CN107914283B - 一种防爆特种机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防爆特种机械手，涉及特种防爆设备领域，包括机械手本体、防爆手控盒以及防爆电气底座，机械手本体包括伸缩手臂、升降旋转轴以及防护壳。伸缩手臂包括滑动容置台、防护罩、伸缩杆以及夹取手，升降旋转轴包括升降机构、容置主轴、转动机构以及升降架，容置主轴的一端具有一容置内腔，转动机构容置在容置内腔中并转动连接于滑动容置台的中部，且转动机构电连接于防爆手控盒，容置主轴的另一端固定连接于升降机构，升降机构滑动连接于升降架并与防爆手控盒电连接，升降架固定连接于防护壳的内壁。相较于现有技术，本发明提供的一种防爆特种机械手，结构简单，能够多角度进行操作。

Description

一种防爆特种机械手

技术领域

本发明涉及特种防爆设备领域，具体而言，涉及一种防爆特种机械手。

背景技术

长期以来，国家对各类爆炸性物品生产环境的设备设计及制造标准定义较为严格，在实际工业设备的设计制造中，主要以气动、液压、及符合爆炸性环境电气认证指标的防爆电机作为设备动力，但在某些生产场合，需要进行精确、柔性的运动控制，即基于防爆安全前提下数控设备的研发制造成为未来特种行业设备的发展趋势。

根据GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》规范规定，目前我国等同于国际电工委员会标准的现行标准《可燃性粉尘环境用电气设备第一部分：用外壳和限制表面温度保护的电气设备第一节：电气设备的技术要求》GB12476.1的DIPA22或者DIPB22(IP54)电气设备(含电动机)适应于F2类危险环境场所选用。其中F2类为在不正常情况下形成爆炸性混合物可能性较小的爆炸危险的场所。

经发明人调研发现，现有的防爆行业设备结构复杂，操作困难，且运动过程笨重，无法全方位地进行移动。

目前在F2类场所尚无机械手案例。有鉴于此，设计制造出一种结构简单、能够多角度进行操作的全方位移动的方便机械手就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防爆机械手，其结构简单，能够多角度进行操作。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种防爆特种机械手，包括机械手本体、防爆手控盒以及防爆电气底座，机械手本体包括伸缩手臂、升降旋转轴以及防护壳，伸缩手臂转动连接于升降旋转轴的顶端，升降旋转轴远离伸缩手臂的一端伸入防护壳中，防护壳固定连接在防爆电气底座的顶部；防爆手控盒固定连接于防护壳并分别与伸缩手臂和升降旋转轴电连接。伸缩手臂包括滑动容置台、防护罩、伸缩杆以及夹取手，滑动容置台转动连接于升降旋转轴的顶端，防护罩滑动设置在滑动容置台上，伸缩杆的一端伸入防护罩，另一端可拆卸地连接于夹取手，夹取手电连接于防爆手控盒。升降旋转轴包括升降机构、容置主轴、转动机构以及升降架，容置主轴的一端具有一容置内腔，转动机构容置在容置内腔中并转动连接于滑动容置台的中部，且转动机构电连接于防爆手控盒，容置主轴的另一端固定连接于升降机构，升降机构滑动连接于升降架并与防爆手控盒电连接，升降架固定连接于防护壳的内壁。

进一步地，伸缩手臂还包括转动组件，防护罩具有一防护内腔，转动组件容置在防护内腔中并与伸缩轴伸入防护罩的部分可拆卸连接，且转动组件与防爆手控盒电连接。

进一步地，转动组件包括旋转轴电机、连杆机构以及封装块，旋转电机固定设置在防护内腔的一端并与防爆手控盒电连接，连杆机构的一端固定连接于旋转轴电机的输出轴，另一端可拆卸地连接于伸缩轴，封装块固定设置在防护内腔的另一端并套设在伸缩轴上。

进一步地，伸缩手臂还包括伸缩组件，滑动容置台上设置有第一滑轨，防护罩滑动设置在第一滑轨上，伸缩组件容置在滑动容置台中并与防护罩连接，用于带动防护罩沿第一滑轨滑动。

进一步地，伸缩组件包括伸缩轴电机、第一驱动带以及第一定滑轮，伸缩轴电机固定连接于滑动容置台的一端并具有一输出转盘，第一定滑轮固定连接于滑动容置台的另一端，第一驱动带的两端分别套设在输出转盘和第一定滑轮上并与防护罩固定连接。

进一步地，夹取手包括第一指尖、第二指尖以及夹取控制盒，夹取控制盒可拆卸地连接于伸缩杆并与防爆手控盒电连接，第一指尖转动连接于夹取控制盒的一侧，第二指尖转动连接于夹取控制盒的另一侧并与第一指尖相对设置。

进一步地，第一指尖与第二指尖均呈弧形，第一指尖远离夹取控制盒的一端呈球面状，第二指尖远离夹取控制盒的一端呈球面状。

进一步地，转动机构包括旋转盘和转盘电机，转盘电机容置在容置内腔中并与容置主轴固定连接，且转盘电机具有一输出轴，输出轴与旋转盘的中部固定连接，以带动旋转盘转动，旋转盘固定连接于滑动容置台。

进一步地，升降机构包括升降台和升降组件，升降架上具有第二滑轨，升降台滑动连接于第二滑轨，升降台固定连接于容置主轴的底部，升降组件连接于升降架，用于带动升降台沿第二滑轨滑动。

一种防爆特种机械手，包括机械手本体、防爆手控盒、防爆电气底座以及供电装置，机械手本体包括伸缩手臂、升降旋转轴以及防护壳，伸缩手臂转动连接于升降旋转轴的顶端，升降旋转轴远离伸缩手臂的一端伸入防护壳中，防护壳固定连接在防爆电气底座的顶部。防爆手控盒固定连接于防护壳并分别与伸缩手臂和升降旋转轴电连接。伸缩手臂包括滑动容置台、防护罩、伸缩杆以及夹取手，滑动容置台转动连接于升降旋转轴的顶端，防护罩滑动设置在滑动容置台上，伸缩杆的一端伸入防护罩，另一端可拆卸地连接于夹取手，夹取手电连接于防爆手控盒。升降旋转轴包括升降机构、容置主轴、转动机构以及升降架，容置主轴的一端具有一容置内腔，转动机构容置在容置内腔中并转动连接于滑动容置台的中部，且转动机构电连接于防爆手控盒，容置主轴的另一端固定连接于升降机构，升降机构滑动连接于升降架并与防爆手控盒电连接，升降架固定连接于防护壳的内壁。供电装置包括多个电池，多个电池均匀设置在防爆电器底座内，以向防爆手控盒供电。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种防爆特种机械手，滑动容置台转动连接于转动机构，转动机构容置在容置主轴中并与升降机构连接，升降机构滑动连接于升降架，使得升降机构能够上下滑动并带动容置主轴上下滑动。同时防护罩滑动设置在滑动容置台上，伸缩杆的一端伸入防护罩，另一端可拆卸地连接于夹取手，通过夹取手可夹取危险爆炸性药粉等物质。在实际运行过程中，伸缩手臂可通过防护罩的滑动实现伸缩功能，升降旋转轴和通过升降机构实现升降，同时伸缩手臂可相对升降旋转轴旋转，从而使得设置在伸缩杆上的夹取手能够全方位地进行移动，且运动过程灵活，操作性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的方便特种机械手的结构示意图；

图2为图1中伸缩手臂的分解结构示意图；

图3为图1中伸缩手臂的整体结构示意图；

图4为图1中升降旋转轴的分解结构示意图。

图标：10-防爆特种机械手；100-机械手本体；110-伸缩手臂；111-滑动容置台；113-防护罩；115-伸缩杆；117-夹取手；118-转动组件；1181-旋转轴电机；1183-连杆机构；1185-封装块；119-伸缩组件；1191-伸缩轴电机；1193-第一驱动带；1195-第一定滑轮；130-升降旋转轴；131-升降机构；1311-升降台；1313-升降组件；133-容置主轴；135-转动机构；1351-旋转盘；1353-转盘电机；137-升降架；150-防护壳；200-防爆手控盒；300-防爆电气底座。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

参见图1，本实施例提供了一种防爆特种机械手10，包括机械手本体100、防爆手控盒200以及防爆电气底座300，机械手本体100连接于防爆电气底座300，防爆手控盒200连接于所述机械手本体100的外侧壁。

机械手本体100包括伸缩手臂110、升降旋转轴130以及防护壳150，伸缩手臂110转动连接于升降旋转轴130的顶端，升降旋转轴130远离伸缩手臂110的一端伸入防护壳150中，防护壳150固定连接在防爆电气底座300的顶部。防爆手控盒200固定连接于防护壳150并分别与伸缩手臂110和升降旋转轴130电连接。

在本实施例中，伸缩手臂110、升降旋转轴130以及防护壳150的连接处均采用了防水密封处理，其防水等级达到了IP65。使得该防爆特种机械手10在使用过程中无需担心进水问题，进一步提高了设备使用的安全性。

在本实施例中，防爆电气底座300中具有沉重块，以使该防爆特种机械手10的整体重心降低，避免在运行过程中被冲击倾倒。

需要说明的是，防爆手控盒200中设置有操作系统，能够对伸缩手臂110和升降旋转轴130进行控制，以调整伸缩手臂110和升降旋转轴130的位置。

结合参见图2和图3，伸缩手臂110包括滑动容置台111、防护罩113、伸缩杆115、夹取手117、转动组件118以及伸缩组件119，滑动容置台111转动连接于升降旋转轴130的顶端，防护罩113滑动设置在滑动容置台111上，伸缩杆115的一端伸入防护罩113，另一端可拆卸地连接于夹取手117，夹取手117电连接于防爆手控盒200。防护罩113具有一防护内腔，转动组件118容置在防护内腔中并与伸缩轴伸入防护罩113的部分可拆卸连接，且转动组件118与防爆手控盒200电连接。滑动容置台111上设置有第一滑轨，防护罩113滑动设置在第一滑轨上，伸缩组件119容置在滑动容置台111中并与防护罩113连接，用于带动防护罩113沿第一滑轨滑动。

转动组件118包括旋转轴电机1181、连杆机构1183以及封装块1185，旋转电机固定设置在防护内腔的一端并与防爆手控盒200电连接，连杆机构1183的一端固定连接于旋转轴电机1181的输出轴，另一端可拆卸地连接于伸缩轴，封装块1185固定设置在防护内腔的另一端并套设在伸缩轴上。

在本实施例中，连杆机构1183包括两根对称设置的扭矩杆，在旋转电机的输出轴转动的过程中，两根扭矩杆均作圆周运动，并带动另一端的伸缩轴转动，通过两根扭矩杆的设置，使得扭矩的传递更加平滑。

伸缩组件119包括伸缩轴电机1191、第一驱动带1193以及第一定滑轮1195，伸缩轴电机1191固定连接于滑动容置台111的一端并具有一输出转盘，第一定滑轮1195固定连接于滑动容置台111的另一端，第一驱动带1193的两端分别套设在输出转盘和第一定滑轮1195上并与防护罩113固定连接。

在本实施例中，防护罩113的底部设置有滑动块，该滑动块滑动设置在第一滑轨上，第一驱动带1193水平设置并与滑动块固定连接，当伸缩轴电机1191的输出转盘转动时，带动第一驱动带1193运动，从而使得防护罩113沿第一滑轨滑动。

夹取手117包括第一指尖、第二指尖以及夹取控制盒，夹取控制盒可拆卸地连接于伸缩杆115并与防爆手控盒200电连接，第一指尖转动连接于夹取控制盒的一侧，第二指尖转动连接于夹取控制盒的另一侧并与第一指尖相对设置。

在本实施例中，第一指尖与第二指尖均呈弧形，第一指尖远离夹取控制盒的一端呈球面状，第二指尖远离夹取控制盒的一端呈球面状。

参加图4，升降旋转轴130包括升降机构131、容置主轴133、转动机构135以及升降架137，容置主轴133的一端具有一容置内腔，转动机构135容置在容置内腔中并转动连接于滑动容置台111的中部，且转动机构135电连接于防爆手控盒200，容置主轴133的另一端固定连接于升降机构131，升降机构131滑动连接于升降架137并与防爆手控盒200电连接，升降架137固定连接于防护壳150的内壁。

转动机构135包括旋转盘1351和转盘电机1353，转盘电机1353容置在容置内腔中并与容置主轴133固定连接，且转盘电机1353具有一输出轴，输出轴与旋转盘1351的中部固定连接，以带动旋转盘1351转动，旋转盘1351固定连接于滑动容置台111。

升降机构131包括升降台1311和升降组件1313，升降架137上具有第二滑轨，升降台1311滑动连接于第二滑轨，升降台1311固定连接于容置主轴133的底部，升降组件1313连接于升降架137，用于带动升降台1311沿第二滑轨滑动。防护壳150罩设在升降架137外，并将容置主轴133和升降组件1313包覆其中，起到保护的作用。

升降组件1313包括驱动电机、第二定滑轮以及第二驱动带，驱动电机设置在升降架137的一端，第二定滑轮设置在升降架137的另一端，第二驱动带分别套设在驱动电机和第二定滑轮上，同时第二驱动带竖直设置并与升降台1311固定连接，在驱动电机的带动下，第二驱动带在竖直方向上运动，从而带动升降台1311沿竖直方向运动，进而带动容置主轴133在竖直方向上运动。

综上所述，本实施例提供了一种防爆特种机械手10，其工作原理如下：通过防爆手控盒200中操作系统对升降旋转轴130进行控制，控制驱动电机输出，带动第二驱动带运动，从而带动容置主轴133沿竖直方向运动，控制转盘电机1353输出，带动转盘转动，从而带动滑动容置台111相对容置主轴133转动。再通过防爆手控盒200中的操作系统对伸缩手臂110进行控制，控制伸缩轴电机1191输出，带动第一驱动带1193运动，从而带动防护罩113沿水平方向运动，将夹取手117移动至夹取物附近，控制旋转轴电机1181输出，带动伸缩管转动，从而调整夹取手117的旋转角度，方便通过夹取手117夹持夹取物。同时该方便特种机械手的各个部件的连接处均采用了防水密封处理，其防水等级达到了IP65。相较于现有技术，本实施例提供的一种防爆特种机械手10，防水效果好，结构简单，能够多角度、多方位进行操作，适用性更强。

第二实施例

本实施例提供了一种防爆特种机械手10，其基本结构和远离及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。与第一实施例相比，本实施例的不同之处在于增加了供电装置(图未示)。

防爆特种机械手10包括机械手本体100、防爆手控盒200、防爆电气底座300以及供电装置，机械手本体100连接于防爆电气底座300，防爆手控盒200连接于所述机械手本体100的外侧壁，同时供电装置容置在防爆电气底座300内部。

机械手本体100包括伸缩手臂110、升降旋转轴130以及防护壳150，伸缩手臂110转动连接于升降旋转轴130的顶端，升降旋转轴130远离伸缩手臂110的一端伸入防护壳150中，防护壳150固定连接在防爆电气底座300的顶部。防爆手控盒200固定连接于防护壳150并分别与伸缩手臂110和升降旋转轴130电连接。伸缩手臂110包括滑动容置台111、防护罩113、伸缩杆115以及夹取手117，滑动容置台111转动连接于升降旋转轴130的顶端，防护罩113滑动设置在滑动容置台111上，伸缩杆115的一端伸入防护罩113，另一端可拆卸地连接于夹取手117，夹取手117电连接于防爆手控盒200。升降旋转轴130包括升降机构131、容置主轴133、转动机构135以及升降架137，容置主轴133的一端具有一容置内腔，转动机构135容置在容置内腔中并转动连接于滑动容置台111的中部，且转动机构135电连接于防爆手控盒200，容置主轴133的另一端固定连接于升降机构131，升降机构131滑动连接于升降架137并与防爆手控盒200电连接，升降架137固定连接于防护壳150的内壁。

供电装置包括多个电池，多个电池均匀设置在防爆电器底座内，以向防爆手控盒200供电。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防爆特种机械手，其特征在于，包括机械手本体、防爆手控盒以及防爆电气底座，所述机械手本体包括伸缩手臂、升降旋转轴以及防护壳，所述伸缩手臂转动连接于所述升降旋转轴的顶端，所述升降旋转轴远离所述伸缩手臂的一端伸入所述防护壳中，所述防护壳固定连接在所述防爆电气底座的顶部；所述防爆手控盒固定连接于所述防护壳并分别与所述伸缩手臂和所述升降旋转轴电连接；所述防爆电气底座中具有沉重块；

所述伸缩手臂包括滑动容置台、防护罩、伸缩杆以及夹取手，所述滑动容置台转动连接于所述升降旋转轴的顶端，所述防护罩滑动设置在所述滑动容置台上，所述伸缩杆的一端伸入所述防护罩，另一端可拆卸地连接于所述夹取手，所述夹取手电连接于所述防爆手控盒，所述防护罩具有防水性，所述夹取手用于夹取危险爆炸性物质；

所述升降旋转轴包括升降机构、容置主轴、转动机构以及升降架，所述容置主轴的一端具有一容置内腔，所述转动机构容置在所述容置内腔中并转动连接于所述滑动容置台的中部，且所述转动机构电连接于所述防爆手控盒，所述容置主轴的另一端固定连接于所述升降机构，所述升降机构滑动连接于所述升降架并与所述防爆手控盒电连接，所述升降架固定连接于所述防护壳的内壁。

2.根据权利要求1所述的防爆特种机械手，其特征在于，所述伸缩手臂还包括转动组件，所述防护罩具有一防护内腔，所述转动组件容置在所述防护内腔中并与所述伸缩杆伸入所述防护罩的部分可拆卸连接，且所述转动组件与所述防爆手控盒电连接。

3.根据权利要求2所述的防爆特种机械手，其特征在于，所述转动组件包括旋转轴电机、连杆机构以及封装块，所述旋转轴电机固定设置在所述防护内腔的一端并与所述防爆手控盒电连接，所述连杆机构的一端固定连接于所述旋转轴电机的输出轴，另一端可拆卸地连接于所述伸缩杆，所述封装块固定设置在所述防护内腔的另一端并套设在所述伸缩杆上。

4.根据权利要求1所述的防爆特种机械手，其特征在于，所述伸缩手臂还包括伸缩组件，所述滑动容置台上设置有第一滑轨，所述防护罩滑动设置在所述第一滑轨上，所述伸缩组件容置在所述滑动容置台中并与所述防护罩连接，用于带动所述防护罩沿所述第一滑轨滑动。

5.根据权利要求4所述的防爆特种机械手，其特征在于，所述伸缩组件包括伸缩轴电机、第一驱动带以及第一定滑轮，所述伸缩轴电机固定连接于所述滑动容置台的一端并具有一输出转盘，所述第一定滑轮固定连接于所述滑动容置台的另一端，所述第一驱动带的两端分别套设在所述输出转盘和所述第一定滑轮上并与所述防护罩固定连接。

6.根据权利要求1所述的防爆特种机械手，其特征在于，所述夹取手包括第一指尖、第二指尖以及夹取控制盒，所述夹取控制盒可拆卸地连接于所述伸缩杆并与所述防爆手控盒电连接，所述第一指尖转动连接于所述夹取控制盒的一侧，所述第二指尖转动连接于所述夹取控制盒的另一侧并与所述第一指尖相对设置。

7.根据权利要求6所述的防爆特种机械手，其特征在于，所述第一指尖与所述第二指尖均呈弧形，所述第一指尖远离所述夹取控制盒的一端呈球面状，所述第二指尖远离所述夹取控制盒的一端呈球面状。

8.根据权利要求1所述的防爆特种机械手，其特征在于，所述转动机构包括旋转盘和转盘电机，所述转盘电机容置在所述容置内腔中并与所述容置主轴固定连接，且所述转盘电机具有一输出轴，所述输出轴与所述旋转盘的中部固定连接，以带动所述旋转盘转动，所述旋转盘固定连接于所述滑动容置台。

9.根据权利要求1所述的防爆特种机械手，其特征在于，所述升降机构包括升降台和升降组件，所述升降架上具有第二滑轨，所述升降台滑动连接于所述第二滑轨，所述升降台固定连接于所述容置主轴的底部，所述升降组件连接于所述升降架，用于带动所述升降台沿所述第二滑轨滑动。

10.一种防爆特种机械手，其特征在于，包括机械手本体、防爆手控盒、防爆电气底座以及供电装置，所述机械手本体包括伸缩手臂、升降旋转轴以及防护壳，所述伸缩手臂转动连接于所述升降旋转轴的顶端，所述升降旋转轴远离所述伸缩手臂的一端伸入所述防护壳中，所述防护壳固定连接在所述防爆电气底座的顶部；所述防爆手控盒固定连接于所述防护壳并分别与所述伸缩手臂和所述升降旋转轴电连接；

所述伸缩手臂包括滑动容置台、防护罩、伸缩杆以及夹取手，所述滑动容置台转动连接于所述升降旋转轴的顶端，所述防护罩滑动设置在所述滑动容置台上，所述伸缩杆的一端伸入所述防护罩，另一端可拆卸地连接于所述夹取手，所述夹取手电连接于所述防爆手控盒，所述防护罩具有防水性，所述夹取手用于夹取危险爆炸性物质；

所述升降旋转轴包括升降机构、容置主轴、转动机构以及升降架，所述容置主轴的一端具有一容置内腔，所述转动机构容置在所述容置内腔中并转动连接于所述滑动容置台的中部，且所述转动机构电连接于所述防爆手控盒，所述容置主轴的另一端固定连接于所述升降机构，所述升降机构滑动连接于所述升降架并与所述防爆手控盒电连接，所述升降架固定连接于所述防护壳的内壁；

所述供电装置包括多个电池，多个所述电池均匀设置在所述防爆电气底座内，以向所述防爆手控盒供电。

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