CN108544515A - 可控机构式机械手 - Google Patents

Abstract

本发明申请属于轴承加工技术领域，具体公开了一种可控机构式机械手，包括工作台，工作台上设有第一滑槽，第一滑槽内滑动连接有底板，底板上设有垂直于第一滑槽的第二滑槽，第二滑槽内滑动设有支板，其中，还包括多根横杆、多根竖杆和多个转轴，所述支板上设有两个竖板，两个竖板上端设有转杆，转杆上固定有横板，竖板上设有控制转杆转动的电机。与现有技术相比，本机械手能够快速固定轴承和快速卸下轴承，使轴承的后续加工效率大大提高；可随意移动轴承的位置，便于轴承的后续加工；还能够对较多的轴承同时加工，对多种尺寸的轴承进行固定，大大提高了设备的使用效率。

Description

可控机构式机械手

技术领域

本发明属于轴承加工技术领域，具体公开了一种可控机构式机械手。

背景技术

轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数(friction coefficient)，并保证其回转精度(accuracy)。

轴承在生产制造完成之后，需要进行清洗、检测、涂油等后续加工，此时需要将轴承在清洗、检测、涂油等工序间移送，现有的方法是通过机械手进行移动，机械手的尺寸是根据被移送产品的外形尺寸来进行设计的，从而适应不同型号的产品。当移动不同尺寸的轴承产品时，需要更换成相应的机械手，由于机械手结构比较复杂，从而导致更换时间较长，设备停止运行的时间较长，造成设备使用效率降低，也导致轴承的后续加工效率较低。

发明内容

本发明的目的在提供一种可控机构式机械手，以解决轴承加工设备利用率低，轴承加工效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：可控机构式机械手，包括工作台，工作台上设有第一滑槽，第一滑槽内滑动连接有底板，底板上设有垂直于第一滑槽的第二滑槽，第二滑槽内滑动设有支板，其中，还包括多根横杆、多根竖杆和多个转轴，所述支板上设有两个竖板，两个竖板上端设有转杆，转杆上固定有横板，竖板上设有控制转杆转动的电机；

横板上设有十字形的第三滑槽，十字形的第三滑槽每个方向内均滑动设有滑块；多根横杆相互平行设置，多根竖杆相互平行设置，多根横杆和多根竖杆交叉设置成网状，形成网状的横杆和竖杆四角分别与滑块转动连接，竖杆和横杆交叉处均通过转轴转动连接；第三滑槽远离十字形中心处沿滑块的滑动方向均设置了气缸，所述气缸的活塞杆与滑块固定连接；

竖杆和横杆交叉处上端固定有轴承固定单元，所述轴承固定单元包括固定在横杆和竖杆交叉处上端的底块，所述底块上固定有支杆，所述支杆垂直于横杆和竖杆所在的平面；支杆远离底块的一端内部设有空腔，空腔内沿支杆的径向滑动设有多个滑动块，底块上沿支杆的一圈固定有第一气囊，第一气囊内设有用于撑起第一气囊的弹性件，支杆内设有连通第一气囊和空腔的第一通道；第一气囊远离底块的一端设有磁块，底块上设有通电与磁块相吸的电磁铁；所述滑动块内设有与空腔连通的腔道，滑动块上朝向底块的一侧滑动设有与腔道连通的移动块；支杆外部包裹有第二气囊，空腔上远离支杆的中心处设有与第二气囊连通的第二通道。

本基础方案的工作原理在于：在轴承初步加工好之后，需要进行后续加工时，可采用本机械手进行固定夹持。本机械手使用前，先通过气缸控制滑块移动，从而拉动横杆和竖杆转动，使横杆和竖杆形成的网尽可能的呈矩形状。然后将加工好的轴承套置在支杆上，若在套置过程中轴承没有对准支杆，没有套置在支杆上，则会经横杆和竖杆组成的网孔落到横板上。

轴承套置在支杆上将会沿支杆下移，当下移至支杆底部时，将会压缩第一气囊，由于第一气囊和空腔通过第一通道连通，气囊内的空气将会经第一通道转移至空腔内，空腔内滑动连接有多个滑动块，空气进入空腔后会推动滑动块沿远离支杆中心处滑出。由于多个滑动块沿支杆的径向设置，空腔设置在支杆远离底块的一端，多个滑动块滑出之后将会在支杆远离底块的一端形成阻挡部。给电磁铁通电，电磁铁通电产生的磁力将会与磁块吸附，从而使弹性件被压缩，第一气囊始保持压缩状态。当空腔内被充满空气时，滑动块一端已经伸出空腔，此时空气将会进入腔道，推动移动块向底块方向伸出腔道，同时部分还会经第一通道进入第二气囊中，第二气囊包裹在支块外，第二气囊充气将会对轴承内孔进行支撑。

启动电机，使转杆转动一周，转杆将会带动横板转动一周，之前掉落至横板上的轴承将会在横板转动过程中，掉落至支板上，可从支板上收集没有套置在支杆上的轴承。横板转动一周将会带动支杆远离底块的一端朝下，从而使支杆上的轴承在重力作用下沿支杆向远离底板的一端移动。由于滑动块伸出空腔，滑动块将会阻挡轴承从支杆上滑出。同时轴承滑动至滑动块处，将会压缩移动块，从而使腔道内的空气经第二通道进入第二气囊，使第二气囊进一步膨胀对轴承内孔进行支撑，使得轴承将为牢固的固定在支杆上。

此时可根据需要，在第一滑槽内滑动底板，在第二滑槽内滑动支板，由于第一滑槽和第二滑槽垂直，可使轴承沿工作台横向或者纵向滑动，便于完成轴承的后续加工。另外，还可以通过气缸调整滑块在第三滑槽内的位置，从而改变横杆和竖杆所形成的网的形状，便于将轴承固定单元上的轴承往一个方向集中，进一步便于完成轴承的后续加工。

待轴承的后续加工完成后，给电磁铁断电，第一气囊将会在弹性件的作用下膨胀，从而将空腔、腔道、第二气囊内的气体吸入第一气囊中，从而使移动块收回到腔道内，滑动块收回至空腔内，第二气囊压缩；再次通过电机转动转杆，转杆带动横板转动，可使所有轴承沿支杆掉落至支板上，从支板上可收集完成后续加工的轴承。

本基础方案的有益效果在于：

1、对轴承进行固定时，将其套置在支杆上，给电磁铁通电、启动电机转动轴杆，即可完成将轴承固定在轴承单元上，整个过程操作简单、省力，可大大提高轴承后续加工的效率。

2、横杆和竖杆的交叉处均设有轴承固定单元，多根横杆和多根竖杆将会形成一个网状，其交叉处较多，因此轴承固定单元也比较多，可使每次所能固定的轴承数量较多，进一步提高了轴承后续加工的效率。

3、轴承固定单元通过轴承的内孔处对轴承固定，同时通过第二气囊对轴承的内孔抵紧，一方面避免轴承在固定时受损，另一方面大大节省了轴承固定的空间，便于对轴承进行后续加工；同时可固定多种尺寸的轴承，使得设备使用效率大大提升。

4、通过移动四个滑块可改变轴承固定单元的位置，从而改变轴承的位置，便于对轴承进行加工；在轴承完成后续加工之后，通过对电磁铁断电和转动转杆，即可实现将所有轴承快速从轴承固定单元上取出，大大节省了轴承后续加工的时间。

与现有技术相比，本机械手能够快速固定轴承和快速卸下轴承，使轴承的后续加工效率大大提高；可随意移动轴承的位置，便于轴承的后续加工；还能够对较多的轴承同时加工，对多种尺寸的轴承进行固定，大大提高了设备的使用效率。

进一步，所述竖板上设有矩形框，矩形框内垂直于支板的边均设有齿条，矩形框内设有半齿轮，齿条的长度大于半齿轮的直径；竖板上设有沿垂直于支板的方向滑动设有滑板，所述滑板与半齿轮的一侧贴合，转杆穿过滑板与滑板转动连接，转杆两端与半齿轮的中心处固定，电机固定在滑板上并通过传动带带动转杆转动。

电机控制转杆转动时，转杆将会带动半齿轮转动，半齿轮与齿条啮合，半齿轮转动将会在矩形框内沿垂直于支板的方向移动，半齿轮移动将会带动滑板随之移动。由于齿条的长度大于半齿轮的直径，半齿轮转动一周的过程中，半齿轮在矩形框内上下往复一次。由于半齿轮由转杆带动，转杆转动一周将会使横板以及横板上所有的轴承固定单元随之转动，横板随转杆转动需要一定空间，横板转动时在半齿轮作用下滑板上移，从而时横板位置升高，更利于横板的转动；横板转动一周后，轴承固定单元恢复朝上的位置，此时在半齿轮的带动下横板又会下移，使轴承固定单元的位置降低，更利于轴承的后续加工。

进一步，所述支板上位于两个竖板之间设有收置盒。轴承加工前横板转动时，掉落在横板上的轴承可掉落到收置盒，可便于此部分轴承的收置。轴承加工后横板转动时，支杆上加工好的轴承会全部掉落至收置盒内，也便于对加工后的轴承进行收集。

进一步，所述滑动块为四个，四个滑动块沿支块的径向均匀分布。四个滑动块便于设置，四个滑动块伸出空腔也可以对轴承进行有效阻挡。

进一步，所述第一气囊上远离底块的一端固定有圆环片，所述支杆位于圆环片内部，磁块设置在圆环片上。圆环片便于第一气囊的压缩，也便于第一气囊在弹性件的作用下膨胀。

进一步，所述第一通道、第二通道均为多个，所述弹性件为弹簧。第一通道、第二通道均为多个可便于空气在空腔、腔道、第一气囊、第二气囊中快速转移，更利于轴承固定单元快速对轴承进行固定。采用弹簧作为弹性件则可便于第一气囊的压缩和膨胀。

附图说明

图1是本发明可控机构式机械手实施例的主视图；

图2是位于支板以上结构的俯视图；

图3是轴承固定单元的纵向截面图；

图4是竖板的侧视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：工作台10、第一滑槽11、底板12、第二滑槽13、支板14、收置盒15、竖板20、矩形框21、齿条22、半齿轮23、滑板30、电机31、传动带32、转杆40、横板41、第三滑槽42、气缸43、滑块44、横杆45、竖杆46、轴承固定单元50、底块51、支杆52、空腔53、滑动块54、移动块55、腔道56、第一通道57、第一气囊58、第二通道59、第二气囊60、圆环片61、磁块62、电磁铁63、弹性件64。

如图1、图2所示，可控机构式机械手，包括工作台10、多根横杆45、多根竖杆46和多个转轴，工作台10上设置了第一滑槽11，第一滑槽11内滑动连接有底板12，底板12上设置了垂直于第一滑槽11的第二滑槽13，第二滑槽13内滑动设置了支板14，支板14上设置了两个竖板20，支板14上位于两个竖板20之间设置了收置盒15。

如图4所示，竖板20上设置了矩形框21，矩形框21内竖直的边均设置了齿条22，矩形框21内设置了半齿轮23，半齿轮23与齿条22啮合，齿条22的长度大于半齿轮23的最大直径；竖板20上设置了上下滑动的滑板30，滑板30与半齿轮23的一侧贴合，转杆40穿过滑板30与滑板30转动连接，转杆40两端与半齿轮23的中心处固定，滑板30上固定了电机31，电机31通过传动带32带动转杆40转动。

横板41上设置了十字形的第三滑槽42，十字形的第三滑槽42每个方向内均滑动设置了滑块44；多根横杆45相互平行设置，多根横杆45间隔均匀，多根竖杆46相互平行设置，多根竖杆46间隔均匀，多根横杆45和多根竖杆46交叉设置成网状，形成网状的横杆45和竖杆46四角分别与滑块44转动连接，竖杆46和横杆45交叉处均通过转轴转动连接；第三滑槽42远离十字形中心处沿滑块44的滑动方向均设置了气缸43，气缸43的活塞杆与滑块44固定连接。

竖杆46和横杆45交叉处上端固定有轴承固定单元50，如图3所示，轴承固定单元50包括固定在横杆45和竖杆46交叉处上端的底块51，底块51上固定有支杆52，支杆52垂直于横杆45和竖杆46所在的平面。支杆52上端内部设置了空腔53，空腔53内沿支杆52的径向滑动设置了多个滑动块54，本实施例中滑动块54选用四个，且沿支杆52的径向均匀分布；底块51上沿支杆52的一圈固定有第一气囊58，第一气囊58内设置了用于撑起第一气囊58的弹性件64，本实施例中弹性件64选用弹簧，弹簧套置在支杆52外部；第一气囊58上远离底块51的一端固定有圆环片61，支杆52位于圆环片61内部，支杆52内设置了连通第一气囊58和空腔53的第一通道57。圆环片61设置了磁块62，底块51上设置了通电与磁块62相吸的电磁铁63；滑动块54内设置了与空腔53连通的腔道56，滑动块54上朝向底块51的一侧滑动设置了与腔道56连通的移动块55；支杆52外部包裹有第二气囊60，空腔53上远离支杆52的中心处设置了与第二气囊60连通的第二通道59。本实施例中第一通道57、第二通道59均为多个，且间隔均匀分布。

在轴承初步加工好之后，需要进行后续加工时，可采用本机械手进行固定夹持。本机械手使用前，先通过气缸43控制滑块44移动，从而拉动横杆45和竖杆46转动，使横杆45和竖杆46形成的网尽可能的呈矩形状。然后将加工好的轴承套置在支杆52上，若在套置过程中轴承没有对准支杆52，没有套置在支杆52上，则会经横杆45和竖杆46组成的网孔落到横板41上。

轴承套置在支杆52上将会沿支杆52下移，当下移至支杆52底部时，将会压缩第一气囊58，由于第一气囊58和空腔53通过第一通道57连通，气囊内的空气将会经第一通道57转移至空腔53内，空腔53内滑动连接有四个滑动块54，空气进入空腔53后会推动滑动块54沿远离支杆52中心处滑出。由于多个滑动块54沿支杆52的径向设置，空腔53设置在支杆52远离底块51的一端，四个滑动块54滑出之后将会在支杆52远离底块51的一端形成阻挡部。

然后给电磁铁63通电，电磁铁63通电产生的磁力将会与磁块62吸附，从而使弹性件64被压缩，第一气囊58始保持压缩状态。当空腔53内被充满空气时，滑动块54一端已经伸出空腔53，此时空气将会进入腔道56，推动移动块55向底块51方向伸出腔道56，同时部分还会经第一通道57进入第二气囊60中，第二气囊60包裹在支块外，第二气囊60充气将会对轴承内孔进行支撑。

启动电机31，使转杆40转动一周，转杆40将会带动横板41转动一周，之前掉落至横板41上的轴承将会在横板41转动过程中，掉落至支板14的收置盒15内，可将收置盒15内的轴承进行统一放回原处，待下次加工前将其固定在轴承固定单元50上。横板41转动一周将会带动支杆52远离底块51的一端朝下，从而使支杆52上的轴承在重力作用下沿支杆52向远离底板12的一端移动。由于滑动块54伸出空腔53，滑动块54将会阻挡轴承从支杆52上滑出。同时轴承滑动至滑动块54处，将会压缩移动块55，从而使腔道56内的空气经第二通道59进入第二气囊60，使第二气囊60进一步膨胀对轴承内孔进行支撑，使得轴承将为牢固的固定在支杆52上。

在电机31带动转杆40转动的同时，转杆40将会带动半齿轮23转动，半齿轮23与齿条22啮合，半齿轮23转动将会在矩形框21内沿竖直方向移动，半齿轮23移动将会带动滑板30随之移动。由于齿条22的长度大于半齿轮23的直径，半齿轮23转动一周的过程中，半齿轮23在矩形框21内上下往复一次。由于半齿轮23由转杆40带动，转杆40转动一周将会使横板41以及横板41上所有的轴承固定单元50随之转动，横板41随转杆40转动需要一定空间，横板41转动时在半齿轮23作用下滑板30上移，从而时横板41位置升高，更利于横板41的转动；横板41转动一周后，轴承固定单元50恢复朝上的位置，此时在半齿轮23的带动下横板41又会下移，使轴承固定单元50的位置降低，更利于轴承的后续加工。

待转杆40转动一周将轴承牢牢固定在支杆52上后，可根据需要，在第一滑槽11内滑动底板12，在第二滑槽13内滑动支板14，由于第一滑槽11和第二滑槽13垂直，可使轴承沿工作台10横向或者纵向滑动，便于完成轴承的后续加工。另外，还可以通过气缸43调整滑块44在第三滑槽42内的位置，从而改变横杆45和竖杆46所形成的网的形状，便于将轴承固定单元50上的轴承往一个方向集中，进一步便于完成轴承的后续加工。

待轴承的后续加工完成后，给电磁铁63断电，第一气囊58将会在弹性件64的作用下膨胀，从而将空腔53、腔道56、第二气囊60内的气体吸入第一气囊58中，从而使移动块55收回到腔道56内，滑动块54收回至空腔53内，第二气囊60压缩；再次通过电机31转动转杆40，转杆40带动横板41转动，可使所有轴承沿支杆52掉落至支板14的收置盒15上，收置盒15可收集完成后续加工的轴承。

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 (6)

1.可控机构式机械手，包括工作台，工作台上设有第一滑槽，第一滑槽内滑动连接有底板，底板上设有垂直于第一滑槽的第二滑槽，第二滑槽内滑动设有支板，其特征在于，还包括多根横杆、多根竖杆和多个转轴，所述支板上设有两个竖板，两个竖板上端设有转杆，转杆上固定有横板，竖板上设有控制转杆转动的电机；

横板上设有十字形的第三滑槽，十字形的第三滑槽每个方向内均滑动设有滑块；多根横杆相互平行设置，多根竖杆相互平行设置，多根横杆和多根竖杆交叉设置成网状，形成网状的横杆和竖杆四角分别与滑块转动连接，竖杆和横杆交叉处均通过转轴转动连接；第三滑槽远离十字形中心处沿滑块的滑动方向均设置了气缸，所述气缸的活塞杆与滑块固定连接；

竖杆和横杆交叉处上端固定有轴承固定单元，所述轴承固定单元包括固定在横杆和竖杆交叉处上端的底块，所述底块上固定有支杆，所述支杆垂直于横杆和竖杆所在的平面；支杆远离底块的一端内部设有空腔，空腔内沿支杆的径向滑动设有多个滑动块，底块上沿支杆的一圈固定有第一气囊，第一气囊内设有用于撑起第一气囊的弹性件，支杆内设有连通第一气囊和空腔的第一通道；第一气囊远离底块的一端设有磁块，底块上设有通电与磁块相吸的电磁铁；所述滑动块内设有与空腔连通的腔道，滑动块上朝向底块的一侧滑动设有与腔道连通的移动块；支杆外部包裹有第二气囊，空腔上远离支杆的中心处设有与第二气囊连通的第二通道。

2.如权利要求1所述的可控机构式机械手，其特征在于，所述竖板上设有矩形框，矩形框内垂直于支板的边均设有齿条，矩形框内设有半齿轮，齿条的长度大于半齿轮的直径；竖板上设有沿垂直于支板的方向滑动设有滑板，所述滑板与半齿轮的一侧贴合，转杆穿过滑板与滑板转动连接，转杆两端与半齿轮的中心处固定，电机固定在滑板上并通过传动带带动转杆转动。

3.如权利要求1所述的可控机构式机械手，其特征在于，所述支板上位于两个竖板之间设有收置盒。

4.如权利要求1所述的可控机构式机械手，其特征在于，所述滑动块为四个，四个滑动块沿支块的径向均匀分布。

5.如权利要求1所述的可控机构式机械手，其特征在于，所述第一气囊上远离底块的一端固定有圆环片，所述支杆位于圆环片内部，磁块设置在圆环片上。

6.如权利要求1-5任一项所述的可控机构式机械手，其特征在于，所述第一通道、第二通道均为多个，所述弹性件为弹簧。