压力，从而发出一系列的检测信号并传递给控制器。

进一步，所述驱动机构为气缸或液压缸，所述活塞与所述气缸或液压缸的活塞杆相连。

气缸和液压缸均是驱动其他机件进行往复运动的典型机件，种类繁多，可选择性高，来源广泛，价格低廉。

进一步，所述挤压液为液压油。

液压油是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质，在液压系统中具有能量传递、抗磨、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。

附图说明

图1为本发明一种抓取零部件的机械臂实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：支撑柱1、第一活塞11、液压油12、第一出液口13、第二出液口14、第三出液口15、泄压阀16、阻液门17、气缸3、活塞杆31、第一控制机构41、第二控制机构42、旋转台2、第一软管21、第二软管22、固定杆5、第三软管51、第二活塞52、抓取架6、吸嘴61、气囊7。

实施例基本如附图1所示：一种抓取零部件的机械臂，包括中空的支撑柱1和中空的旋转台2，旋转台2与支撑柱1上端球铰接，支撑柱1下部滑动连接有第一活塞11，第一活塞11下端设有驱动其往复运动的气缸3，气缸3的活塞杆31与第一活塞11相连，支撑柱1上部侧壁上开有对称的第一出液口13和第二出液口14，支撑柱1位于第一出液口13或第二出液口14下方的侧壁上开有第三出液口15，支撑柱1位于第三出液口15与第一活塞11之间的空腔内装有液压油12，旋转台2相对的两个侧壁上分别连通有相互错开的第一软管21和第二软管22，第一软管21与第一出液口13连通，第二出液口14与第二出液口14连通，旋转台2侧面安装有中空的固定杆5，固定杆5靠近旋转台2的位置连通有第三软管51，第三软管51与第三出液口15连通，固定杆5内滑动连接有第二活塞52，第二活塞52连接有抓取架6，抓取架6末端设有吸嘴61，固定杆5位于第二活塞52和其自由端之间的空腔内设有气囊7，气囊7与吸嘴61连通；支撑柱1位于第一出液口13与第三出液口15之间的区域依次设有阻液门17和泄压阀16，支撑柱1侧壁上设有用于控制阻液阀开合的第一控制机构41和第二控制机构42，第一控制机构41包括第一压力传感器和第一控制器，第一压力传感器安装于支撑柱1的侧壁上，第一控制器用于接收第一压力传感器传输的信号并控制阻液门17的开合；第二控制机构42包括第二压力传感器和第二控制器，第二压力传感器安装于支撑柱1的侧壁上，第二控制器用于接收第二压力传感器传输的信号并控制阻液门17的开合。本实施例中所用压力传感器为PT462E-5M-6型Dynisco压力传感器，所用控制器为研华UNO-2172-C22E工业控制器。

使用时，泄压阀16开始处于关闭状态，使气缸3带动第一活塞11在支撑柱1内向上运动，当第一活塞11向上运动至与第一压力传感器接触时，第一压力传感器发送信号给第一控制器，第一控制器接受信号后便发出信号控制阻液门17关闭，从而使第一活塞11开始向上运动时，第三出液口15上部处于封闭状态。第一活塞11向上运动会推动液压油12向上运动，当液压油12被推动到第三出液口15的位置时，由于泄压阀16处于关闭状态，液压油12将只能通过第三软管51进入中空的固定杆5中。第一活塞11继续向上运动，液压油12继续被推入固定杆5中，将推动第二活塞52向靠近固定杆5的末端运动，第二活塞52运动将带动与其连接的抓取架6伸长，从而使抓取架6上的吸嘴61可以取放远处的零部件，第二活塞52运动还会挤压固定在固定杆5中的气囊7，使气囊7压缩，从而使气囊7通过吸嘴61排除气体，气囊7内形成负压，为吸取零部件做准备。第一活塞11仍然继续向上运动，泄压阀16处的压力达到预定的泄压值后，泄压阀16打开进行泄压，当第一活塞11向上运动至与第二压力传感器接触时，第二压力传感器发送信号给第二控制器，第二控制器接受信号后便发出信号控制阻液门17打开，液压油12将通过泄压阀16和阻液门17并被第一活塞11推入第一软管21和第二软管22中，从而进入中空的旋转台2中，由于第一软管21和第二软管22安装在旋转台2相对的两侧壁上且相互错开，并且旋转台2与支撑柱1球铰接，液压油12通过第一软管21和第二软管22进入中空的旋转台2时产生的冲击力将带动旋转台2进行旋转，旋转台2旋转将带动与其连接的固定杆5旋转，从而带动抓取架6旋转至取零部件的位置。旋转台2旋转后，气缸3驱动第一活塞11向下运动，当第一活塞11向下运动至与第二压力传感器再次接触时，第二压力传感器再次发送信号给第二控制器，从而使第二控制器控制阻液门17关闭，防止在抓取架6上的吸嘴61吸取零部件前旋转台2已经回旋。当第一活塞11继续运动至支撑柱1下部时，支撑柱1内形成的负压会将固定杆5内的液压油12回吸至支撑柱1内，液压油12被回吸后，第二活塞52将在固定杆5内向靠近旋转台2的方向移动，第二活塞52移动时，将带动与之连接的抓取架6回缩，此时气囊7在弹性作用力下回弹，形成的负压将使吸嘴61产生吸力，从而使吸嘴61在抓取架6回缩时通过吸力牢固抓取住零部件。第一活塞11继续向下运动至与第一压力传感器再次接触时，第一压力传感器再次发送信号给第一控制器，从而使第一控制器控制阻液门17打开，阻液门17打开后，支撑柱1内形成的负压会将旋转台2内的液压油12通过第一软管21和第二软管22回吸至支撑柱1内，液压油12被回吸后，旋转台2将在液压油12的回吸力的作用下回转至初始位置，旋转台2回转后，泄压阀16泄压完成并关闭，驱动机构驱动第一活塞11向上运动并与第一压力传感器接触，从而使第一控制器控制阻液门17关闭，随后，第一活塞11又一次推动液压油12通过第三软管51进入固定杆5中，液压油12推动第二活塞52向靠近固定杆5末端的方向移动，抓取架6伸长至放零部件的位置，同时气囊7被挤压排气，从而使吸嘴61将吸取的零部件放在指定的位置。如此，重复上述操作，便可以利用此机械臂连续取放零部件。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种抓取零部件的机械臂，其特征在于：包括中空的支撑柱和中空的旋转台，所述旋转台与所述支撑柱上端球铰接，所述支撑柱下部滑动连接有第一活塞，所述第一活塞下端连接有驱动其往复运动的驱动机构，所述支撑柱上部侧壁上开有对称的第一出液口和第二出液口，所述支撑柱位于所述第一出液口或第二出液口下方的侧壁上开有第三出液口，所述支撑柱位于所述第三出液口与第一活塞之间的空腔内装有挤压液，所述旋转台相对的两个侧壁上分别连通有相互错开的第一软管和第二软管，所述第一软管与所述第一出液口连通，所述第二软管与所述第二出液口连通，所述旋转台侧面安装有中空的固定杆，所述固定杆靠近旋转台的位置连通有第三软管，所述第三软管与所述第三出液口连通，所述固定杆内滑动连接有第二活塞，所述第二活塞连接有抓取架，所述抓取架末端设有吸嘴，所述固定杆位于所述第二活塞和其自由端之间的空腔内设有气囊，所述气囊与所述吸嘴连通；所述支撑柱位于所述第一出液口与第三出液口之间的区域依次设有阻液门和泄压阀，所述支撑柱侧壁上设有用于控制阻液阀开合的第一控制机构和第二控制机构。

2.根据权利要求1所述的一种抓取零部件的机械臂，其特征在于：所述第一控制机构包括第一传感器和第一控制器，所述第一传感器安装于所述支撑柱的侧壁上，所述第一控制器用于接收所述第一传感器传输的信号并控制所述阻液门的开合；所述第二控制机构包括第二传感器和第二控制器，所述第二传感器安装于所述支撑柱的侧壁上，所述第二控制器用于接收所述第二传感器传输的信号并控制所述阻液门的开合。

3.根据权利要求2所述的一种抓取零部件的机械臂，其特征在于：所述第一传感器和第二传感器均为压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种抓取零部件的机械臂，其特征在于：所述驱动机构为气缸或液压缸，所述第二活塞与所述气缸或液压缸的活塞杆相连。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种抓取零部件的机械臂，其特征在于：所述挤压液为液压油。