CN107813344B - 一种机械手负载平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，具体涉及一种机械手负载平衡装置，包括纵向转动装置、横向摇臂以及负载平衡器；纵向转动装置与转动体的旋转中心连接，且随转动体同步转动，横向摇臂一端与纵向转动装置顶端固定连接，负载平衡器固定设置于横向摇臂另一端，且与工装转动连接；其中，负载平衡器为弹簧平衡器。本发明克服现有技术中所存在的技术问题，提出一种机械手负载平衡装置，将用于对织物进行抓取的工装重量自机械手的负载范围内排除，使得机械手的负载能力完全用来实现织物的抓取，降低了机械手的成本，并且提高机械手的工作效率。

Description

一种机械手负载平衡装置

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体涉及一种机械手负载平衡装置。

背景技术

随着计算机和自动化技术的发展，机械手被普遍应用在工业生产中，用来代替人工操作。在现有的复合纤维织物加工技术领域中，通过机械手配合工装的使用将裁切完成的织物在不改变其形状的前提下进行抓取堆叠，堆叠至指定的厚度和形状后，通过一定的方式形成所需的结构件形状。

在实际的工作中，工装的重量以及织物的重量均在机械手的负载范围内，这就使得当对织物进行抓取的工装重量过重时，降低了机械手对织物的抓取能力，比如，机械手的负载极限值为150KG，工装质量为100KG，则机械手所能抓取的织物质量仅为50KG，上述问题无形中增加了机械手的成本，同时也降低了机械手的工作效率。

鉴于上述现有的用于对织物进行抓取的机械手所存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种机械手负载平衡装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中所存在的技术问题，而提出了一种机械手负载平衡装置，将用于对织物进行抓取的工装重量自机械手的负载范围内排除，使得机械手的负载能力完全用来实现织物的抓取，降低了机械手的成本，并且提高机械手的工作效率。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种机械手负载平衡装置，用于对机械手末端所连工装的重量进行平衡，机械手至少具有在水平方向内转动的转动体，以及用于固定工装的臂节；

机械手负载平衡装置包括纵向转动装置、横向摇臂以及负载平衡器；纵向转动装置与转动体的旋转中心连接，且随转动体同步转动，横向摇臂一端与纵向转动装置顶端固定连接，负载平衡器固定设置于横向摇臂另一端，且与工装转动连接；其中，负载平衡器为弹簧平衡器。

进一步地，纵向转动装置包括下连接座、上连接座以及连接套筒；

下连接座与转动体固定连接，上连接座与横向摇臂一端固定连接，连接套筒分别与下连接座和上连接座连接，用于进行动力的传输。

进一步地，套筒两端均设置有截面非圆的卡槽，下连接座和上连接座与连接套筒的连接处均设置有与卡槽截面相同的凸块，通过卡槽与凸块的卡合，实现下连接座和上连接座与连接套筒的连接。

进一步地，纵向转动装置还包括支架，用于固定上连接座的高度，且与上连接座转动连接。

进一步地，下连接座与连接套筒之间还设置有弹性体，弹性体用于在连接座的高度一定的情况下，实现下连接座和上连接座与连接套筒之间的弹性连接。

进一步地，弹性体包括弹性段和连接段，其中，连接段顶部设置有凸块，底部设置有卡槽，弹性段设置于连接段底部，且其中心位置设置有供位于下连接座顶部的凸块穿设的孔位。

进一步地，弹性段为弹簧和/或橡胶结构。

进一步地，负载平衡器与工装连接的一端设置有“ㄇ”型连接架，“ㄇ”型连接架的顶端与弹簧平衡器末端连接，“ㄇ”型连接架的两支脚分居臂节两侧，且与工装通过轴承转动连接。

进一步地，支架上设置有支座，支座通过轴承与上连接座外围转动连接。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：

本发明中的机械手负载平衡装置，通过平衡吊的方式将用于对织物进行抓取的工装重量自机械手的负载范围内排除，且通过更换不同蓄能值的弹簧平衡器，可实现多种工装的重量抵消，使得机械手的负载能力完全用来实现织物的抓取，降低机械手的采购成本，整个平衡装置原理简单，易于实现，且工作可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中机械手负载平衡装置的结构示意图；

图2为上连接座与支架和横向摇臂的连接示意图；

图3为负载平衡器与工装的连接示意图；

图4为纵向转动装置的结构示意图；

图5为弹性体的结构示意图；

附图标记：纵向转动装置1、下连接座11、上连接座12、连接套筒13、弹性体14、弹性段14a、连接段14b、支架15、支座15a、横向摇臂2、负载平衡器3、转动体4、臂节5。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，一种机械手负载平衡装置，用于对机械手末端所连工装的重量进行平衡，机械手至少具有在水平方向内转动的转动体4，以及用于固定工装的臂节5；具体的，机械手负载平衡装置包括纵向转动装置1、横向摇臂2以及负载平衡器3；纵向转动装置1与转动体4的旋转中心连接，且随转动体4同步转动，横向摇臂2一端与纵向转动装置1顶端固定连接，负载平衡器3固定设置于横向摇臂2另一端，且与工装转动连接；其中，负载平衡器3为弹簧平衡器，弹簧平衡器的蓄能值可根据工装的重量决定，弹簧平衡器可直接采购，使用方式简单。

为了提高纵向转动装置1的刚性，同时降低其加工难度，将其分别三部分，包括下连接座11、上连接座12以及连接套筒13；下连接座11与转动体4固定连接，上连接座12与横向摇臂2一端固定连接，连接套筒13分别与下连接座11和上连接座12连接，用于进行动力的传输。其中，套筒13两端均设置有截面为六边形的卡槽，下连接座11和上连接座12与连接套筒13的连接处均设置有与卡槽截面相同的凸块，通过卡槽与凸块的卡合，实现下连接座11和上连接座12与连接套筒13的连接，通过六边形形状可使得下连接座11在随转动体4的转动过程中将转动动力传输给上连接座12，从而带动横向摇臂2转动，从而实现整个平衡装置随机械手的同步运动，二者实现同步运动，上述同步运动能够有效的保证工装在使用的过程中不受到整个平衡装饰所施加的外力，而仅在机械手的带动下执行织物的拾取动作。

为了进一步保证纵向转动装置1在高度较高时仍能保证平稳的工作，纵向转动装置1还包括支架15，用于固定上连接座12的高度，且与上连接座12转动连接，支架15用于对整个纵向转动装置1进行有效的支撑，支架15上设置有支座15a，支座15a通过轴承与上连接座12外围转动连接。

当上连接座12的高度确定后，在下连接座11与连接套筒13之间还设置有弹性体14，弹性体14用于在连接座12的高度一定的情况下，实现下连接座11和上连接座12与连接套筒13之间的弹性连接，弹性的连接关系改善了动力的传输，使得动力的传输过程更加平稳，且避免了因刚性接触面之间的连接导致的设备磨损和噪音问题。

弹性体14包括弹性段14a和连接段14b，其中，连接段14b顶部设置有凸块，底部设置有卡槽，弹性段14a设置于连接段14b底部，且其中心位置设置有供位于下连接座11顶部的凸块穿设的孔位，弹性段14a作为过渡件，为弹簧和橡胶结构的组合体，其中弹性段14a上部为橡胶结构，底部为弹簧结构，橡胶结构连接连接段14b底部与弹簧顶部，通过二者结构的组合使得在缓冲的过程中存在更多的缓冲梯度，且橡胶能够吸收一定的扭力，从而保证传动的平稳性。

为了保证负载平衡器3与工装连接的平稳性，负载平衡器3与工装连接的一端设置有“ㄇ”型连接架31，“ㄇ”型连接架31的顶端与弹簧平衡器末端连接，“ㄇ”型连接架31的两支脚分居臂节5两侧，且与工装通过轴承转动连接，两支脚的设置使得支撑点关于工装的旋转中心分散设置，且避免了与臂节5的干涉，轴承的设置使得工装不受到来自负载平衡器3的扭力，即在保证重量被抵消的同时，其正常工作不受任何影响。

在机械手工作时，纵向转动装置1带动横向摇臂2随时机械手的转动体4同步转动，而负载平衡器3与工装转动连接，保证负载平衡器3在转动的过程中，工装仅受到机械手对其施加的力，而负载平衡器3在工装上部通过自身的蓄能值抵消掉工装的重量，从而使得机械手的负载能力完全用来实现织物的抓取，降低机械手的采购成本，整个平衡装置原理简单，易于实现，且工作可靠，更具实用价值。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种机械手负载平衡装置，用于对机械手末端所连工装的重量进行平衡，所述机械手至少具有在水平方向内转动的转动体（4），以及用于固定所述工装的臂节（5）；

其特征在于，机械手负载平衡装置包括纵向转动装置（1）、横向摇臂（2）以及负载平衡器（3）；所述纵向转动装置（1）与所述转动体（4）的旋转中心连接，且随所述转动体（4）同步转动，所述横向摇臂（2）一端与所述纵向转动装置（1）顶端固定连接，所述负载平衡器（3）固定设置于所述横向摇臂（2）另一端，且与所述工装转动连接；其中，所述负载平衡器（3）为弹簧平衡器；

所述纵向转动装置（1）包括下连接座（11）、上连接座（12）以及连接套筒（13）；

所述下连接座（11）与所述转动体（4）固定连接，所述上连接座（12）与所述横向摇臂（2）一端固定连接，所述连接套筒（13）分别与所述下连接座（11）和上连接座（12）连接，用于进行动力的传输；

所述下连接座（11）与所述连接套筒（13）之间还设置有弹性体（14），所述弹性体用于在所述上连接座（12）的高度一定的情况下，实现所述下连接座（11）和上连接座（12）与所述连接套筒（13）之间的弹性连接；

所述负载平衡器（3）与所述工装连接的一端设置有“ㄇ”型连接架（31），所述“ㄇ”型连接架（31）的顶端与所述弹簧平衡器末端连接，所述“ㄇ”型连接架（31）的两支脚分居所述臂节（5）两侧，且与所述工装通过轴承转动连接。

2.根据权利要求1所述的机械手负载平衡装置，其特征在于，所述连接套筒（13）两端均设置有截面非圆的卡槽，所述下连接座（11）和上连接座（12）与所述连接套筒（13）的连接处均设置有与所述卡槽截面相同的凸块，通过所述卡槽与所述凸块的卡合，实现所述下连接座（11）和上连接座（12）与所述连接套筒（13）的连接。

3.根据权利要求2所述的机械手负载平衡装置，其特征在于，所述纵向转动装置（1）还包括支架（15），所述支架（15）用于固定所述上连接座（12）的高度，且与所述上连接座（12）转动连接。

4.根据权利要求1所述的机械手负载平衡装置，其特征在于，所述弹性体（14）包括弹性段（14a）和连接段（14b），其中，所述连接段（14b）顶部设置有凸块，底部设置有卡槽，所述弹性段（14a）设置于所述连接段（14b）底部，且其中心位置设置有供位于所述下连接座（11）顶部的凸块穿设的孔位。

5.根据权利要求4所述的机械手负载平衡装置，其特征在于，所述弹性段（14a）为弹簧和/或橡胶结构。

6.根据权利要求3所述的机械手负载平衡装置，其特征在于，所述支架（15）上设置有支座（15a），所述支座（15a）通过轴承与所述上连接座（12）外围转动连接。