CN109531606A - 一种电液双驱直推式机械手及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电液双驱直推式机械手及工作方法，它解决了现有技术中机械手适用范围有限的问题，能够在不同的工况采用不同的驱动方式，具有更大的夹取力，更节能、更灵敏、噪音更小；其技术方案为：包括两个相对安装且转动连接的机械手指，两个机械手指的连接端通过直线运动装置与电动驱动装置相连，所述连接端还与设置在直线运动装置一侧的液压驱动装置相连；根据不同工况，可选择电动驱动装置单独控制或者液压驱动装置辅助电动驱动装置控制机械手指开合。

Description

一种电液双驱直推式机械手及工作方法

技术领域

本发明涉及机械手领域，尤其涉及一种电液双驱直推式机械手及工作方法。

背景技术

机械手一般分为电机驱动机械手、液压驱动机械手等，虽然能够实现对物体的夹取搬运动作，但是不能满足一些工况对机械手灵活性的要求。现有普通的电机驱动机械手存在夹取较重物体时夹取力不足的问题，而普通液压驱动机械手的节能性、灵敏性不足，且存在较大噪音。

因此，现有机械手不能很好的适应各工况对夹取力的不同要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种电液双驱直推式机械手及工作方法，能够在不同的工况采用不同的驱动方式，与普通机械手相比，具有更大的夹取力，更节能、更灵敏、噪音更小。

本发明采用下述技术方案：

一种电液双驱直推式机械手，包括两个相对安装且转动连接的机械手指，两个机械手指的连接端通过直线运动装置与电动驱动装置相连，所述连接端还与设置在直线运动装置一侧的液压驱动装置相连；根据不同工况，可选择电动驱动装置单独控制或者液压驱动装置辅助电动驱动装置控制机械手指开合。

进一步的，所述直线运动装置包括电驱动推杆和丝杠装置，电驱动推杆一端机械手指铰接，另一端与丝杠装置螺纹连接；

所述电驱动推杆配置拉力传感器。

进一步的，所述电驱动推杆一侧安装多个限位开关，电驱动推杆内侧设有接触点，当限位开关与接触点接触时，机械手停止动作且被锁死。

进一步的，所述电驱动推杆一侧安装上限位开关和下限位开关，上限位开关与接触点接触时，机械手指完全张开，下限位开关与接触点接触时，机械手指完全闭合。

进一步的，所述液压驱动装置包括油缸和安装于油缸顶部的油缸推杆，油缸推杆通过销轴与机械手指相连。

进一步的，所述油缸具有进油口和回油口，油缸进油口和回油口通过伺服阀体连通，通过伺服阀体向油缸内供给高压油。

进一步的，所述油缸与伺服阀体之间安装油路块，油路块与油缸相对安装的一侧设有与油缸回油口连通的油路A口、与油缸进油口连通的油路B口。

进一步的，所述油路块与伺服阀体相对安装的一侧设有与伺服阀体各油口相配合的油口，油路口底部设有用于连接外界高压油的油路块进油口和油路块出油口。

进一步的，所述电动驱动装置包括电机和由电机驱动的齿轮传动机构。

电液双驱直推式机械手的工作方法为：

当夹取重量较轻物体时，电机驱动丝杠装置使机械手指打开，配合丝杠装置的反向自锁功能将物体夹住；

当夹取的物体超过电机负载时，启动液压驱动装置，外界提供的高压油通过伺服阀体传输至油缸，液压推杆控制机械手指打开，同时电机辅助动作，使机械手指夹紧物体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的机械手指连接电动驱动装置和液压驱动装置，当夹取的物体较轻时，只有电机驱动实现夹手开合；当夹取的物体较重、超过电机负载时，液压驱动装置开始驱动，并辅助电机驱动，以实现更大的夹取力；相对普通机械手具有更广的工作适用范围；

(2)本发明的电驱动推杆设置上限位开关和下限位开关，能够在机械手指完全张开和完全闭合状态下将机械手指锁死，使机械手指具有稳定的夹持力；

(3)本发明的丝杠装置具有反向自锁功能，能够保证机械手指夹紧物体、不松脱。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明去除壳体后的结构示意图；

图3为本发明油路块部分结构示意图；

图4为本发明的齿轮传动机构结构示意图；

图5为本发明的电机驱动与油缸驱动结构示意图；

图6为本发明的丝杠装置结构示意图；

其中，1-机械手指；2-第二连杆；3-第一连杆；4-油路块；5-油缸；6-齿轮盖；7-伺服阀体；8-壳体；9-触碰点；10-第三连杆；11-销轴；12-油缸推杆；13-电驱动推杆；14-拉力传感器；15-油路A口；16-油路B口；17-油路一口；18-油路三口；19-油路四口；20-油路二口；21-减速齿轮组；22-油路块进油口；23-油路块回油口；24-推杆固定套；25-电机；26-上限位开关；27-下限位开关；28-丝杠装置。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在机械手适用范围有限的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种电液双驱直推式机械手及工作方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图6所示，提供了一种电液双驱直推式机械手，包括两个机械手指1、直线运动装置、电动驱动装置、液压驱动装置和控制系统。

两个机械手指1相对安装且转动连接，两个机械手指1的连接端通过直线运动装置与电动驱动装置相连，所述连接端还与设置在直线运动装置一侧的液压驱动装置相连。

所述直线运动装置包括电驱动推杆13和丝杠装置28，电驱动推杆13一端通过销轴11与两个机械手指1相连，且机械手指1分设于电驱动推杆13端部两侧。

电驱动推杆13具有推杆固定套24，推杆固定套24内部具有内螺纹，电驱动推杆13通过推杆固定套24与丝杠装置28螺纹连接。

推杆固定套24顶部设置推杆外壳帽，推杆外壳帽与电驱动推杆13顶部之间安装拉力传感器14。

所述推杆固定套24外侧安装多个限位开关，推杆固定套24内侧设有接触点9。

在一些实施方式中，所述推杆固定套24外侧间隔安装上限位开关26和下限位开关27，接触点9介于上限位开关26和下限位开关27之间。

所述丝杠装置28为丝杠，电动驱动装置包括电机25和齿轮传动机构，丝杠与电机25通过齿轮传动机构相连，齿轮传动机构安装于齿轮盖6内部。

在一些实施方式中，所述齿轮传动机构为减速齿轮组21。

当两个机械手指1完全张开时，电驱动推杆13到达最上位置，此时固定在电驱动推杆13上的触碰点9与上限位开关26接触，电机25停止运转，伺服阀7关闭油缸的供油和回油，使油缸的进油和回油都处于关闭状态，机械手指停止动作且被锁死。

当机械夹手指1完全闭合时，电驱动推杆13到达最下位置，触碰点9与下限位开关27接触，机械手指1停止动作且被锁死。

所述液压驱动装置包括油缸5、油缸推杆12、油路块4和伺服阀体7，油缸推杆12安装于油缸5顶部，且与销轴11相连。

油缸推杆12、电驱动推杆13顶部安装在壳体8内。

油缸5有两个油口，即油缸进油口、油缸回油口。

在一些实施方式中，所述油缸5为薄壁方形油缸。

伺服阀体7有四个油口，即阀体进油口、阀体回油口、阀体一口、阀体二口，当阀体进油口与外部高压油连通、阀体回油口与外部油箱连通时，伺服阀体7可控制阀体一口和阀体二口的开口大小，即可控制阀体一口和阀体二口液压油的流量。

所述油路块4与油缸5相对安装一侧设有油路A口15和油路B口16，与伺服阀体7相对安装一侧设置有油路一口17、油路二口20、油路三口18、油路四口19。

油路A口15与油缸回油口配合相通，油路B口16与油缸进油口配合相通；油路二口20在油路块4内部与油路A口15相通，并与阀体二口配合相通。

油路一口17与油路二口16在油路块4内部相通，并与阀体一口配合相通；油路三口18与阀体进油口配合相通，并与油路块回油口23在油路块4内部相通。

油路四口19与阀体进油口配合相通，并与油路块进油口22在油路块4内部相通；油路块进油口22与外界高压油进油连接，油路块回油口23与外界高压油回油连接。

机械手指1均连接连杆机构，所述连杆机构包括第一连杆2、第二连杆3和第三连杆8，第一连杆2呈H型，其一端与机械手指1底部一端铰接，另一端与支撑座7端部铰接。

每组连杆机构分别包括两个第一连杆3、两个第二连杆2，第一连杆3和第二连杆2相互平行。

第一连杆3一端与机械手指1底部远离夹持侧一端铰接，第一连杆3另一端与机械手指底座铰接；第二连杆2一端与机械手指1底部靠近夹持侧一端铰接，第二连杆2另一端与机械手指底座铰接。

所述第三连杆10一端与H型的第一连杆3内侧(夹取侧)铰接，第三连杆10倾斜穿过两个第二连杆2之间并与销轴11铰接。

电液双驱直推式机械手的工作方法为：

在夹取较轻的物体(电机25所能承受的载荷范围内)时，油缸进油口与油缸回油口通过伺服阀体7相通，油缸推杆12可自由上下移动，此时在电机25的驱动下，电驱动推杆13上下移动，进而实现机械手指1的夹取动作。

此时，整个系统不需要高压油，因此机械手指1仅需要很少的电力，消耗的能源很小，同时又因为电机噪音小，且避免了提供高压油的液压站产生的噪音，因此机械手具有节能、低噪音的特点。

在夹取较重的物体时，拉力传感器14反馈较大的拉力信号给控制系统，控制系统打开液压站并开始提供高压油，此时主要靠油缸提供大的拉力，电机25只起辅助作用，因此机械手也可实现夹取重量很大的物体。

所述控制系统为现有结构，此处不再赘述。

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

Claims (10)

1.一种电液双驱直推式机械手，其特征在于，包括两个相对安装且转动连接的机械手指，两个机械手指的连接端通过直线运动装置与电动驱动装置相连，所述连接端还与设置在直线运动装置一侧的液压驱动装置相连；根据不同工况，可选择电动驱动装置单独控制或者液压驱动装置辅助电动驱动装置控制机械手指开合。

2.根据权利要求1所述的一种电液双驱直推式机械手，其特征在于，所述直线运动装置包括电驱动推杆和丝杠装置，电驱动推杆一端机械手指铰接，另一端与丝杠装置螺纹连接；

所述电驱动推杆配置拉力传感器。

3.根据权利要求2所述的一种电液双驱直推式机械手，其特征在于，所述电驱动推杆一侧安装多个限位开关，电驱动推杆内侧设有接触点，当限位开关与接触点接触时，机械手停止动作且被锁死。

4.根据权利要求3所述的一种电液双驱直推式机械手，其特征在于，所述电驱动推杆一侧安装上限位开关和下限位开关，上限位开关与接触点接触时，机械手指完全张开，下限位开关与接触点接触时，机械手指完全闭合。

5.根据权利要求1所述的一种电液双驱直推式机械手，其特征在于，所述液压驱动装置包括油缸和安装于油缸顶部的油缸推杆，油缸推杆通过销轴与机械手指相连。

6.根据权利要求5所述的一种电液双驱直推式机械手，其特征在于，所述油缸具有进油口和回油口，油缸进油口和回油口通过伺服阀体连通，通过伺服阀体向油缸内供给高压油。

7.根据权利要求6所述的一种电液双驱直推式机械手，其特征在于，所述油缸与伺服阀体之间安装油路块，油路块与油缸相对安装的一侧设有与油缸回油口连通的油路A口、与油缸进油口连通的油路B口。

8.根据权利要求7所述的一种电液双驱直推式机械手，其特征在于，所述油路块与伺服阀体相对安装的一侧设有与伺服阀体各油口相配合的油口，油路口底部设有用于连接外界高压油的油路块进油口和油路块出油口。

9.根据权利要求1所述的一种电液双驱直推式机械手，其特征在于，所述电动驱动装置包括电机和由电机驱动的齿轮传动机构。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种电液双驱直推式机械手的工作方法，其特征在于，当夹取重量较轻物体时，电机驱动丝杠装置使机械手指打开，配合丝杠装置的反向自锁功能将物体夹住；

当夹取的物体超过电机负载时，启动液压驱动装置，外界提供的高压油通过伺服阀体传输至油缸，液压推杆控制机械手指打开，同时电机辅助动作，使机械手指夹紧物体。