CN110682277A - 轻便紧凑型物料抓取机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种轻便紧凑型物料抓取机械手，包括机架、横向机械臂和纵向机械臂，横向机械臂的一端和机架固定连接，纵向机械臂通过前后往复机构设置在横向机械臂上，使得纵向机械臂能够在横向机械臂上前后滑动，纵向机械臂包括一级伸缩机构和二级伸缩机构，一级伸缩机构由伸缩驱动机构驱动，一级伸缩机构上下运动的同时能够带动二级伸缩机构同步上下运动。本发明只需要一个驱动机构，能够使得一级伸缩机构和二级伸缩机构同步上升或下降，即驱动机构在驱动一级伸缩机构时，能够带动二级伸缩机构同步上升或下降，可实现机械手行程的倍增或倍减，机械手结构精简，空间占用小，重量减轻，提高灵活性，降低机械手生产成本。

Description

轻便紧凑型物料抓取机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种轻便紧凑型物料抓取机械手。

背景技术

目前，物料的抓取运输大多采用人工操作，该种方式工作效率低下，浪费大量的人力，其成本也较高；因此，部分工厂使用了机械手进行物料的抓取，但是现有的机械手大多不够灵活，在大行程的机械手伸缩结构中需要多个驱动部件进行衔接，使得机械手占用空间大，笨重，结构复杂，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中机械手体积大、笨重，结构复杂的技术问题，本发明提供一种轻便紧凑型物料抓取机械手。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轻便紧凑型物料抓取机械手，包括机架、横向机械臂和纵向机械臂，所述横向机械臂的一端和机架固定连接，纵向机械臂通过前后往复机构设置在横向机械臂上，使得纵向机械臂能够在横向机械臂上前后滑动，纵向机械臂包括一级伸缩机构和二级伸缩机构，所述一级伸缩机构由上下往复运动驱动机构驱动，一级伸缩机构上下运动的同时能够带动二级伸缩机构同步上下运动，二级伸缩机构的底部安装有抓手。本发明的轻便紧凑型物料抓取机械手，只需要一个伸缩驱动机构驱动，能够使得一级伸缩机构和二级伸缩机构同步上升或下降，能够实现行程的倍增或倍减，结构精简，占用空间小，机械手轻便灵活，成本降低。

进一步，为了便于装配能够相对前后滑动的纵向机械臂和横向机械臂，所述前后往复机构包括固定设置在横向机械臂上的前后滑轨、前后滑块、连接座和前后往复运动驱动机构，前后滑块和连接座固定连接，前后滑块和前后滑轨滑动配合，连接座上设置有框架，一级伸缩机构上下滑动设置在框架上，连接座和前后往复运动驱动机构传动连接。

进一步，具体地，所述前后往复运动驱动机构包括前后齿条、前后驱动齿轮和前后驱动电机，前后齿条固定设于横向机械臂上，前后驱动电机固定设于连接座上，前后驱动齿轮和前后驱动电机的输出轴传动连接，所述前后驱动齿轮和前后齿条相啮合。

进一步，具体地，所述前后齿条和前后滑轨的长度方向均和横向机械臂的长度方向相互一致。

进一步，根据纵向行程结构的需要，所述一级伸缩机构包括一级伸缩杆，一级伸缩杆通过一级纵向滑动机构可上下滑动设置在框架上，一级伸缩杆运动的同时，能够同步带动二级伸缩机构在一级伸缩杆上上下滑动。

进一步，为了便于滑动和导向，保证纵向的直线运动精度，所述一级纵向滑动机构包括一级上下滑块和固定设置在一级伸缩杆上的一级上下滑轨，一级上下滑块固定设置在框架内，一级伸缩杆位于框架内，一级上下滑块和一级上下滑轨滑动配合，一级伸缩杆和上下往复运动驱动机构传动连接。为了便于上下往复运动驱动机构的安装，一级伸缩杆后侧面为敞开式。

进一步，具体地，所述上下往复运动驱动机构包括上下齿条、上下驱动齿轮和上下驱动电机，上下齿条固定设于一级伸缩杆外侧上，上下驱动电机固定设于框架上，上下驱动电机的输出轴和上下驱动齿轮传动连接，所述上下驱动齿轮和上下齿条相啮合。

进一步，具体地，所述二级伸缩杆通过二级纵向滑动机构设置在一级伸缩杆内，二级伸缩杆由皮带联动机构带动，皮带联动机构和一级伸缩杆相连接。皮带联动机构的运动无需电机驱动，由一级伸缩杆的运动带动。

进一步，具体地，所述皮带联动机构包括上皮带轮、下皮带轮、上固定块和下固定块，上皮带轮的转轴两端和上固定块固定连接，上固定块和一级伸缩杆内的上端固定连接，下皮带轮的转轴两端和下固定块固定连接，下固定块和一级伸缩杆内的下端固定连接，上皮带轮和下皮带轮上套装有皮带，皮带上固定设置有前夹片和后夹片，前夹片和后夹片分别位于上皮带轮的两侧，后夹片和框架内壁固定连接，前夹片和二级伸缩杆固定连接。

进一步，具体地，为了便于滑动和导向，保证纵向的直线运动精度，所述二级纵向滑动机构包括固定设置在一级伸缩杆内壁上的二级上下滑块和固定设在二级伸缩杆上的二级上下滑轨，二级上下滑块和二级上下滑轨滑动配合。

进一步，具体地，所述抓手安装在二级伸缩杆的底部。

进一步，具体地，所述抓手包括一个连接横杆和两个纵向杆，连接横杆和二级伸缩杆的底部固定连接，连接横杆的长度方向和横向机械臂的前后方向相互垂直，两个纵向杆相互平行的固定于连接横杆的底部，抓手还包括成对设置的气缸，每对气缸分别固定设置在两个纵向杆上，每对气缸的伸缩端相对设置，且每对气缸的伸缩端上固定连接有夹板。

本发明的有益效果是，本发明的轻便紧凑型物料抓取机械手，只需要一个驱动机构，能够使得一级伸缩机构和二级伸缩机构同步上升或下降，即驱动机构在驱动一级伸缩机构时，能够带动二级伸缩机构同步上升或下降，可实现机械手行程的倍增或倍减，且机械手结构精简，空间占用小，重量减轻，提高灵活性，降低机械手生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明轻便紧凑型物料抓取机械手的立体结构示意图。

图2是图1的局部放大图。

图3是本发明轻便紧凑型物料抓取机械手除去连接座的立体结构示意图。

图4是本发明轻便紧凑型物料抓取机械手的侧视图。

图5是图4的A-A剖视图。

图中：100、机架，101、横向机械臂，102、纵向机械臂，103、抓手，1031、连接横杆，1032、纵向杆，1033、气缸，1041、前后滑轨，1042、前后滑块，1043、连接座，1044、框架，1045、前后齿条，1046、前后驱动齿轮，1047、前后驱动电机，105、一级伸缩杆，1051、上下齿条，1052、一级上下滑轨，1053、一级上下滑块，1054、上下驱动电机，106、二级伸缩杆，1061、上皮带轮，1062、下皮带轮，1063、上固定块，1064、下固定块，1065、同步带，1066、前夹片，1067、后夹片，1071、二级上下滑块，1072、二级上下滑轨。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-5所示，是本发明最优实施例，一种物料抓取机械手，包括机架100、横向机械臂101和纵向机械臂102，横向机械臂101的一端和机架100固定连接，纵向机械臂102通过前后往复机构设置在横向机械臂101上，使得纵向机械臂102能够在横向机械臂101上前后滑动，纵向机械臂102包括一级伸缩机构和二级伸缩机构，一级伸缩机构由上下往复运动驱动机构驱动，一级伸缩机构上下运动的同时能够带动二级伸缩机构同步上下运动，二级伸缩机构的底部安装有抓手103。

前后往复机构包括固定设置在横向机械臂101上的前后滑轨1041、前后滑块1042、连接座1043和前后往复运动驱动机构，前后滑块1042和连接座1043固定连接，前后滑块1042和前后滑轨1041滑动配合，连接座1043上设置有框架1044，一级伸缩机构上下滑动设置在框架1044上，连接座1043和前后往复运动驱动机构传动连接，前后往复运动驱动机构包括前后齿条1045、前后驱动齿轮1046和前后驱动电机1047，前后齿条1045固定设于横向机械臂101上，前后驱动电机1047固定设于连接座1043上，前后驱动齿轮1046和前后驱动电机1047的输出轴传动连接，前后驱动齿轮1046和前后齿条1045相啮合。前后齿条1045和前后滑轨1041的长度方向均和横向机械臂101的长度方向相互一致。

前后往复机构运动原理为：前后驱动电机1047驱动前后驱动齿轮1046转动，前后驱动齿轮1046和前后齿条1045相啮合，前后齿条1045固定在横向机械臂101上，从而使得前后驱动齿轮1046在前后齿条1045(横向机械臂101)上前后运动，前后驱动电机1047固定在连接座1043上，从而带动连接座1043前后往复运动，一级伸缩机构通过框架1044安装在连接座1043，从而一级伸缩机构(纵向机械臂102)能够前后往复运动。框架1044固定在连接座1043上。

一级伸缩机构包括一级伸缩杆105，一级伸缩杆105通过一级纵向滑动机构可上下滑动设置在框架1044上，一级伸缩杆105运动的同时，能够同步带动二级伸缩机构在一级伸缩杆105上上下滑动。一级纵向滑动机构包括一级上下滑块1053和固定设置在一级伸缩杆105上的一级上下滑轨1052，一级上下滑块1053固定设置在框架1044内，一级伸缩杆105位于框架1044内，一级上下滑块1053和一级上下滑轨1052滑动配合，一级伸缩杆105和上下往复运动驱动机构传动连接。上下往复运动驱动机构包括上下齿条1051、上下驱动齿轮1052和上下驱动电机1054，上下齿条1051固定设于一级伸缩杆105外侧上，上下驱动电机1054固定设于框架1044上，上下驱动电机1054的输出轴和上下驱动齿轮1052传动连接，所述上下驱动齿轮1052和上下齿条1051相啮合。

一级伸缩杆105上下往复运动的原理为：上下驱动电机1054的输出轴带动上下驱动齿轮1052转动，上下驱动电机1054的位置固定，使得上下驱动齿轮1052带动上下齿条1051纵向往复运动，一级伸缩杆105的长度方向和上下齿条1051的长度方向相互一致，上下齿条1051固定在一级伸缩杆105上，从而带动一级伸缩杆105在框架1044内上下往复运动，一级上下滑轨1052和一级上下滑块1053的相互配合，能够辅助一级伸缩杆105在框架1044上下运动的直线精度。

二级伸缩杆106通过二级纵向滑动机构设置在一级伸缩杆105内，二级伸缩杆106由皮带联动机构带动，皮带联动机构和一级伸缩杆105相连接。皮带联动机构包括上皮带轮1061、下皮带轮1062、上固定块1063和下固定块1064，上皮带轮1061的转轴两端和上固定块1063固定连接，上固定块1063和一级伸缩杆105内的上端固定连接，下皮带轮1062的转轴两端和下固定块1064固定连接，下固定块1064和一级伸缩杆105内的下端固定连接，上皮带轮1061和下皮带轮1062上套装有同步带1065，同步带1065上固定设置有前夹片1066和后夹片1067，前夹片1066和后夹片1067分别位于上皮带轮1061的两侧，后夹片1067和框架1044内壁固定连接，前夹片1066和二级伸缩杆106固定连接。

二级伸缩杆106的运动原理为：由于上皮带轮1061和下皮带轮1062分别和一级伸缩杆105的上端和下端固定连接，所以上皮带轮1061和下皮带轮1062均能够被一级伸缩杆105带动后相对框架1044上下往复运动，但是上皮带轮1061和一级伸缩杆105之间以及下皮带轮1062和一级伸缩杆105之间均相对静止，由于后夹片1067固定在同步带1065的后侧上，且后夹片1067固定在框架1044上，使得后夹片1067夹住的皮带部分位置是固定的，则上皮带轮1061和下皮带轮1062同步下降时，上皮带轮1061和下皮带轮1062顺时针转动，前夹片1066固定夹紧在同步带1065的前侧上，使得前夹片1066下降，前夹片1066下降带动二级伸缩杆106相对一级伸缩杆105下降，即从一级伸缩杆105底部伸出，当一级伸缩杆105上升时，同理能够带动前夹片1066上升，使得二级伸缩杆106相对一级伸缩杆105上升(缩回)。

二级纵向滑动机构包括固定设置在一级伸缩杆105内壁上的二级上下滑块1071和固定设在二级伸缩杆106上的二级上下滑轨1072，二级上下滑块1071和二级上下滑轨1072滑动配合，能够进一步提高二级伸缩杆106纵向直线运动的精度。

所述抓手103安装在二级伸缩杆106的底部。抓手103包括一个连接横杆1031和两个纵向杆1032，连接横杆1031和二级伸缩杆106的底部固定连接，连接横杆1031的长度方向和横向机械臂101的前后方向相互垂直，两个纵向杆1032相互平行的固定于连接横杆1031的底部，抓手103还包括成对设置的气缸1033，每对气缸1033分别固定设置在两个纵向杆1032上，每对气缸1033的伸缩端相对设置，且每对气缸1033的伸缩端上固定连接有夹板(夹板图中省略)。图中设置有两对每对气缸1033，每对气缸1033的伸缩端伸出时，能够夹紧物料，实现对物料的抓取。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (12)

1.一种轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：包括机架(100)、横向机械臂(101)和纵向机械臂(102)，所述横向机械臂(101)的一端和机架(100)固定连接，纵向机械臂(102)通过前后往复机构设置在横向机械臂(101)上，使得纵向机械臂(102)能够在横向机械臂(101)上前后滑动，纵向机械臂(102)包括一级伸缩机构和二级伸缩机构，所述一级伸缩机构由上下往复运动驱动机构驱动，一级伸缩机构上下运动的同时能够带动二级伸缩机构同步上下运动，二级伸缩机构的底部安装有抓手(103)。

2.如权利要求1所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述前后往复机构包括固定设置在横向机械臂(101)上的前后滑轨(1041)、前后滑块(1042)、连接座(1043)和前后往复运动驱动机构，前后滑块(1042)和连接座(1043)固定连接，前后滑块(1042)和前后滑轨(1041)滑动配合，连接座(1043)上设置有框架(1044)，一级伸缩机构上下滑动设置在框架(1044)上，连接座(1043)和前后往复运动驱动机构传动连接。

3.如权利要求2所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述前后往复运动驱动机构包括前后齿条(1045)、前后驱动齿轮(1046)和前后驱动电机(1047)，前后齿条(1045)固定设于横向机械臂(101)上，前后驱动电机(1047)固定设于连接座(1043)上，前后驱动齿轮(1046)和前后驱动电机(1047)的输出轴传动连接，所述前后驱动齿轮(1046)和前后齿条(1045)相啮合。

4.如权利要求3所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述前后齿条(1045)和前后滑轨(1041)的长度方向均和横向机械臂(101)的长度方向相互一致。

5.如权利要求2所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述一级伸缩机构包括一级伸缩杆(105)，一级伸缩杆(105)通过一级纵向滑动机构可上下滑动设置在框架(1044)上，一级伸缩杆(105)运动的同时，能够同步带动二级伸缩机构在一级伸缩杆(105)上上下滑动。

6.如权利要求5所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述一级纵向滑动机构包括一级上下滑块(1053)和固定设置在一级伸缩杆(105)上的一级上下滑轨(1052)，一级上下滑块(1053)固定设置在框架(1044)内，一级伸缩杆(105)位于框架(1044)内，一级上下滑块(1053)和一级上下滑轨(1052)滑动配合，一级伸缩杆(105)和上下往复运动驱动机构传动连接。

7.如权利要求6所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述上下往复运动驱动机构包括上下齿条(1051)、上下驱动齿轮(1052)和上下驱动电机(1054)，上下齿条(1051)固定设于一级伸缩杆(105)上，上下驱动电机(1054)固定设于框架(1044)上，上下驱动电机(1054)的输出轴和上下驱动齿轮(1052)传动连接，所述上下驱动齿轮(1052)和上下齿条(1051)相啮合。

8.如权利要求6所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述二级伸缩杆(106)通过二级纵向滑动机构设置在一级伸缩杆(105)内，二级伸缩杆(106)由皮带联动机构带动，皮带联动机构和一级伸缩杆(105)相连接。

9.如权利要求8所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述皮带联动机构包括上皮带轮(1061)、下皮带轮(1062)、上固定块(1063)和下固定块(1064)，上皮带轮(1061)的转轴两端和上固定块(1063)固定连接，上固定块(1063)和一级伸缩杆(105)内的上端固定连接，下皮带轮(1062)的转轴两端和下固定块(1064)固定连接，下固定块(1064)和一级伸缩杆(105)内的下端固定连接，上皮带轮(1061)和下皮带轮(1062)上套装有同步带(1065)，同步带(1065)上固定设置有前夹片(1066)和后夹片(1067)，前夹片(1066)和后夹片(1067)分别位于上皮带轮(1061)的两侧，后夹片(1067)和框架(1044)内壁固定连接，前夹片(1066)和二级伸缩杆(106)固定连接。

10.如权利要求9所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述二级纵向滑动机构包括固定设置在一级伸缩杆(105)内壁上的二级上下滑块(1071)和固定设在二级伸缩杆(106)上的二级上下滑轨(1072)，二级上下滑块(1071)和二级上下滑轨(1072)滑动配合。

11.如权利要求8所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述抓手(103)安装在二级伸缩杆(106)的底部。

12.如权利要求11所述的轻便紧凑型物料抓取机械手，其特征在于：所述抓手(103)包括一个连接横杆(1031)和两个纵向杆(1032)，连接横杆(1031)和二级伸缩杆(106)的底部固定连接，连接横杆(1031)的长度方向和横向机械臂(101)的前后方向相互垂直，两个纵向杆(1032)相互平行的固定于连接横杆(1031)的底部，抓手(103)还包括成对设置的气缸(1033)，每对气缸(1033)分别固定设置在两个纵向杆(1032)上，每对气缸(1033)的伸缩端相对设置，且每对气缸(1033)的伸缩端上固定连接有夹板。

Images