CN110155705A - 一种模具搬运用机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种模具搬运用机械手，包括设置于回转臂末端的推杆，固定壳，推杆配置部分延伸入固定壳的顶柱，顶柱的侧部形成限位槽并在顶柱的自由端连接压盘，固定壳设置垂直且对称设置的滑动杆，压盘的边缘装配套设在滑动杆上的滑块，并在滑块与固定壳的内底面之间嵌设弹簧，压盘的边缘铰接向下延伸出固定壳的至少两个夹块，固定壳的底部形成一体式结构的抵靠凸台，固定壳的顶部形成部分遮蔽顶柱的空心柱体，空心柱体的内壁面形成横向延伸入限位槽的限位件，凸台与夹块之间至少形成两个以上垂直方向夹持模具的受力点。通过本发明，简化了结构且降低了制造成本，并显著地提高了对模具的抓取过程的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及用于搬运模具的一种模具搬运用机械手。
背景技术
机械手是现代智能车间、智能仓储的重要模块之一。机械手是一种能模仿人手臂的某些动作功能，用以实现按固定程序及固定的空间预设运动轨迹实现抓取、搬运模具。机械手可以通过编程来完成各种预期的作业。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、托持型或者吸附型等，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系统预设的动作，改变被抓持物件的位置和姿势，运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。
模具是工业制造中常用的一种需要实现转运的物品。由于模具非常重，因此靠人工来转运模具已然不太现实，因此依靠自动化的机械手来实现转运模具已经成为技术发展的趋势。申请人经过仔细检索后，发现公开号为CN109048978A的中国发明专利公开了一种模具工件搬运机械手。
在该现有技术中，通过推杆轴连接第一联动杆，第一联动杆的另一端设置通过铆钉连接的转动杆，并通过弯形轨道以及滑杆的设置，实现机械手的在搬运的同时实现升降，并通过固定爪、转动轴与钢丝绳等结构的设置，实现对模具的抓取。然而，该现有技术所揭示的模具工件搬运机械手通过弯形轨道以及滑杆实现机械手在搬运的同时实现升降的过程中在垂直方向上的升降幅度较小，且存在有弯形轨道与滑杆在长期使用后由于磨损而导致存在机械失效的风险。同时，该现有技术中固定爪实现向内收缩以抓取物品以及向往扩张以松开物品的操作过程中，始终需要依靠钢丝绳的收放予以实现，因此一旦钢丝绳断裂则存在非常大的安全隐患，且存在对重量大的模具的抓取效果不佳的缺陷。
同时，由于该现有技术中的两个固定爪的自由端呈倾斜对称设置，因此在抓取模具的过程中只形成两个向上的受力点，因此该机械手在实现整体升降与平移的过程中由于模具出现晃动从而导致模具从固定爪上脱落，从而存在引发作业事故的安全隐患。由此可见，该固定爪对模具等待搬运的物品的抓取效果不理想。
最后，该现有技术所揭示的模具工件搬运机械手的整体结构过于复杂，因此存在装配及维护难度过高、制造成本较高，且存在整体的机械可靠性不高的缺陷。
有鉴于此，有必要对现有技术中的模具搬运用机械手予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于揭示一种模具搬运用机械手，以克服现有技术中用于搬运模具的机械手所存在的结构复杂，制造成本较高且可靠性不高的缺陷，并实现对模具的抓取过程的可靠性。
为实现上述目的，本发明提供了一种模具搬运用机械手，包括：设置于回转臂末端的推杆，具中空结构的固定壳，所述推杆配置部分延伸入固定壳的顶柱，所述顶柱的侧部形成限位槽并在顶柱的自由端连接压盘，所述固定壳设置垂直且对称设置的滑动杆，所述压盘的边缘装配套设在滑动杆上的滑块，并在滑块与固定壳的内底面之间嵌设弹簧，所述压盘的边缘铰接向下延伸出固定壳的至少两个夹块，所述固定壳的底部形成一体式结构的抵靠凸台，所述固定壳的顶部形成部分遮蔽顶柱的空心柱体，所述空心柱体的内壁面形成横向延伸入所述限位槽的限位件，所述凸台与夹块之间至少形成两个以上垂直方向夹持模具的受力点。
作为本发明的进一步改进，所述限位槽呈圆环状，所述限位件呈具圆形通孔的圆环盘。
作为本发明的进一步改进，还包括与所述抵靠凸台同轴配置并向下延伸设置的限位凸台，所述限位凸台向下延伸过夹块。
作为本发明的进一步改进，所述夹块形成向内折弯的钩持部，所述钩持部与抵靠凸台所形成圆环面在垂直投影面上部分重叠。
作为本发明的进一步改进，所述限位槽沿垂直方向的长度小于或者等于所述弹簧处于压缩状语与松弛状态之间沿垂直方向的长度的差值。
作为本发明的进一步改进，所述夹块的外侧面形成缺口部，所述缺口部的横截面形状为半圆形或者三角形，所述固定壳的底部形成供夹块向下延伸出固定壳的圆环孔。
作为本发明的进一步改进，所述圆环孔的径向宽度为夹块径向宽度的1.5～2倍。
作为本发明的进一步改进，所述推杆为电动推杆或者液压推杆。
作为本发明的进一步改进，还包括：垂直连接回转臂的转动柱，以及与转动柱同轴装配的主轴，所述主轴的顶部形成用于容置轴承的收容槽，所述转动柱与轴承的内圈轴向装配。
作为本发明的进一步改进，还包括：承载主轴的基座，所述基座的外表面整体涂装绝缘漆。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本发明所揭示的一种模具搬运用机械手，通过所述凸台与夹块之间至少形成两个以上垂直方向夹持模具的受力点，不仅克服了现有技术中用于搬运模具的机械手所存在的结构复杂，制造成本较高且可靠性不高的缺陷，还显著地提高了该模具搬运用机械手对模具的抓取过程的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种模具搬运用机械手的结构示意图；
图2为本发明一种模具搬运用机械手的剖视图；
图3为本发明一种模具搬运用机械手中的固定壳的立体图；
图4为弹簧呈压缩状态下夹块向下发生位移状态时的示意图；
图5为弹簧呈压缩状态下夹块向下发生位移状态且横向张开时的示意图。
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。
实施例一：
参图1至图5所示出的本发明一种模具搬运用机械手的一种具体实施方式。
在本实施例中，该模具搬运用机械手，包括：设置于回转臂6末端的推杆7，具中空结构的固定壳17。固定壳17形成空腔体18。推杆7配置部分延伸入固定壳17的顶柱71。顶柱71的侧部形成限位槽15并在顶柱71的自由端连接压盘8，固定壳17设置垂直且对称设置的滑动杆13。具体的，推杆7为电动推杆或者液压推杆，在本实施例中具体选用电动推杆，并可通过埋入回转臂6的导线与上位机(例如工控机、PC)连接，以实现自动化控制。滑动杆13垂直连接固定壳17的内顶面176与内底面175。
压盘8的边缘装配套设在滑动杆13上的滑块12，并在滑块12与固定壳17的内底面175之间嵌设弹簧14。压盘8的边缘铰接向下延伸出固定壳17的至少两个夹块11，固定壳17的底部形成一体式结构的抵靠凸台172，固定壳17的顶部形成部分遮蔽顶柱71的空心柱体171，空心柱体171的内壁面形成横向延伸入所述限位槽15的限位件16。空心柱体171形成用于容纳顶柱71的腔体170。夹块11形成向内折弯的钩持部112，所述钩持部112与抵靠凸台172所形成圆环面174在垂直投影面上部分重叠。钩持部112面向固定壳17的一侧形成锁定面110，在使用该模具搬运用机械手夹持模具时，可通过锁定面110与圆环面174共同夹持待搬运的模具的边缘，以增加在搬运磨具过程中的接触面积，从而提高了对模具搬运(垂直方向与水平方向)的稳定性，防止重量较大的模具在转运过程中发生掉落。同时，在本实施例中，该凸台172与夹块11之间至少形成两个以上垂直方向夹持模具的受力点。夹块11在水平方向上呈环形等间距布置，以进一步提高对模具进行抓取的稳定性，防止模具在水平运转过程中发生掉落。
固定壳17优先地被配置为圆柱状，并整体采用不锈钢支撑，并在底部开设两个供夹块11向下延伸出固定壳17的且沿垂直投影面呈正方形的通孔19。通孔19的边长为夹块11径向宽度的1.5～2倍，从而使得夹块11能够按照图4及图5所示出的状态对模具进行加紧与松开。在本实施例中，该模具搬运用机械手还包括与抵靠凸台172同轴配置并向下延伸设置的限位凸台173，所述限位凸台173向下延伸过夹块11。在使用过程中，可将限位凸台173延伸入模具所形成的内部腔体中(未示出)，并通过钩持部112与抵靠凸台172位于限位凸台173径向外侧所形成的圆环面173，以至少形成两个以上垂直方向夹持模具的受力点。更优选的，该凸台173还可被配置为能够垂直伸缩的结构，以形成三点式夹持模具的抓取方式，以进一步提高该模具搬运用机械手抓取模具的可靠性与安全性。
在本实施例中，该限位槽15呈条状，并在沿垂直方向的长度小于或者等于所述弹簧14处于压缩状语与松弛状态之间沿垂直方向的长度的差值。通过此种结构设置，有效地防止了在钩持部112与抵靠凸台172位于限位凸台173径向外侧所形成的圆环面174在垂直方向上相互分离以释放模具的过程中被过度压缩，从而提高了弹簧14的使用寿命。
限位件16被配置为与限位槽15相适配的柱体，并能够使得限位件16在限位槽15中由于顶柱71垂直方向上的运动，而实现在限位槽15中的垂直相对运动，并通过限位槽15在垂直方向上起到对限位件16的导引作用。
同时，本实施例所揭示的一种模具搬运用机械手还包括：垂直连接回转臂6的转动柱5，与转动柱5同轴装配的主轴2，以及承载主轴2的基座1。主轴2的顶部形成用于容置轴承4的收容槽3，转动柱5与轴承4的内圈轴向装配，收容槽3卡持轴承4的外圈，从而实现了回转臂6的水平轴向转动。
同时，在本实施例中，该基座1的外表面整体涂装绝缘漆，以避免发生漏电事故。优选的，主轴2可内置伺服电机(未示出)，以通过伺服电机驱动转动柱6，并以转动柱6为枢转轴驱动该回转臂6在水平方向上作轴向转动，以整体地驱动位于推杆7下方的所有组件抓取模具，并实现在水平方向上的运转。
接下来对本实施例所揭示的一种模具搬运用机械手的具体工作原理及过程，并结合结构特征予以简要阐述。
当需要抓取模具时，顶柱71垂直向下移动，驱动压盘8垂直向下移动，并通过滑块12压缩弹簧14，于此同时，通过铰接的两个夹块11从通孔19处垂直向下延伸，以增加钩持部112与抵靠凸台172位于限位凸台173径向外侧所形成的圆环面174之间形成的距离，并使得夹块11从图2所示出的状态变化成图4所示出的状态。在图4中，夹块11运动至虚线所示出的位置11a。由于夹块11与压盘8的边缘呈铰接关系，因此可将夹块11横向张开，以形成图5所示出的状态。在本实施例中，所谓横向张开是指沿水平方向上的运动。
在图5中，夹块11进一步运动至虚线所示出的位置11b。然后，顶柱71垂直向上移动，夹块11径向向内收缩，并通过钩持部112与圆环面174共同夹持模具的边缘，以平稳且可靠的夹持模具。在压盘8垂直向上移动的过程中，弹簧14在回弹力的驱动下，驱动滑块12在滑动杆13的导引下垂直向上运动，并使得弹簧14呈松弛状态，从而使得压盘8垂直向上移动的过程中的姿态更为平稳、舒畅，并防止发生锁死的问题，从而延长了整个模具搬运用机械手的使用寿命与整体可靠性。
实施例二：
配合参照图2、图4与图5所示，本实施例所揭示的一种模具搬运用机械手与实施例一相比，其主要区别在于，在本实施例中，限位槽15呈圆环状，限位件16呈具圆形通孔的圆环盘。限位槽15径向向内凹设于顶柱71的侧部。夹块11的外侧面形成缺口部111，缺口部111的横截面形状为半圆形或者三角形，固定壳17的底部形成供夹块11向下延伸出固定壳17的圆环孔19。圆环孔19的径向宽度为夹块11径向宽度的1.5～2倍。
在本实施例中，圆环孔19的作用与实施例一中沿垂直投影面呈正方形的通孔的作用相同，均用于供夹块11向下延伸出固定壳17的底部。由于在本实施例中，设置了圆环孔19，能够更为简便的清理固定壳17所形成的空腔体18内部堆积的灰尘及杂质，更为重要的是，可根据使用需要，更为方便的安装夹块11。需要说明的是，夹块11的数量与滑动杆13及弹簧14的数量相等，从而使得基于同一规格的固定壳17能够适应装配不同数量的夹块11的使用需求，以进一步提高该模具搬运用机械手对不同形状的模具的搬运需求，并提高了该固定壳17的通用性。
由于设置缺口部111，可在夹块11径向向外张开时在圆环孔19的宽度既定的前提下提高夹块11径向向外张开的幅度，以利于通过夹块11的钩持部112与圆环面174共同夹持尺寸更大的模具，从而提过了该模具搬运用机械手的适应性与实用性。
本实施例所揭示的模具搬运用机械手与实施例一所揭示的模具搬运用机械手相同部分的技术方案，请参实施例一所示，在此不再赘述。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
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 (10)
1.一种模具搬运用机械手，其特征在于，包括：设置于回转臂(6)末端的推杆(7)，具中空结构的固定壳(17)，所述推杆(7)配置部分延伸入固定壳(17)的顶柱(71)，所述顶柱(71)的侧部形成限位槽(15)并在顶柱(71)的自由端连接压盘(8)，所述固定壳(17)设置垂直且对称设置的滑动杆(13)，所述压盘(8)的边缘装配套设在滑动杆(13)上的滑块(12)，并在滑块(12)与固定壳(17)的内底面(175)之间嵌设弹簧(14)，所述压盘(8)的边缘铰接向下延伸出固定壳(17)的至少两个夹块(11)，所述固定壳(17)的底部形成一体式结构的抵靠凸台(172)，所述固定壳(17)的顶部形成部分遮蔽顶柱(71)的空心柱体(171)，所述空心柱体(171)的内壁面形成横向延伸入所述限位槽(15)的限位件(16)，所述凸台(172)与夹块(11)之间至少形成两个以上垂直方向夹持模具的受力点。
2.根据权利要求1所述的模具搬运用机械手，其特征在于，所述限位槽(15)呈圆环状，所述限位件(16)呈具圆形通孔的圆环盘。
3.根据权利要求1所述的模具搬运用机械手，其特征在于，还包括与所述抵靠凸台(172)同轴配置并向下延伸设置的限位凸台(173)，所述限位凸台(173)向下延伸过夹块(11)。
4.根据权利要求3所述的模具搬运用机械手，其特征在于，所述夹块(11)形成向内折弯的钩持部(112)，所述钩持部(112)与抵靠凸台(172)所形成圆环面(174)在垂直投影面上部分重叠。
5.根据权利要求1所述的模具搬运用机械手，其特征在于，所述限位槽(15)沿垂直方向的长度小于或者等于所述弹簧(14)处于压缩状语与松弛状态之间沿垂直方向的长度的差值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的模具搬运用机械手，其特征在于，所述夹块(11)的外侧面形成缺口部(111)，所述缺口部(111)的横截面形状为半圆形或者三角形，所述固定壳(17)的底部形成供夹块(11)向下延伸出固定壳(17)的圆环孔(19)。
7.根据权利要求6所述的模具搬运用机械手，其特征在于，所述圆环孔(19)的径向宽度为夹块(11)径向宽度的1.5～2倍。
8.根据权利要求6所述的模具搬运用机械手，其特征在于，所述推杆(7)为电动推杆或者液压推杆。
9.根据权利要求6所述的模具搬运用机械手，其特征在于，还包括：垂直连接回转臂(6)的转动柱(5)，以及与转动柱(5)同轴装配的主轴(2)，所述主轴(2)的顶部形成用于容置轴承(4)的收容槽(3)，所述转动柱(5)与轴承(4)的内圈轴向装配。
10.根据权利要求9所述的模具搬运用机械手，其特征在于，还包括：承载主轴(2)的基座(1)，所述基座(1)的外表面整体涂装绝缘漆。
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