CN109664281A - 多重移动机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多重移动机械手，其包括：桁架；纵向滑座，其沿所述桁架进行X方向的滑动；横向滑座，其沿所述纵向滑座进行与X方向相垂直的Y方向的滑动；机械臂总成，其沿所述横向滑座进行与X方向和Y方向相垂直的Z方向的滑动；夹持装置，其安装于所述机械臂总成上，并由随所述机械臂总成进行X、Y、Z方向的运动。本发明的多重移动机械手在垂向采用多重运动机构形式，可实现垂向机构的较大伸展易于从各料框中取（放）工件；又可以实现垂向机构收缩为较短尺寸，从而易于避开设备顶部障碍，双向水平移动至生产线各设备内空间放置（取出）工件。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械手，尤其涉及一种的多重移动机械手。
背景技术
机械手（机器人）已广泛应用于物料搬运，特别是在机械制造领域，主要包括直角坐标机械手（机器人）和关节式工业机器人两大类，两者都有广泛应用。直角坐标机械手结构、控制和编程简单，应用和维护方便，而关节式机器人在这些方面均较为复杂。在应用中，直角坐标机械手可采用示教编程方式，也可直接采用指令编程方式，而关节式机器人由于轨迹运算复杂，往往采用示教编程方式。
在机械制造业中，有一种相对特殊的物料搬运场合，生产线上若干台加工设备为水平凹型，其上下料空间为有限小空间，如冲压机、油压机等，即，机械手（机器人）要从料框中垂直取出（放入）工件，移动至生产线中各设备处，避开顶部障碍从设备正面小空间水平移动放入工件（取出已加工工件），使机械手、机器人移动空间受限。在这种场合，采用关节式机器人形式容易实现规定的避障要求，但其伸入料框取（放）工件却不易避障，并且需设置移动导轨，同时，关节式机器人适应生产线上多台设备、多种料框及多种工件排布、多种工件取放动作、工件和料框变动的示教编程将很繁琐，整个物料搬运系统较为复杂。如采用常规的直角坐标机械手形式，则除了设备顶部的避障无法实现，其它方面都容易实现，编程和应用很方便，整个物料搬运系统相对简单。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多重移动机械手，以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述发明目的，本发明提供一种多重移动机械手，其包括：
桁架；
纵向滑座，其沿所述桁架进行X方向的滑动；
横向滑座，其沿所述纵向滑座进行与X方向相垂直的Y方向的滑动；
机械臂总成，其沿所述横向滑座进行与X方向和Y方向相垂直的Z方向的滑动；
夹持装置，其安装于所述机械臂总成上，并由随所述机械臂总成进行X、Y、Z方向的运动。
作为本发明的多重移动机械手的特点，所述纵向滑座包括：横梁和角形座，所述横梁通过角形座沿所述桁架进行X方向的滑动，且所述横梁与所述桁架保持垂直。
作为本发明的多重移动机械手的特点，所述三角座与所述桁架之间还设置有第一导轨副、第一齿条以及第一驱动机构，所述第一导轨副沿所述桁架长度方向延伸设置，所述第一驱动机构包括电机，所述电机通过齿轮与Z方向布置的第一齿条传动连接。
作为本发明的多重移动机械手的特点，所述横向滑座与所述纵向滑座之间还设置有第二导轨副，所述第二导轨副沿所述横梁的长度方向延伸设置，所述横向滑座由第二驱动机构驱动沿所述第二导轨副进行Y向滑动，所述第二驱动机构包括电机以及传动螺杆。
作为本发明的多重移动机械手的特点，所述机械臂总成包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂沿所述横向滑座进行Z方向的滑动，所述第二机械臂沿所述第一机械臂进行Z方向的滑动。
作为本发明的多重移动机械手的特点，所述第一机械臂和横向滑座之间还设置有第三导轨副、第二齿条以及第三驱动机构，所述第三导轨副沿Z方向设置，所述第三驱动机构包括电机，所述电机通过齿轮与Z方向布置的第二齿条传动连接。
作为本发明的多重移动机械手的特点，所述第二机械臂和第一机械臂之间还设置有第四导轨副、第三齿条以及第四驱动机构，所述第四导轨副沿Z方向设置，所述第四驱动机构包括电机，所述电机通过齿轮与Z方向布置的第三齿条传动连接。
作为本发明的多重移动机械手的应用特点，在一条生产线的桁架上可设置若干个由所述纵向滑座、横向滑座和机械臂总成所组成的多重机械手总成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的多重移动机械手在垂向采用多重运动机构形式，可实现垂向机构的较大伸展易于从各料框中取（放）工件；又可以实现垂向机构收缩为较短尺寸，从而易于避开设备顶部障碍，双向水平移动至生产线各设备内空间放置（取出）工件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的多重移动机械手的侧视图；
图2为本发明的多重移动机械手的主视图
图3为设置多个多种机械手总成时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
本发明的多重移动机械手主要由桁架、纵向滑座、横向滑座、机械臂总成以及夹持装置等结构组成。
其中，横向运动机构部分由横向驱动部分和横向滑座组成，横向滑座倒挂在桁架下方；垂向运动机构部分采用两至三重运动机构，使垂向运动行程实现多重运动的叠加；当生产线较长，从而桁架较长时，对桁架采用特殊辅助支撑，如“Γ”型支撑。
根据工件结构特点，夹持装置可以是吸盘、气动夹爪等机构。通过上述技术方案，实现机械手的三直角坐标运动，并且，垂向部件可以具有较大行程从而伸入料框取（放）工件，可收缩成较短尺寸连同横向部件直接伸入到各设备的内部工作区域，实现放置（取出）工件动作；可适应多台设备、多个料框、料框中多种工件排布变化的取（放）工件多种，相对于关节式机器人，结构、控制、编程和应用操作、维护更为简单。
具体地，如图1、2所示，所述纵向滑座1用于实现X方向的滑动，其由横梁15和角形座16组成，并在角形座15处通过两个第一导轨副17滑动连接在桁架2上，使横梁15置于桁架2的下方。第一齿条19固定安装在桁架2的上部，第一驱动机18固定安装在纵向滑座1的上部，其包括电机，电机的输出齿轮与第一齿条19啮合。
所述横向滑座4用于实现Y方向的滑动，其通过两个第二导轨副3与横梁15滑动连接。第二驱动机构14固定安装在横梁15的中部，其通过传动螺杆驱动所述横向滑座4沿所述第二导轨副3进行滑动。
所述机械臂总成用于实现Z方向的滑动，其第一机械臂13和第二机械臂，所述第一机械臂沿所述横向滑座进行Z方向的滑动，所述第二机械臂沿所述第一机械臂进行Z方向的滑动。
所述第一机械臂13通过第三导轨副5滑动安装在横向滑座4上，其中，第三导轨副5的轨道安装在第一机械臂13上。第二齿条12固定安装在第一机械臂13上。第三驱动机构7固定安装在纵向滑座4上，其输出齿轮与第二齿条12啮合。
所述第二机械臂9通过第四导轨副8滑动安装在第一机械臂13上，其中，第四导轨副8的轨道安装在第二机械臂9上。第三齿条6固定安装在第二机械臂9上。第四驱动机构10固定安装在第一机械臂13上，其输出齿轮与第三齿条6啮合。
所述夹持装置11用于夹持产品，其可以是吸盘、气动夹爪等机构。所述夹持装置11安装在第二机械臂9的下端。此外，根据生产线设备主机数量、工件上下料要求，可采用若干套机械手总成（如图3所示）。
工作运行原理：
根据生产线设备数量和上下料实际情况需要，可配置若干个机械手装置，如图3。根据加工需要，可设置若干个上料框和收料框，工件在料框中可多排、多层叠放。
取料和放料过程坐标运动：通过纵向滑座1的角形座16在桁架2上的移动实现机械手总成的X向坐标运动；通过横向滑座4在纵向滑座1的横梁15上移动实现机械手的Y向运动。
通过第一机械臂13在横向滑座4上作垂向移动实现Z方向运动，通过第二机械臂9在第一机械臂13的垂向移动实现Z方向运动，二者叠加可实现机械臂垂向长度的伸长和收缩。从而，实现机械手从料框取料（放料）时的伸长需要，在机械手进入设备工作区域取料（放料）时的缩短需要。
通过上述X、Y、Z坐标运动，可实现机械手对规定范围内的任意位置进行取、放工件的运动。以上坐标运动均通过相应方向的驱动机构18、14、7、10进行驱动，并由相应方向的导轨副17、3、5、8进行导向。
由于机械手本身可实现三向直角坐标运动和垂向伸缩运动，因此，可在规定范围内任意设置料框，且不需对料框另外设置运动机构。当生产线较长从而桁架较长时，可在中部设置“Γ”型辅助支撑架，既可达到辅助支撑目的，又可避开机械手的运行。由于机械臂具有一定的外形尺寸，料框的外形结构应避免与机械臂的正常取料、放料运动出现干涉。
综上所述，本发明的多重移动机械手在垂向采用多重运动机构形式，可实现垂向机构的较大伸展易于从各料框中取（放）工件；又可以实现垂向机构收缩为较短尺寸，从而易于避开设备顶部障碍，双向水平移动至生产线各设备内空间放置（取出）工件。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种多重移动机械手，其特征在于，所述多重移动机械手包括：
桁架；
纵向滑座，其沿所述桁架进行X方向的滑动；
横向滑座，其沿所述纵向滑座进行与X方向相垂直的Y方向的滑动；
机械臂总成，其沿所述横向滑座进行与X方向和Y方向相垂直的Z方向的滑动；
夹持装置，其安装于所述机械臂总成上，并由随所述机械臂总成进行X、Y、Z方向的运动。
2.根据权利要求1所述的多重移动机械手，其特征在于，所述纵向滑座包括：横梁和角形座，所述横梁通过角形座沿所述桁架进行X方向的滑动，且所述横梁与所述桁架保持垂直。
3.根据权利要求2所述的多重移动机械手，其特征在于，所述三角座与所述桁架之间还设置有第一导轨副、第一齿条以及第一驱动机构，所述第一导轨副沿所述桁架长度方向延伸设置，所述第一驱动机构包括电机，所述电机通过齿轮与Z方向布置的第一齿条传动连接。
4.根据权利要求2所述的多重移动机械手，其特征在于，所述横向滑座与所述纵向滑座之间还设置有第二导轨副，所述第二导轨副沿所述横梁的长度方向延伸设置，所述横向滑座由第二驱动机构驱动沿所述第二导轨副进行Y向滑动，所述第二驱动机构包括电机以及传动螺杆。
5.根据权利要求1所述的多重移动机械手，其特征在于，所述机械臂总成包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂沿所述横向滑座进行Z方向的滑动，所述第二机械臂沿所述第一机械臂进行Z方向的滑动。
6.根据权利要求5所述的多重移动机械手，其特征在于，所述第一机械臂和横向滑座之间还设置有第三导轨副、第二齿条以及第三驱动机构，所述第三导轨副沿Z方向设置，所述第三驱动机构包括电机，所述电机通过齿轮与Z方向布置的第二齿条传动连接。
7.根据权利要求5所述的多重移动机械手，其特征在于，所述第二机械臂和第一机械臂之间还设置有第四导轨副、第三齿条以及第四驱动机构，所述第四导轨副沿Z方向设置，所述第四驱动机构包括电机，所述电机通过齿轮与Z方向布置的第三齿条传动连接。
8.根据权利要求1所述的多重移动机械手，其特征在于，所述机械臂总成的数量为至少一个。
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