CN108621119A - 一种旋转移位物料搬运机械臂及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转移位物料搬运机械臂，包括底座、升降立柱、横移机构、机械臂、连接件和取料机械爪；升降立柱通过旋转盘固定于底座上，横移机构设置在升降立柱上，升降立柱包括一个升降气缸和支撑立柱，升降气缸的底部设置在旋转盘上；机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，第三机械臂通过连接件与取料机械爪连接，第一机械臂与第二机械臂之间连接有第一液压缸，第二机械臂与第三机械臂之间设有第二液压缸，所述第三机械臂与取料机械爪之间设置第三液压缸。通过升降立柱、横移机构以及旋转盘的配合使用，可以控制取料机械爪实现全方位的工作，提高生产过程中的自动化程度，代替人在危险环境下的手工操作，改善劳动条件，大大提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械臂技术领域，具体是一种旋转移位物料搬运机械臂及其工作方法。
背景技术
随着现代工业的快速发展，工业设备越来越智能化和高效率化，在一些流水线作业上用到了大量的机械臂装置，机械臂装置是高精度的取料机械爪，用于批量生产，能够提高生产效率。可广泛应用于点胶、零件放置、螺丝锁定、电路切割等各种工作，应用广泛，随着机器人设备在工业生产中的应用越来越广泛，各种样式的机器人设备也应运而生，在中、小批量生产柔性制造自动化生产线上，经常需要实现工件在两工作台间的搬移，而取料机械爪由于定位精度高、工作性能稳定、结构灵活多样等特点，获得了广泛的应用，目前市场上的取料机械爪臂结合取料机械爪使用来模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，然而现有的取料机械爪只能抓取固定位置的物品，智能化程度低，且当物品位置摆放不正或者偏离取料机械爪正对的位置时，取料机械爪容易发生夹不起物品或将物品夹坏的情况，使用效果不理想。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术中的存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种旋转移位物料搬运机械臂。结构设计合理，使用方便，通过升降立柱、横移机构以及旋转盘的配合使用，可以控制取料机械爪实现全方位的工作，提高生产过程中的自动化程度，代替人在危险环境下的手工操作，改善劳动条件，大大提高工作效率。
技术方案：为达到上述目的，本发明所述的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座、升降立柱、横移机构、机械臂、连接件和取料机械爪；
所述升降立柱通过旋转盘固定于底座上，横移机构设置在升降立柱上，所述升降立柱包括一个升降气缸和支撑立柱，升降气缸的底部设置在旋转盘上；
所横移机构为一个横向气缸和横梁，所述横梁与升降气缸的活塞杆连接，所述横向气缸设置在横梁上，横向气缸活塞杆与机械臂连接；取料机械爪通过连接件连接至机械臂上，所述机械臂和机械爪均有独立的驱动机构控制运行。
所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，第一机械臂与第二机械臂通过万向头活动连接，第二机械臂与第三机械臂通过万向头活动连接；
第三机械臂通过连接件与取料机械爪连接，所述第一机械臂与第二机械臂之间连接有第一液压缸，第二机械臂与第三机械臂之间设有第二液压缸，所述第三机械臂与取料机械爪之间设置第三液压缸。机械臂工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱的升降来调节，水平方向的调节可通过旋转盘来实现。械臂工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱的升降来调节，水平方向的调节可通过旋转盘来实现，通过升降立柱、横移机构以及旋转盘的配合使用，可以控制取料机械爪实现全方位的工作，提高生产过程中的自动化程度，代替人在危险环境下的手工操作，改善劳动条件，大大提高工作效率。
进一步地，上述一种旋转移位物料搬运机械臂，所述取料机械爪包括支撑架、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、传动杆、第一取料机械爪与第二取料机械爪 ，所述传动杆活动设置在支撑架上，且传动杆的一端与第三液压缸的伸缩杆连接，传动杆的另一端分别与连杆一和连杆二的一端铰接，所述传动杆上设有限位块，所述连杆一的另一端左端铰接在第一取料机械爪中间位置，所述连杆二的另一端铰接在第二取料机械爪中间位置，所述连杆三的左端活动设置在支撑架上，右端与第一取料机械爪的左端铰接，所述连杆四活动设置在支撑架上，右端与第二取料机械爪的左端铰接。
本发明中第三液压缸的伸缩杆推出时，带动传动杆向第一取料机械爪和第二取料机械爪的方向发生运动，传动杆运动分别将连杆一和连杆二推向第一取料机械爪和第二取料机械爪方向，第一取料机械爪和第二取料机械爪分别相对方向运动，使得取料机械爪呈张开状态，当夹持到物料时，第三液压缸的伸缩杆回收，分别带动传动杆向第一取料机械爪和第二取料机械爪的反方向运动，传动杆的运动使得连杆一和连杆二向远离第一取料机械爪和第二取料机械爪的方向回收，继而使得取料机械爪向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持。
进一步地，上述一种旋转移位物料搬运机械臂，所述取料机械爪包括支撑架、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、传动齿条、第一取料机械爪与第二取料机械爪 ，所述传动齿条活动设置在支撑架上，且传动齿条的一端与第三液压缸的活塞杆连接，所述连杆一的一端铰接在支撑架上，另一端与铰接在第一取料机械爪中间位置，所述连杆二的一端铰接在支撑架上，所述连杆二的另一端铰接在第二取料机械爪中间位置，所述连杆三的一端设置齿轮一，所述齿轮一活动设置在支撑架上，另一端与第一取料机械爪的端部铰接，所述连杆四的一端设置齿轮二，所述齿轮二活动设置在支撑架上，另一端与第二取料机械爪的端部铰接，所述齿轮一和齿轮二均与设置在支撑架上的传动相齿条啮合。
本发明中第三液压缸的伸缩杆推出时，带动传动齿条向第一取料机械爪和第二取料机械爪的方向发生运动，传动齿条运动分别将齿轮一和齿轮二向第一取料机械爪和第二取料机械爪方向运动，进而带动连杆三和连杆四向第一取料机械爪和第二取料机械爪方向运动，使得第一取料机械爪和第二取料机械爪分别相对方向运动，使得取料机械爪呈张开状态，当夹持到物料时，第三液压缸的伸缩杆回收，分别带动传动齿条向第一取料机械爪和第二取料机械爪的反方向运动，传动齿条的运动使得齿轮一和齿轮二向远离第一取料机械爪和第二取料机械爪的方向运动，进而带动连杆三和连杆四向远离第一取料机械爪和第二取料机械爪方向运动，继而使得取料机械爪向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持。
进一步地，上述一种旋转移位物料搬运机械臂，所述升降气缸和横向气缸的外侧均设有伸缩防护罩，所述伸缩防护罩包括防护罩一和防护罩二，两者拼接构成一个腔体，所述防护罩一内部左右两侧设有滑轨，防护罩二外部的左右两侧设有与滑轨像匹配的滑块，所述防护罩一和防护罩二之间还还设有拉伸弹簧。
进一步地，上述一种旋转移位物料搬运机械臂，所述第一取料机械爪和第二取料机械爪均包括安装臂和夹持臂，所述夹持臂的一端连接与安装臂上，所述安装臂和夹持臂一体成型，所述第一取料机械爪的的夹持臂前端有个凹槽一，凹槽一内设有超声波发射器；第二取料机械爪的夹持臂前端设有凹槽二，所述凹槽二内设有超声波接收器，所述超声波发射器连接有超声波驱动电路，超声波驱动电路与单片机连接，所述超声波接收器连接超声波接收放大整形电路，超声波接收放大整形电路与单片机电连接，所述单片机与第三驱动气缸连接。
本发明中单片机通过超声波发射器驱动电路控制超声波发射器发出超声波，超声波接收器接收到物品反射的超声波信号，经超声波接受放大整形电路处理后输入给单片机，单片机根据超声波接收器获得的信号计算目标距离，传输给第三驱动气缸控制信号，控制第一取料机械爪和第二取料机械爪工作。第一取料机械爪和第二取料机械爪上设置的凹槽，能够使得机械这样夹爪可以夹起物料时，不会夹持到到超声波发生器或者接收器。
进一步地，上述一种旋转移位物料搬运机械臂，所述第三机械臂上设有多个球形环孔，球形环孔内安装球形固定环，分支机械臂穿过第三机械臂的球形环孔并固定在第三机械臂上，所述环形球孔上有两个对称的弧形缺口，弧形缺口的宽度小于球形固定环的宽度，所述分支机械臂上设有挂钩或者真空吸盘；所述分支机械臂通过球形定位环固定在第三机械臂上，从而随着球形定位环的转动实现分支机械臂的多方向、多角度的位置调整，将球形环孔设计成具有两个对称弧形缺口的球形环款，便于球形定位环的取出和放入，通过挂钩或者吸盘能成功处理复杂空间形成物体。
进一步地，所述底座下方设有麦克納姆轮组，每个麦克纳姆轮组具有独立的伺服驱动电机进行驱动，所述麦克納姆轮组上还设有避震机构，所述避震机构包括支撑架、导向轴、弹簧和避震支架，所述支撑架与避震支架中间通过导向轴连接固定，所述导向轴上套设有弹簧。所述麦克纳姆轮组包括麦克纳姆轮、驱动麦克纳姆轮的伺服驱动电机、轴承座、和支撑架，每个麦克纳姆轮组具有独立的驱动电机进行驱动，所述轴承座内设有转轴，所述转轴一端与伺服驱动电机的主动轮连接，另一端穿过支撑架与设在麦克纳姆轮上的从动轮固定连接，所述主动轮和从动轮通过同步带联动，避震机构设置在支撑架上。麦克纳姆轮配备的独立避震机构，可以使得底座在运行时紧贴不平整的地面，不仅能够减少平移以及行驶时中的航向偏差，大大提高行驶精度，而且能够减轻取料机械爪内被夹持物料的晃动。
进一步地，所述连接件上还设有用于检测取料机械爪工作状态的CCD检测机构,所述的CCD检测机构包括安装支架、摄像头调节装置、光源装置，以及安装在摄像头调节装置上的摄像头组成。
进一步地，所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和取料机械爪的内部均设有加强层，所述加强层为碳纤维编织层或高锰钢丝网。加强层的设计，可以增加机械臂和取料机械爪自身的硬度，保证机械臂和取料机械爪能够承受足够重量的物料搬运。
多功能旋转移位物料搬运机械臂的工作方法，具体工作方法如下：
（1）首先由工作人员将升降立柱安装在底座上的旋转盘上，横梁安装在升降立柱上，然后将机械臂、连接件和取料机械爪进行组装后安装到升降立柱上；
（2）待机械臂安装完毕后，将CCD检测机构安装到连接件上；
（3）待上述步骤完成后，机械臂进入工作状态；
（4）将组装好的机械臂在底座的麦克納姆轮组作用下移动至待需要搬运的物料处，升降气缸带动支撑立柱下降，进而控制机械臂的高度下降，将其调节至合适的高度；
（5）根据所需搬运物料与取料机械爪之间的距离，控制横向气缸与机械臂的水平位置进行调整，将其调节至合适的位置；
（6）第一液压缸控制第二机械臂运动，第二液压气缸控制第三机械臂发生运动，第三液压气缸控制取料机械爪发生运动；
（7）第一液压缸和第二液压缸配合控制，将取料机械爪送至物料的正上方；
（8）当取料机械爪靠近待夹持物料时，单片机通过超声波发射器驱动电路控制超声波发射器发出超声波，超声波接收器接收到物品反射的超声波信号，经超声波接受放大整形电路处理后输入给单片机，单片机根据超声波接收器获得的信号计算目标距离，传输给第三液压缸控制信号，控制第一取料机械爪和第二取料机械爪工作；
（9）第三液压缸控制取料机械爪的开合，当第三液压缸的伸缩杆伸长时，第一取料机械爪和第二取料机械爪分别相对方向运动，使得取料机械爪呈张开状态，取料机械爪夹持物料；
（10）CCD检测机构中的摄像头实时监测取料机械爪中的物料是否夹持到位，如果取料机械爪没有夹持物料到位，第三液压缸重新控制取料机械爪恢复张开状态，进行物料夹持；
（11）CCD检测机构检测到取料机械爪夹持到物料到位时，第三液压缸的伸缩杆缩回，使得取料机械爪向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持；
取料机械爪夹持到物料后，升降气缸控制支撑立柱升高，横向气缸控制伸缩杆回收，旋转盘旋转，将机械臂进行180°转向；
（12）底座的麦克納姆轮组带动机械臂移动至物料的存放处，升降气缸控制支撑立柱下降，第三液压缸控制伸缩杆伸长，第一取料机械爪和第二取料机械爪68)分别相对方向运动，使得取料机械爪6呈张开状态，物料被运输至规定位置，完成物料输送。
上述技术方案可以看出，本发明的有益效果为：
（1）本发明所述的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，结构设计合理，使用方便，械臂工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱的升降来调节，水平方向的调节可通过横移机构来实现，旋转盘可带动机械臂发生角度转动，通过升降立柱、横移机构以及旋转盘的配合使用，可以控制取料机械爪实现全方位的工作，提高生产过程中的自动化程度，代替人在危险环境下的手工操作，改善劳动条件，大大提高工作效率。
（2）本发明所述的一种旋转移位物料搬运机械臂，第三液压缸的伸缩杆推出时，带动传动杆向第一取料机械爪和第二取料机械爪的方向发生运动，传动杆运动分别将连杆一、连杆二、连杆三和连杆四推向第一取料机械爪和第二取料机械爪方向，第一取料机械爪和第二取料机械爪分别相对方向运动，使得取料机械爪呈张开状态，当夹持到物料时，第三液压缸的伸缩杆回收，分别带动传动杆向第一取料机械爪和第二取料机械爪的反方向运动，传动杆的运动使得连杆一、连杆二、连杆三和连杆四向远离第一取料机械爪和第二取料机械爪的方向回收，继而使得取料机械爪向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持。
（3）本发明中本发明所述的一种旋转移位物料搬运机械臂，第三液压缸的伸缩杆推出时，能够带动传动齿条向第一取料机械爪和第二取料机械爪的方向发生运动，传动齿条运动分别将齿轮一和齿轮二向第一取料机械爪和第二取料机械爪方向运动，进而带动连杆一、连杆二、连杆三和连杆四向第一取料机械爪和第二取料机械爪方向运动，使得第一取料机械爪和第二取料机械爪分别相对方向运动，使得取料机械爪呈张开状态，当夹持到物料时，第三液压缸的伸缩杆回收，分别带动传动齿条向第一取料机械爪和第二取料机械爪的反方向运动，传动齿条的运动使得齿轮一和齿轮二向远离第一取料机械爪和第二取料机械爪的方向运动，进而带动连杆一、连杆二、连杆三和连杆四向远离第一取料机械爪和第二取料机械爪方向运动，继而使得取料机械爪向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持。
（4）本发明所述的一种旋转移位物料搬运机械臂，麦克纳姆轮配备的独立避震机构，可以使得底座在运行时紧贴不平整的地面，不仅能够减少平移以及行驶时中的航向偏差，大大提高行驶精度，而且能够减轻取料机械爪内被夹持物料的晃动。
附图说明
图1为本发明的实施例一的结构示意图；
图2为本发明的实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六、实施例七和实施例八的结构示意图；
图3为本发明的实施例三、实施例六、实施例七的取料机械爪的结构示意图；
图4为本发明的实施例四、实施例五和实施例八的结构示意图；
图5为为本发明的实施例四、实施例五和实施例八的取料机械爪的结构示意图；
图6为本发明的防护伸缩照的结构示意图；
图7为本发明的避震支架的结构示意图。
图中：1-底座
11-麦克納姆轮组
12-避震机构
121-支撑架
9-导向轴
17-弹簧
124-避震支架
9-CCD检测机构
91-安装支架
92-摄像头调节装置
93-光源装置
94-摄像头
2-升降立柱
21-升降气缸
22-支撑立柱
3-横移机构
31-横向气缸
32-横梁
4-机械臂
41-第一机械臂
42-第二机械臂
43-第三机械臂
44-万向头
45-第一液压缸
46-第二液压缸
47-第三液压缸
5-连接件
6-取料机械爪
61-支撑架
62-连杆一
63-连杆二
64-连杆三
65-连杆四
66-传动杆
69-传动齿条
67-第一取料机械爪
68-第二取料机械爪
6a-安装臂
6b-夹持臂
7-旋转盘。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1所示的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座1、升降立柱2、横移机构3、机械臂4、连接件5和取料机械爪6，所述升降立柱2通过旋转盘7固定于底座1上，横移机构3设置在升降立柱2上，所述升降立柱2包括一个升降气缸21和支撑立柱22，升降气缸21的底部设置在旋转盘7上，所横移机构3为一个横向气缸31和横梁32，所述横梁32与升降气缸21的活塞杆连接，所述横向气缸31设置在横梁32上，横向气缸31活塞杆与机械臂4连接，取料机械爪6通过连接件5连接至机械臂4上，所述机械臂4和机械爪6均有独立的驱动机构控制运行。
实施例二
如图2所示的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座1、升降立柱2、横移机构3、机械臂4、连接件5和取料机械爪6，所述升降立柱2通过旋转盘7固定于底座1上，横移机构3设置在升降立柱2上，所述升降立柱2包括一个升降气缸21和支撑立柱22，升降气缸21的底部设置在旋转盘7上，所横移机构3为一个横向气缸31和横梁32，所述横梁32与升降气缸21的活塞杆连接，所述横向气缸31设置在横梁32上，横向气缸31活塞杆与机械臂4连接，取料机械爪6通过连接件5连接至机械臂4上，所述机械臂4和机械爪6均有独立的驱动机构控制运行。所述机械臂4包括第一机械臂41、第二机械臂42和第三机械臂43，第一机械臂41与第二机械臂42通过万向头44活动连接，第二机械臂42与第三机械臂43通过万向头44活动连接；第三机械臂43通过连接件5与取料机械爪6连接，所述第一机械臂41与第二机械臂42之间连接有第一液压缸45，第二机械臂42与第三机械臂43之间设有第二液压缸46，所述第三机械臂43与取料机械爪6之间设置第三液压缸47。机械臂工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱的升降来调节，水平方向的调节可通过旋转盘来实现，通过连接件可以实现不同取料机械爪的替换，适应不同类型工件的夹持需求。
实施例三
如图2和3所示的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座1、升降立柱2、横移机构3、机械臂4、连接件5和取料机械爪6，所述升降立柱2通过旋转盘7固定于底座1上，横移机构3设置在升降立柱2上，所述升降立柱2包括一个升降气缸21和支撑立柱22，升降气缸21的底部设置在旋转盘7上，所横移机构3为一个横向气缸31和横梁32，所述横梁32与升降气缸21的活塞杆连接，所述横向气缸31设置在横梁32上，横向气缸31活塞杆与机械臂4连接，取料机械爪6通过连接件5连接至机械臂4上，所述机械臂4和机械爪6均有独立的驱动机构控制运行。所述机械臂4包括第一机械臂41、第二机械臂42和第三机械臂43，第一机械臂41与第二机械臂42通过万向头44活动连接，第二机械臂42与第三机械臂43通过万向头44活动连接；第三机械臂43通过连接件5与取料机械爪6连接，所述第一机械臂41与第二机械臂42之间连接有第一液压缸45，第二机械臂42与第三机械臂43之间设有第二液压缸46，所述第三机械臂43与取料机械爪6之间设置第三液压缸47。机械臂工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱的升降来调节，水平方向的调节可通过旋转盘来实现，通过连接件可以实现不同取料机械爪的替换，适应不同类型工件的夹持需求
本实施例中所述取料机械爪6包括支撑架61、连杆一62、连杆二63、连杆三64、连杆四65、传动杆66、第一取料机械爪67与第二取料机械爪68 ，所述传动杆66活动设置在支撑架61上，且传动杆66的一端与第三液压缸67的伸缩杆连接，传动杆66的另一端分别与连杆一62和连杆二63的一端铰接，所述传动杆66上设有限位块67，所述连杆一62的另一端左端铰接在第一取料机械爪67中间位置，所述连杆二63的另一端铰接在第二取料机械爪68中间位置，所述连杆三63的左端活动设置在支撑架61上，右端与第一取料机械爪67的左端铰接，所述连杆四65活动设置在支撑架61上，右端与第二取料机械爪68的左端铰接。
实施例四
如图2、4和5所示的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座1、升降立柱2、横移机构3、机械臂4、连接件5和取料机械爪6，所述升降立柱2通过旋转盘7固定于底座1上，横移机构3设置在升降立柱2上，所述升降立柱2包括一个升降气缸21和支撑立柱22，升降气缸21的底部设置在旋转盘7上，所横移机构3为一个横向气缸31和横梁32，所述横梁32与升降气缸21的活塞杆连接，所述横向气缸31设置在横梁32上，横向气缸31活塞杆与机械臂4连接，取料机械爪6通过连接件5连接至机械臂4上，所述机械臂4和机械爪6均有独立的驱动机构控制运行。所述机械臂4包括第一机械臂41、第二机械臂42和第三机械臂43，第一机械臂41与第二机械臂42通过万向头44活动连接，第二机械臂42与第三机械臂43通过万向头44活动连接；第三机械臂43通过连接件5与取料机械爪6连接，所述第一机械臂41与第二机械臂42之间连接有第一液压缸45，第二机械臂42与第三机械臂43之间设有第二液压缸46，所述第三机械臂43与取料机械爪6之间设置第三液压缸47。机械臂工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱的升降来调节，水平方向的调节可通过旋转盘来实现，通过连接件可以实现不同取料机械爪的替换，适应不同类型工件的夹持需求
本实施例中所述取料机械爪6包括支撑架61、连杆一62、连杆二63、连杆三64、连杆四65、传动齿条69、第一取料机械爪67与第二取料机械爪68 ，所述传动齿条610活动设置在支撑架61上，且传动齿条610的一端与第三液压缸47的活塞杆连接，所述连杆一62的一端铰接在支撑架61上，另一端与铰接在第一取料机械爪67中间位置，所述连杆二63的一端铰接在支撑架61上，所述连杆二63的另一端铰接在第二取料机械爪68中间位置，所述连杆三64的一端设置齿轮一641，所述齿轮一641活动设置在支撑架61上，另一端与第一取料机械爪67的端部铰接，所述连杆四65的一端设置齿轮二651，所述齿轮二651活动设置在支撑架61上，另一端与第二取料机械爪68的端部铰接，所述齿轮一641和齿轮二651均与设置在支撑架61上的传动相齿条69啮合。
实施例五
如图2、4、5和6所示的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座1、升降立柱2、横移机构3、机械臂4、连接件5和取料机械爪6，所述升降立柱2通过旋转盘7固定于底座1上，横移机构3设置在升降立柱2上，所述升降立柱2包括一个升降气缸21和支撑立柱22，升降气缸21的底部设置在旋转盘7上，所横移机构3为一个横向气缸31和横梁32，所述横梁32与升降气缸21的活塞杆连接，所述横向气缸31设置在横梁32上，横向气缸31活塞杆与机械臂4连接；取料机械爪6通过连接件5连接至机械臂4上。
本实施例中所述机械臂4包括第一机械臂41、第二机械臂42和第三机械臂43，第一机械臂41与第二机械臂42通过万向头44活动连接，第二机械臂42与第三机械臂43通过万向头44活动连接；第三机械臂43通过连接件5与取料机械爪6连接，所述第一机械臂41与第二机械臂42之间连接有第一液压缸45，第二机械臂42与第三机械臂43之间设有第二液压缸46，所述第三机械臂43与取料机械爪6之间设置第三液压缸47。所述升降气缸21和横向气缸31的外侧均设有伸缩防护罩7，所述伸缩防护罩7包括防护罩一71和防护罩二72，两者拼接构成一个腔体，所述防护罩一21内部左右两侧设有滑轨，防护罩二72外部的左右两侧设有与滑轨像匹配的滑块，所述防护罩一71和防护罩二72之间还还设有拉伸弹簧73。
本实施例中所述取料机械爪6包括支撑架61、连杆一62、连杆二63、连杆三64、连杆四65、传动齿条69、第一取料机械爪67与第二取料机械爪68 ，所述传动齿条610活动设置在支撑架61上，且传动齿条610的一端与第三液压缸47的活塞杆连接，所述连杆一62的一端铰接在支撑架61上，另一端与铰接在第一取料机械爪67中间位置，所述连杆二63的一端铰接在支撑架61上，所述连杆二63的另一端铰接在第二取料机械爪68中间位置，所述连杆三64的一端设置齿轮一641，所述齿轮一641活动设置在支撑架61上，另一端与第一取料机械爪67的端部铰接，所述连杆四65的一端设置齿轮二651，所述齿轮二651活动设置在支撑架61上，另一端与第二取料机械爪68的端部铰接，所述齿轮一641和齿轮二651均与设置在支撑架61上的传动相齿条69啮合。
实施例六
如图2、3和7所示的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座1、升降立柱2、横移机构3、机械臂4、连接件5和取料机械爪6，所述升降立柱2通过旋转盘7固定于底座1上，横移机构3设置在升降立柱2上，所述升降立柱2包括一个升降气缸21和支撑立柱22，升降气缸21的底部设置在旋转盘7上，所横移机构3为一个横向气缸31和横梁32，所述横梁32与升降气缸21的活塞杆连接，所述横向气缸31设置在横梁32上，横向气缸31活塞杆与机械臂4连接，取料机械爪6通过连接件5连接至机械臂4上，所述机械臂4和机械爪6均有独立的驱动机构控制运行。所述机械臂4包括第一机械臂41、第二机械臂42和第三机械臂43，第一机械臂41与第二机械臂42通过万向头44活动连接，第二机械臂42与第三机械臂43通过万向头44活动连接；第三机械臂43通过连接件5与取料机械爪6连接，所述第一机械臂41与第二机械臂42之间连接有第一液压缸45，第二机械臂42与第三机械臂43之间设有第二液压缸46，所述第三机械臂43与取料机械爪6之间设置第三液压缸47。机械臂工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱的升降来调节，水平方向的调节可通过旋转盘来实现，通过连接件可以实现不同取料机械爪的替换，适应不同类型工件的夹持需求。所述取料机械爪6包括支撑架61、连杆一62、连杆二63、连杆三64、连杆四65、传动杆66、第一取料机械爪67与第二取料机械爪68 ，所述传动杆66活动设置在支撑架61上，且传动杆66的一端与第三液压缸67的伸缩杆连接，传动杆66的另一端分别与连杆一62和连杆二63的一端铰接，所述传动杆66上设有限位块67，所述连杆一62的另一端左端铰接在第一取料机械爪67中间位置，所述连杆二63的另一端铰接在第二取料机械爪68中间位置，所述连杆三63的左端活动设置在支撑架61上，右端与第一取料机械爪67的左端铰接，所述连杆四65活动设置在支撑架61上，右端与第二取料机械爪68的左端铰接。
本实施例中所述第一取料机械爪67和第二取料机械爪68均包括安装臂6a和夹持臂6b，所述夹持臂6b的一端连接与安装臂6a上，所述安装臂6a和夹持臂6b一体成型
本实施例中所述底座1下方设有麦克納姆轮组11，每个麦克纳姆轮组11具有独立的伺服驱动电机进行驱动。所述底座1下方设有麦克納姆轮组11，每个麦克纳姆轮组11具有独立的伺服驱动电机22进行驱动，所述麦克納姆轮组11上还设有避震机构12，所述避震机构12包括支撑架121、导向轴9、弹簧17和避震支架124，所述支撑架121与避震支架124中间通过导向轴9连接固定，所述导向轴9上套设有弹簧17。
实施例六
如图1、2、3、6和7所示的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座1、升降立柱2、横移机构3、机械臂4、连接件5和取料机械爪6，所述升降立柱2通过旋转盘7固定于底座1上，横移机构3设置在升降立柱2上，所述升降立柱2包括一个升降气缸21和支撑立柱22，升降气缸21的底部设置在旋转盘7上，所横移机构3为一个横向气缸31和横梁32，所述横梁32与升降气缸21的活塞杆连接，所述横向气缸31设置在横梁32上，横向气缸31活塞杆与机械臂4连接，取料机械爪6通过连接件5连接至机械臂4上，所述机械臂4和机械爪6均有独立的驱动机构控制运行。所述机械臂4包括第一机械臂41、第二机械臂42和第三机械臂43，第一机械臂41与第二机械臂42通过万向头44活动连接，第二机械臂42与第三机械臂43通过万向头44活动连接；第三机械臂43通过连接件5与取料机械爪6连接，所述第一机械臂41与第二机械臂42之间连接有第一液压缸45，第二机械臂42与第三机械臂43之间设有第二液压缸46，所述第三机械臂43与取料机械爪6之间设置第三液压缸47。机械臂工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱的升降来调节，水平方向的调节可通过旋转盘来实现，通过连接件可以实现不同取料机械爪的替换，适应不同类型工件的夹持需求。所述取料机械爪6包括支撑架61、连杆一62、连杆二63、连杆三64、连杆四65、传动杆66、第一取料机械爪67与第二取料机械爪68 ，所述传动杆66活动设置在支撑架61上，且传动杆66的一端与第三液压缸67的伸缩杆连接，传动杆66的另一端分别与连杆一62和连杆二63的一端铰接，所述传动杆66上设有限位块67，所述连杆一62的另一端左端铰接在第一取料机械爪67中间位置，所述连杆二63的另一端铰接在第二取料机械爪68中间位置，所述连杆三63的左端活动设置在支撑架61上，右端与第一取料机械爪67的左端铰接，所述连杆四65活动设置在支撑架61上，右端与第二取料机械爪68的左端铰接。
本实施例中所述第一取料机械爪67和第二取料机械爪68均包括安装臂6a和夹持臂6b，所述夹持臂6b的一端连接与安装臂6a上，所述安装臂6a和夹持臂6b一体成型
本实施例中所述底座1下方设有麦克納姆轮组11，每个麦克纳姆轮组11具有独立的伺服驱动电机进行驱动。所述麦克納姆轮组11上还设有避震机构12，所述避震机构12包括支撑架121、导向轴9、弹簧17和避震支架124，所述支撑架121与避震支架124中间通过导向轴9连接固定，所述导向轴9上套设有弹簧17。
多功能旋转移位物料搬运机械臂的工作方法，具体工作方法如下：
1）首先由工作人员将升降立柱2安装在底座1上的旋转盘7上，横梁32安装在升降立柱2上，然后将机械臂4、连接件5和取料机械爪6进行组装后安装到升降立柱2上；
2）待机械臂4安装完毕后，将CCD检测机构9安装到连接件上；
3）待上述步骤完成后，机械臂4进入工作状态；
4）将组装好的机械臂4在底座1的作用下移动至待需要搬运的物料处，升降气缸21带动支撑立柱22下降，进而控制机械臂4的高度下降，将其调节至合适的高度；
5）根据所需搬运物料与取料机械爪6之间的距离，控制横向气缸31与机械臂4的水平位置进行调整，将其调节至合适的位置；
6）第一液压缸45控制第二机械臂41运动，第二液压气缸46控制第三机械臂42发生运动，第三液压气缸46控制取料机械爪6发生运动；
7）第一液压缸45和第二液压缸46配合控制，将取料机械爪6送至物料的正上方；
8）当取料机械爪6靠近待夹持物料时，单片机674通过超声波发射器682驱动电路控制超声波发射器682发出超声波，超声波接收器674接收到物品反射的超声波信号，经超声波接受放大整形电路683处理后输入给单片机674，单片机674根据超声波接收器682获得的信号计算目标距离，传输给第三液压缸47控制信号，控制第一取料机械爪67和第二取料机械爪68工作；
9）第三液压缸47控制取料机械爪6的开合，第三液压缸47的伸缩杆推出时，能够带动传动齿条69向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的方向发生运动，传动齿条69运动分别将齿轮一641和齿轮二642向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68方向运动，进而带动连杆一62、连杆二63、连杆三64和连杆四65向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68方向运动，使得第一取料机械爪67和第二取料机械爪68分别相对方向运动，使得取料机械爪6呈张开状态，当夹持到物料时，第三液压缸47的伸缩杆回收，分别带动传动齿条69向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的反方向运动，传动齿条69的运动使得齿轮一641和齿轮二642向远离第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的方向运动，进而带动连杆一62、连杆二63、连杆三64和连杆四65向远离第一取料机械爪66和第二取料机械爪67方向运动，继而使得取料机械爪6向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持；
取料机械爪夹6持到物料后，升降气缸21控制支撑立柱22升高，横向气缸31控制伸缩杆回收，旋转盘7旋转，将机械臂6进行180°转向；
12）底座1带动机械臂6移动至物料的存放处，升降气缸21控制支撑立柱22下降，第三液压缸47控制伸缩杆伸长，第一取料机械爪67和第二取料机械爪68分别相对方向运动，使得取料机械爪6呈张开状态，物料被运输至规定位置，完成物料输送。
实施例七
如图1、2、3、6和7所示的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座1、升降立柱2、横移机构3、机械臂4、连接件5和取料机械爪6，所述升降立柱2通过旋转盘7固定于底座1上，横移机构3设置在升降立柱2上，所述升降立柱2包括一个升降气缸21和支撑立柱22，升降气缸21的底部设置在旋转盘7上，所横移机构3为一个横向气缸31和横梁32，所述横梁32与升降气缸21的活塞杆连接，所述横向气缸31设置在横梁32上，横向气缸31活塞杆与机械臂4连接，取料机械爪6通过连接件5连接至机械臂4上，所述机械臂4和机械爪6均有独立的驱动机构控制运行。所述机械臂4包括第一机械臂41、第二机械臂42和第三机械臂43，第一机械臂41与第二机械臂42通过万向头44活动连接，第二机械臂42与第三机械臂43通过万向头44活动连接；第三机械臂43通过连接件5与取料机械爪6连接，所述第一机械臂41与第二机械臂42之间连接有第一液压缸45，第二机械臂42与第三机械臂43之间设有第二液压缸46，所述第三机械臂43与取料机械爪6之间设置第三液压缸47。机械臂工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱的升降来调节，水平方向的调节可通过旋转盘来实现，通过连接件可以实现不同取料机械爪的替换，适应不同类型工件的夹持需求。所述取料机械爪6包括支撑架61、连杆一62、连杆二63、连杆三64、连杆四65、传动杆66、第一取料机械爪67与第二取料机械爪68 ，所述传动杆66活动设置在支撑架61上，且传动杆66的一端与第三液压缸67的伸缩杆连接，传动杆66的另一端分别与连杆一62和连杆二63的一端铰接，所述传动杆66上设有限位块67，所述连杆一62的另一端左端铰接在第一取料机械爪67中间位置，所述连杆二63的另一端铰接在第二取料机械爪68中间位置，所述连杆三63的左端活动设置在支撑架61上，右端与第一取料机械爪67的左端铰接，所述连杆四65活动设置在支撑架61上，右端与第二取料机械爪68的左端铰接。
本实施例中所述第一取料机械爪67和第二取料机械爪68均包括安装臂6a和夹持臂6b，所述夹持臂6b的一端连接与安装臂6a上，所述安装臂6a和夹持臂6b一体成型
本实施例中所述底座1下方设有麦克納姆轮组11，每个麦克纳姆轮组11具有独立的伺服驱动电机进行驱动。所述麦克納姆轮组11上还设有避震机构12，所述避震机构12包括支撑架121、导向轴9、弹簧17和避震支架124，所述支撑架121与避震支架124中间通过导向轴9连接固定，所述导向轴9上套设有弹簧17。本实施例中所述连接件5上还设有用于检测取料机械爪6工作状态的CCD检测机构9,所述的CCD检测机构9包括安装支架91、摄像头调节装置92、光源装置93，以及安装在摄像头调节装置92上的摄像头94组成。
本实施例中所述第一机械臂41、第二机械臂42、第三机械臂43和取料机械爪44的内部均设有加强层，所述加强层为碳纤维编织层或高锰钢丝网。
一种多功能旋转移位物料搬运机械臂的工作方法，具体工作方法如下：
1）首先由工作人员将升降立柱2安装在底座1上的旋转盘7上，横梁32安装在升降立柱2上，然后将机械臂4、连接件5和取料机械爪6进行组装后安装到升降立柱2上；
2）待机械臂4安装完毕后，将CCD检测机构9安装到连接件上；
3待上述步骤完成后，机械臂进入工作状态；
4）将组装好的机械臂4在底座1的作用下移动至待需要搬运的物料处，升降气缸21带动支撑立柱22下降，进而控制机械臂4的高度下降，将其调节至合适的高度；
5）根据所需搬运物料与取料机械爪6之间的距离，控制横向气缸31与机械臂4的水平位置进行调整，将其调节至合适的位置；
6）第一液压缸45控制第二机械臂41运动，第二液压气缸46控制第三机械臂42发生运动，第三液压气缸46控制取料机械爪6发生运动；
7）第一液压缸45和第二液压缸46配合控制，将取料机械爪6送至物料的正上方；
8）当取料机械爪6靠近待夹持物料时，第三液压缸47控制取料机械爪6的开合，当第三液压缸47的伸缩杆伸长时，第一取料机械爪67和第二取料机械爪68分别相对方向运动，使得取料机械爪6呈张开状态，取料机械爪6夹持物料；
第三液压缸47的伸缩杆推出时，带动传动杆66向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的方向发生运动，传动杆66运动分别将连杆一62、连杆二63、连杆三64和连杆四65推向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68方向，第一取料机械爪67和第二取料机械爪68分别相对方向运动，使得取料机械爪6呈张开状态，当夹持到物料时，第三液压缸47的伸缩杆回收，分别带动传动杆66向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的反方向运动，传动杆66的运动使得连杆一62、连杆二63、连杆三64和连杆四65向远离第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的方向回收，继而使得取料机械爪6向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持；
10）CCD检测机构9中的摄像头94实时监测取料机械爪6中的物料是否夹持到位，如果取料机械爪6没有夹持物料到位，第三液压缸47重新控制取料机械爪6恢复张开状态，进行物料夹持；
11）CCD检测机构9检测到取料机械爪6夹持到物料到位时，第三液压缸47的伸缩杆缩回，使得取料机械爪6向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持；
12）取料机械爪夹6持到物料后，升降气缸21控制支撑立柱22升高，横向气缸31控制伸缩杆回收，旋转盘7旋转，将机械臂6进行180°转向；
12）底座1带动机械臂6移动至物料的存放处，升降气缸21控制支撑立柱22下降，第三液压缸47控制伸缩杆伸长，第一取料机械爪67和第二取料机械爪68分别相对方向运动，使得取料机械爪6呈张开状态，物料被运输至规定位置，完成物料输送。
实施例八
如3、4、5、6 所示的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，包括底座1、升降立柱2、横移机构3、机械臂4、连接件5和取料机械爪6，所述升降立柱2通过旋转盘7固定于底座1上，横移机构3设置在升降立柱2上，所述升降立柱2包括一个升降气缸21和支撑立柱22，升降气缸21的底部设置在旋转盘7上，所横移机构3为一个横向气缸31和横梁32，所述横梁32与升降气缸21的活塞杆连接，所述横向气缸31设置在横梁32上，横向气缸31活塞杆与机械臂4连接；所述机械臂4包括第一机械臂41、第二机械臂42和第三机械臂43，第一机械臂41与第二机械臂42通过万向头44活动连接，第二机械臂42与第三机械臂43通过万向头44活动连接；第三机械臂43通过连接件5与取料机械爪6连接，所述第一机械臂41、第二机械臂42和第三机械臂43和机械爪6分别由独立的驱动机构控制运行，机械臂4工作时，垂直方向的高度可通过升降立柱2的升降来调节，水平方向的调节可通过横移机构来实现，通过连接件5可以实现不同取料机械爪的替换，适应不同类型工件的夹持需求。所述取料机械爪6包括支撑架61、连杆一62、连杆二63、连杆三64、连杆四65、传动杆66、第一取料机械爪67与第二取料机械爪68 ，所述传动杆66活动设置在支撑架61上，且传动杆66的一端与第三液压缸67的伸缩杆连接，传动杆66的另一端分别与连杆一62和连杆二63的一端铰接，所述传动杆66上设有限位块67，所述连杆一62的另一端左端铰接在第一取料机械爪67中间位置，所述连杆二63的另一端铰接在第二取料机械爪68中间位置，所述连杆三63的左端活动设置在支撑架61上，右端与第一取料机械爪67的左端铰接，所述连杆四65活动设置在支撑架61上，右端与第二取料机械爪68的左端铰接。传动齿条69通过驱动机构带动向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的方向发生运动，传动齿条69运动分别将齿轮一641和齿轮二642向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68方向运动，进而带动连杆三64和连杆四65向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68方向运动，使得第一取料机械爪67和第二取料机械爪68分别相对方向运动，使得取料机械爪6呈张开状态，当夹持到物料时，驱动机构分别带动传动齿条69向第一取料机械爪67和第二取料机械爪的反方向运动，传动齿条的运动使得齿轮一641和齿轮二642向远离第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的方向运动，进而带动连杆三64和连杆四65向远离第一取料机械爪67和第二取料机械爪68方向运动，继而使得取料机械爪6向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持。
本实施例中所述第三机械臂43上设有多个球形环孔，球形环孔内安装球形固定环，分支机械臂穿过第三机械臂的球形环孔并固定在第三机械臂上，所述环形球孔上有两个对称的弧形缺口，弧形缺口的宽度小于球形固定环的宽度，所述分支机械臂上设有挂钩或者真空吸盘。
本实施例中所述第一取料机械爪67和第二取料机械爪68均包括安装臂6a和夹持臂6b，所述夹持臂6b的一端连接与安装臂6a上，所述安装臂6a和夹持臂6b一体成型
本实施例中所述底座1下方设有麦克納姆轮组11，所述的麦克納姆轮组11的外侧设有保护罩。
本实施例中所述连接件5上还设有用于检测取料机械爪6工作状态的CCD检测机构9,所述的CCD检测机构9包括安装支架91、摄像头调节装置92、光源装置93，以及安装在摄像头调节装置92上的摄像头94组成。
本实施例中所述第一机械臂41、第二机械臂42、第三机械臂43和取料机械爪44的内部均设有加强层，所述加强层为碳纤维编织层或高锰钢丝网。
多功能旋转移位物料搬运机械臂的工作方法，具体工作方法如下：
1）首先由工作人员将升降立柱2安装在底座1上的旋转盘7上，横梁32安装在升降立柱2上，然后将机械臂4、连接件5和取料机械爪6进行组装后安装到升降立柱2上；
2）待机械臂4安装完毕后，将CCD检测机构9安装到连接件上；
3）待上述步骤完成后，机械臂4进入工作状态；
4）将组装好的机械臂4在底座1的作用下移动至待需要搬运的物料处，升降气缸21带动支撑立柱22下降，进而控制机械臂4的高度下降，将其调节至合适的高度；
5）根据所需搬运物料与取料机械爪6之间的距离，控制横向气缸31与机械臂4的水平位置进行调整，将其调节至合适的位置；
6）第一液压缸45控制第二机械臂41运动，第二液压气缸46控制第三机械臂42发生运动，第三液压气缸46控制取料机械爪6发生运动；
7）第一液压缸45和第二液压缸46配合控制，将取料机械爪6送至物料的正上方；
8）当取料机械爪6靠近待夹持物料时，单片机674通过超声波发射器682驱动电路控制超声波发射器682发出超声波，超声波接收器674接收到物品反射的超声波信号，经超声波接受放大整形电路683处理后输入给单片机674，单片机674根据超声波接收器682获得的信号计算目标距离，传输给第三液压缸47控制信号，控制第一取料机械爪67和第二取料机械爪68工作；
9）第三液压缸47控制取料机械爪6的开合，第三液压缸47的伸缩杆推出时，能够带动传动齿条69向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的方向发生运动，传动齿条69运动分别将齿轮一641和齿轮二642向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68方向运动，进而带动连杆一62、连杆二63、连杆三64和连杆四65向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68方向运动，使得第一取料机械爪67和第二取料机械爪68分别相对方向运动，使得取料机械爪6呈张开状态，当夹持到物料时，第三液压缸47的伸缩杆回收，分别带动传动齿条69向第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的反方向运动，传动齿条69的运动使得齿轮一641和齿轮二642向远离第一取料机械爪67和第二取料机械爪68的方向运动，进而带动连杆一62、连杆二63、连杆三64和连杆四65向远离第一取料机械爪66和第二取料机械爪67方向运动，继而使得取料机械爪6向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持；
10）CCD检测机构9中的摄像头94实时监测取料机械爪6中的物料是否夹持到位，如果取料机械爪6没有夹持物料到位，第三液压缸47重新控制取料机械爪恢复张开状态，进行物料夹持；
11）CCD检测机构9检测到取料机械爪6夹持到物料到位时，第三液压缸47的伸缩杆缩回，使得取料机械爪6向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持；
11）取料机械爪夹6持到物料后，升降气缸21控制支撑立柱22升高，横向气缸31控制伸缩杆回收，旋转盘7旋转，将机械臂6进行180°转向；
12）底座1带动机械臂6移动至物料的存放处，升降气缸21控制支撑立柱22下降，第三液压缸47控制伸缩杆伸长，第一取料机械爪67和第二取料机械爪68分别相对方向运动，使得取料机械爪6呈张开状态，物料被运输至规定位置，完成物料输送。
实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (10)
1.一种旋转移位物料搬运机械臂 ，其特征在于：包括底座（1）、升降立柱（2）、横移机构（3）、机械臂（4）、连接件（5）和取料机械爪（6），所述升降立柱（2）通过旋转盘（7）固定于底座（1）上，横移机构（3）设置在升降立柱（2）上，所述升降立柱（2）包括一个升降气缸（21）和支撑立柱（22），升降气缸（21）的底部设置在旋转盘（7）上，所横移机构（3）为一个横向气缸（31）和横梁（32），所述横梁（32）与升降气缸（21）的活塞杆连接，所述横向气缸（31）设置在横梁（32）上，横向气缸（31）活塞杆与机械臂（4）连接；取料机械爪（6）通过连接件（5）连接至机械臂（4）上。
2.根据权利要求1所述的一种旋转移位物料搬运机械臂，所述机械臂（4）包括第一机械臂（41）、第二机械臂（42）和第三机械臂（43），第一机械臂（41）与第二机械臂（42）通过万向头（44）活动连接，第二机械臂（42）与第三机械臂（43）通过万向头（44）活动连接；第三机械臂（43）通过连接件（5）与取料机械爪（6）连接，所述第一机械臂（41）与第二机械臂（42）之间连接有第一液压缸（45），第二机械臂（42）与第三机械臂（43）之间设有第二液压缸（46），所述第三机械臂（43）与取料机械爪（6）之间设置第三液压缸（47）。
3.根据权利要求1所述的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，其特征在于：所述取料机械爪（6）包括支撑架（61）、连杆一（62）、连杆二（63）、连杆三（64）、连杆四（65）、传动杆（66）、第一取料机械爪（67）与第二取料机械爪（68） ，所述传动杆（66）活动设置在支撑架（61）上，且传动杆（66）的一端与第三液压缸（67）的伸缩杆连接，传动杆（66）的另一端分别与连杆一（62）和连杆二（63）的一端铰接，所述传动杆（66）上设有限位块（67），所述连杆一（62）的另一端左端铰接在第一取料机械爪（67）中间位置，所述连杆二（63）的另一端铰接在第二取料机械爪（68）中间位置，所述连杆三（63）的左端活动设置在支撑架（61）上，右端与第一取料机械爪（67）的左端铰接，所述连杆四（65）活动设置在支撑架（61）上，右端与第二取料机械爪（68）的左端铰接。
4.根据权利要求1所述的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，其特征在于：所述取料机械爪（6）包括支撑架（61）、连杆一（62）、连杆二（63）、连杆三（64）、连杆四（65）、传动齿条（69）、第一取料机械爪（67）与第二取料机械爪（68） ，所述传动齿条（610）活动设置在支撑架（61）上，且传动齿条（610）的一端与第三液压缸（47）的活塞杆连接，所述连杆一（62）的一端铰接在支撑架（61）上，另一端与铰接在第一取料机械爪（67）中间位置，所述连杆二（63）的一端铰接在支撑架（61）上，所述连杆二（63）的另一端铰接在第二取料机械爪（68）中间位置，所述连杆三（64）的一端设置齿轮一（641），所述齿轮一（641）活动设置在支撑架（61）上，另一端与第一取料机械爪（67）的端部铰接，所述连杆四（65）的一端设置齿轮二（651），所述齿轮二（651）活动设置在支撑架（61）上，另一端与第二取料机械爪（68）的端部铰接，所述齿轮一（641）和齿轮二（651）均与设置在支撑架（61）上的传动相齿条（69）啮合。
5.根据权利要求3或4所述的一种多功能旋转移位物料搬运机械臂 ，其特征在于：所述第一取料机械爪（67）和第二取料机械爪（68）均包括安装臂（6a）和夹持臂（6b），所述夹持臂（6b）的一端连接与安装臂（6a）上，所述安装臂（6a）和夹持臂（6b）一体成型，所述第一取料机械爪（67）的的夹持臂（6b）前端有个凹槽一（671），凹槽一（671）内设有超声波发射器（672）；第二取料机械爪（68）的夹持臂（6b）前端设有凹槽二（681），所述凹槽二（681）内设有超声波接收器，所述超声波发射器连接有超声波驱动电路，超声波驱动电路与单片机连接，所述超声波接收器连接超声波接收放大整形电路，超声波接收放大整形电路与单片机电连接，所述单片机与第三液压缸（47）连接。
6.根据权利要求1所述的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，其特征在于：所述升降气缸（21）和横向气缸（31）的外侧均设有伸缩防护罩（7），所述伸缩防护罩（7）包括防护罩一（71）和防护罩二（72），两者拼接构成一个腔体，所述防护罩一（21）内部左右两侧设有滑轨，防护罩二（72）外部的左右两侧设有与滑轨像匹配的滑块，所述防护罩一（71）和防护罩二（72）之间还还设有拉伸弹簧（73）。
7.根据权利要求1所述的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，其特征在于：所述底座（1）下方设有麦克納姆轮组（11），每个麦克纳姆轮组（11）具有独立的伺服驱动电机（22）进行驱动，所述麦克納姆轮组（11）上还设有避震机构（12），所述避震机构（12）包括支撑架（121）、导向轴（9）、弹簧（17）和避震支架（124），所述支撑架（121）与避震支架（124）中间通过导向轴（9）连接固定，所述导向轴（9）上套设有弹簧（17）。
8.根据权利要求1所述的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，其特征在于：所述连接件（5）上还设有用于检测取料机械爪（6）工作状态的CCD检测机构（9），所述的CCD检测机构（9）包括安装支架（91）、摄像头调节装置（92）、光源装置（93），以及安装在摄像头调节装置（92）上的摄像头（94）组成。
9.根据权利要求1所述的一种旋转移位物料搬运机械臂 ，其特征在于：所述第一机械臂（41）、第二机械臂（42）、第三机械臂（43）和取料机械爪（44）的内部均设有加强层，所述加强层为碳纤维编织层或高锰钢丝网。
10.一种如权利要求1-7所述的多功能旋转移位物料搬运机械臂的工作方法，其特征在于：具体工作方法如下：
（1）首先由工作人员将升降立柱（2）安装在底座（1）上的旋转盘（7）上，横梁（32）安装在升降立柱（2）上，然后将机械臂（4）、连接件（5）和取料机械爪（6）进行组装后安装到升降立柱（2）上；
（2）待机械臂（4）安装完毕后，将CCD检测机构（9）安装到连接件上；
（3）待上述步骤完成后，机械臂进入工作状态；
（4）将组装好的机械臂（4）在底座（1）的作用下移动至待需要搬运的物料处，升降气缸（21）带动支撑立柱（22）下降，进而控制机械臂（4）的高度下降，将其调节至合适的高度；
（5）根据所需搬运物料与取料机械爪（6）之间的距离，控制横向气缸（31）与机械臂（4）的水平位置进行调整，将其调节至合适的位置；
（6）第一液压缸（45）控制第二机械臂（41）运动，第二液压气缸（46）控制第三机械臂（42）发生运动，第三液压气缸（46）控制取料机械爪（6）发生运动；
（7）第一液压缸（45）和第二液压缸（46）配合控制，将取料机械爪（6）送至物料的正上方；
（8）当取料机械爪（6）靠近待夹持物料时，单片机（674）通过超声波发射器（682）驱动电路控制超声波发射器（682）发出超声波，超声波接收器（674）接收到物品反射的超声波信号，经超声波接受放大整形电路（683）处理后输入给单片机（674），单片机（674）根据超声波接收器（682）获得的信号计算目标距离，传输给第三液压缸（46）控制信号，控制第一取料机械爪（67）和第二取料机械爪（68）工作；
（9）第三液压缸控制取料机械爪（6）的开合，当第三液压缸（46）的伸缩杆伸长时，第一取料机械爪（67）和第二取料机械爪（68）分别相对方向运动，使得取料机械爪（6）呈张开状态，取料机械爪（6）夹持物料；
（10）CCD检测机构（9）中的摄像头（94）实时监测取料机械爪（6）中的物料是否夹持到位，如果取料机械爪（6）没有夹持物料到位，第三液压缸（46）重新控制取料机械爪恢复张开状态，进行物料夹持；
（11）CCD检测机构（9）检测到取料机械爪（6）夹持到物料到位时，第三液压缸（46）的伸缩杆缩回，使得取料机械爪（6）向闭合方向的状态靠近，实现物料夹持；
（12）取料机械爪夹（6）持到物料后，升降气缸（21）控制支撑立柱（22）升高，横向气缸（31）控制伸缩杆回收，旋转盘（7）旋转，将机械臂（6）进行180°转向；
（13）底座（1）带动机械臂（6）移动至物料的存放处，升降气缸（21）控制支撑立柱（22）下降，第三液压缸（46）控制伸缩杆伸长，第一取料机械爪（67）和第二取料机械爪(68)分别相对方向运动，使得取料机械爪（6）呈张开状态，物料被运输至规定位置，完成物料输送。
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