CN108638112A - 一种脚手架用机械抓取手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脚手架用机械抓取手，旨在提供一种具有能够在停电或损坏的突发状况出现时，依旧夹持牢固，不易造成后续的人员损伤和物品损坏的优点的一种脚手架用机械抓取手，其技术方案要点是，包括安装板和夹爪，安装板与夹爪之间依次连接有X轴行动机构，Y轴行动机构，Z轴行动机构，驱动机构和锁紧机构，锁紧与驱动机构连接，用于带动并锁紧驱动机构，防止其反转而造成被夹持物体掉落，锁紧机构并能够锁住夹爪的位置，即使遇到停电或驱动机构故障的情况，也能够保持夹爪对物品的夹持牢固性，防止物品从夹爪上脱落而造成物品的损毁或人员的损伤，降低突发状况出现时的损失。
Description
技术领域
本发明涉及机械手设备领域，具体涉及一种脚手架用机械抓取手。
背景技术
机械手能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。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。
机械手所用的驱动机构主要有4种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。机械手可以减省工人、提高效率、降低成本、提高产品品质、安全性好、提升工厂形象。
在脚手架等机械制造行业中，机械手被广泛的运用于自动生产线中。制作脚手架时，通常使用机械手完成材料的搬运和成品的运输。机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
目前，公开号为CN107378989A的中国专利公开了一种气动机械手，它包括底板以及设置于所述底板上方的气缸、活塞杆、连接接头、连接臂和夹爪，所述气缸的底部连接于所述底板的下端，所述活塞杆的下端设置于所述气缸的内部，所述活塞杆的上端连接于所述连接接头下端，所述连接臂的一端铰连接于所述连接接头上端，所述连接臂的另一端铰连接于所述夹爪的下端，且所述夹爪的中部铰连接于所述底板的上端，所述气缸上设置有两件磁性开关。
这种气动机械手虽然结构简单、制作成本低，使用方便、可靠，动作灵活，降低了劳动强度，提高了生产效率，但是由于其夹爪由气缸驱动，使用这种气动机械手夹持较为贵重的或重量较大的零件时，一旦气缸出现问题或停电，卡爪就无法保持夹持状态，所夹持的零件掉落，容易造成人员损伤以及零件损坏，遭受较大的损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种脚手架用机械抓取手，其具有能够在停电或损坏的突发状况出现时，依旧夹持牢固，不易造成后续的人员损伤和物品损坏的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种脚手架用机械抓取手，包括安装板和夹爪，安装板与夹爪之间依次连接有
X轴行动机构，滑移连接在安装板上，用于驱动夹爪在X轴方向移动；
Y轴行动机构，滑移连接在X轴行动机构上，用于驱动夹爪在Y轴方向移动；
Z轴行动机构，滑移连接在Y轴行动机构上，用于驱动夹爪在Z轴方向移动；
驱动机构，固定在Z轴行动机构上，与夹爪连接，用于驱动夹爪完成零件的夹持；
锁紧机构，与驱动机构连接，用于带动并锁紧驱动机构，防止其反转而造成被夹持物体掉落。
通过采用上述技术方案，使用时，可以通过X轴行动机构控制夹爪在X轴方向上的移动，通过Y轴行动机构控制夹爪在Y轴方向的移动，通过Z轴行动机构控制夹爪在Z轴方向移动，从而完成夹爪在三维空间内的活动。
驱动机构的设置能够驱使夹爪完成夹持和放松的动作，而锁紧机构并能够锁住夹爪的位置，即使遇到停电或驱动机构故障的情况，也能够保持夹爪对物品的夹持牢固性，防止物品从夹爪上脱落而造成物品的损毁或人员的损伤，降低突发状况出现时的损失。
进一步设置：驱动机构包括两块滑动连接在Z轴行动机构上的滑块，滑块分别与两个夹爪固定连接，用于驱动夹爪完成夹持。
进一步设置：锁紧机构包括平行于水平面并转动连接在Z轴行动机构上的驱动丝杠，驱动丝杠穿透滑块并与其螺纹连接，驱动机构还包括用于带动驱动丝杠旋转的驱动电机。
进一步设置：驱动丝杠包括方向相反的左螺纹段和右螺纹段，两块滑块分别设于左螺纹段和右螺纹段内。
通过采用上述技术方案，驱动电机带动驱动丝杠旋转，由于驱动丝杠穿透滑块并与滑块螺纹连接，驱动丝杠上的左螺纹段和右螺纹段方向相反，驱动丝杠旋转时就能够带动滑块朝向相反方向滑移，从而带动夹爪相对或相背活动，完成对物品的夹持或放松。而由于滑块通过螺纹驱动，因此当驱动丝杠停止时，滑块在螺纹作用下依旧保持原有状态，不会因驱动机构停止而松开，能够达到较为良好的夹持效果，防止物品在突发状况中掉落而造成损失。
进一步设置：驱动机构包括两根相对设置并滑动连接在Z轴行动机构上的活动齿条，Z轴行动机构上对应活动齿条设有主动齿轮, 活动齿条通过主动齿轮带动旋转。
进一步设置：主动齿轮通过旋转轴连接在Z轴行动机构上，锁紧机构包括同轴心固定在旋转轴上的驱动蜗轮和转动连接在Z 轴行动机构上并与驱动蜗轮啮合的驱动蜗杆，驱动机构还包括用于带动驱动蜗杆旋转的主动电机。
通过采用上述技术方案，主动电机带动驱动蜗杆旋转，从而联动驱动蜗轮、旋转轴和主动齿轮旋转，以带动一侧的从动齿轮一级另一侧的中间齿轮，使两个从动齿轮朝向相反方向旋转，从而带动驱动齿条和固定在驱动齿条上的夹爪，完成物品的夹持或放松。
由于蜗轮蜗杆具有自锁性，通过蜗轮蜗杆带动的主动齿轮不会受到驱动齿条的作用旋转，当突发情况发生时依旧能够保持夹紧状态，从而避免经济损失和人员受伤。
进一步设置：X轴行动机构包括通过横向导轨安装在安装板上的中间板，Y轴行动机构包括垂直于中间板设置的连接板和过渡板，过渡板与连接板之间通过纵向导轨连接。
进一步设置：Z轴行动机构包括水平设置在过渡板末端的底板，底板下方通过活动板与夹爪连接，底板与活动板之间设有Z轴导轨。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
锁紧机构并能够锁住夹爪的位置，即使遇到停电或驱动机构故障的情况，也能够保持夹爪对物品的夹持牢固性，防止物品从夹爪上脱落而造成物品的损毁或人员的损伤，降低突发状况出现时的损失。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是实施例1的结构示意图；
图2是实施例1中用于显示锁紧机构的示意图；
图3是实施例2中用于显示锁紧机构的示意图。
图中，1、安装板；2、夹爪；3、X轴行动机构；31、中间板；32、横向导轨；4、Y轴行动机构；41、连接板；42、过渡板；43、纵向导轨；5、Z轴行动机构；51、底板；52、活动板；53、Z轴导轨；6、驱动机构；61、滑块；62、驱动电机；63、活动齿条；64、主动电机；7、锁紧机构；71、驱动丝杠；72、左螺纹段；73、右螺纹段；75、主动齿轮；77、旋转轴；78、驱动蜗轮；79、驱动蜗杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本发明所采用的技术方案是：
实施例1，一种脚手架用机械抓取手，如图1和图2所示，包括安装板1和夹爪2，安装板1与夹爪2之间依次连接有X轴行动机构3、Y轴行动机构4和Z轴行动机构5，X轴行动机构3，滑移连接在安装板1上，能够驱动夹爪2在X轴方向移动；Y轴行动机构4，滑移连接在X轴行动机构3上，能够驱动夹爪2在Y轴方向移动；Z轴行动机构5，滑移连接在Y轴行动机构4上，用于驱动夹爪2在Z轴方向移动。
如图1和图2所示，Z轴行动机构5上还设有驱动机构6，驱动机构6与夹爪2连接，用于驱动夹爪2完成零件的夹持。Z轴行动机构5上还设有锁紧机构7，锁紧机构7与驱动机构6连接，用于带动并锁紧驱动机构6，防止其反转而造成被夹持物体掉落。
如图1和图2所示， 驱动机构6包括两块滑动连接在Z轴行动机构5上的滑块61，滑块61分别与两个夹爪2固定连接，用于驱动夹爪2完成夹持，锁紧机构7包括平行于水平面并转动连接在Z轴行动机构5上的驱动丝杠71，驱动丝杠71穿透滑块61并与其螺纹连接，驱动机构6还包括用于带动驱动丝杠71旋转的驱动电机62。
如图1和图2所示，驱动丝杠71包括方向相反的左螺纹段72和右螺纹段73，两块滑块61分别设于左螺纹段72和右螺纹段73内。驱动电机62带动驱动丝杠71旋转，由于驱动丝杠71穿透滑块61并与滑块61螺纹连接，驱动丝杠71上的左螺纹段72和右螺纹段73方向相反，驱动丝杠71旋转时就能够带动滑块61朝向相反方向滑移，从而带动夹爪2相对或相背活动，完成对物品的夹持或放松。
而由于滑块61通过螺纹驱动，因此当驱动丝杠71停止时，滑块61在螺纹作用下依旧保持原有状态，不会因驱动机构6停止而松开，能够达到较为良好的夹持效果，防止物品在突发状况中掉落而造成损失。
如图1和图2所示，X轴行动机构3包括通过横向导轨32安装在安装板1上的中间板31，Y轴行动机构4包括垂直于中间板31设置的连接板41和过渡板42，过渡板42与连接板41之间通过纵向导轨43连接。Z轴行动机构5包括水平设置在过渡板42末端的底板51，底板51下方通过活动板52与夹爪2连接，底板51与活动板52之间设有Z轴导轨53。
实施例2，一种脚手架用机械抓取手，如图3所示，与实施例1的不同之处在于，驱动机构6包括两根相对设置并滑动连接在Z轴行动机构5上的活动齿条63，Z轴行动机构5上对应活动齿条63设有主动齿轮75, 活动齿条63通过主动齿轮75带动旋转。
主动齿轮75通过旋转轴77连接在Z轴行动机构5上，锁紧机构7包括同轴心固定在旋转轴77上的驱动蜗轮78和转动连接在Z 轴行动机构上并与驱动蜗轮78啮合的驱动蜗杆79，驱动机构6还包括用于带动驱动蜗杆79旋转的主动电机64。
主动电机64带动驱动蜗杆79旋转，从而联动驱动蜗轮78、旋转轴77和主动齿轮75旋转，以带动一侧的从动齿轮74一级另一侧的中间齿轮76，使两个从动齿轮74朝向相反方向旋转，从而带动驱动齿条和固定在驱动齿条上的夹爪2，完成物品的夹持或放松。
以上是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种脚手架用机械抓取手，包括安装板(1)和夹爪(2)，其特征在于：所述安装板(1)与夹爪(2)之间依次连接有
X轴行动机构(3)，滑移连接在安装板(1)上，用于驱动夹爪(2)在X轴方向移动；
Y轴行动机构(4)，滑移连接在X轴行动机构(3)上，用于驱动夹爪(2)在Y轴方向移动；
Z轴行动机构(5)，滑移连接在Y轴行动机构(4)上，用于驱动夹爪(2)在Z轴方向移动；
驱动机构(6)，固定在Z轴行动机构(5)上，与夹爪(2)连接，用于驱动夹爪(2)完成零件的夹持；
锁紧机构(7)，与驱动机构(6)连接，用于带动并锁紧驱动机构(6)，防止其反转而造成被夹持物体掉落。
2.根据权利要求1所述的一种脚手架用机械抓取手，其特征在于：所述驱动机构(6)包括两块滑动连接在Z轴行动机构(5)上的滑块(61)，滑块(61)分别与两个夹爪(2)固定连接，用于驱动夹爪(2)完成夹持。
3.根据权利要求2所述的一种脚手架用机械抓取手，其特征在于：所述锁紧机构(7)包括平行于水平面并转动连接在Z轴行动机构(5)上的驱动丝杠(71)，驱动丝杠(71)穿透滑块(61)并与其螺纹连接，驱动机构(6)还包括用于带动驱动丝杠(71)旋转的驱动电机(62)。
4.根据权利要求3所述的一种脚手架用机械抓取手，其特征在于：所述驱动丝杠(71)包括方向相反的左螺纹段(72)和右螺纹段(73)，两块滑块(61)分别设于左螺纹段(72)和右螺纹段(73)内。
5.根据权利要求1所述的一种脚手架用机械抓取手，其特征在于：所述驱动机构(6)包括两根相对设置并滑动连接在Z轴行动机构(5)上的活动齿条(63)，Z轴行动机构(5)上对应活动齿条(63)设有主动齿轮(75), 活动齿条(63)通过主动齿轮(75)带动旋转。
6.根据权利要求5所述的一种脚手架用机械抓取手，其特征在于：所述主动齿轮(75)通过旋转轴(77)连接在Z轴行动机构(5)上，锁紧机构(7)包括同轴心固定在旋转轴(77)上的驱动蜗轮(78)和转动连接在Z 轴行动机构上并与驱动蜗轮(78)啮合的驱动蜗杆(79)，驱动机构(6)还包括用于带动驱动蜗杆(79)旋转的主动电机(64)。
7.根据权利要求1所述的一种脚手架用机械抓取手，其特征在于：所述X轴行动机构(3)包括通过横向导轨(32)安装在安装板(1)上的中间板(31)，Y轴行动机构(4)包括垂直于中间板(31)设置的连接板(41)和过渡板(42)，过渡板(42)与连接板(41)之间通过纵向导轨(43)连接。
8.根据权利要求7所述的一种脚手架用机械抓取手，其特征在于：所述Z轴行动机构(5)包括水平设置在过渡板(42)末端的底板(51)，底板(51)下方通过活动板(52)与夹爪(2)连接，底板(51)与活动板(52)之间设有Z轴导轨(53)。
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