CN110775624B - 单动力双向移动机构及扁平件上料机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了单动力双向移动机构及扁平件上料机，其中，单动力双向移动机构包括第一导向座，所述第一导向座上可滑动地插接至少一沿X轴方向延伸的支撑柱，所述支撑柱通过第一传动机构连接由电机驱动的转轴；所述第一导向座上垂直有至少一沿Z轴方向延伸的升降轴，所述升降轴可滑动地插接在一位置固定的第二导向座上，所述升降轴通过第二传动机构连接所述转轴。本方案设计精巧，结构简单，采用单电机结合第一传动机构和第二传动机构，实现升降轴的升降和支撑柱前后伸缩移动，有效的减少了动力源，降低了设备成本且节约了能耗，且前后伸缩与升降运动彼此无干扰，整体节奏快，控制简单，效率高。

Description

单动力双向移动机构及扁平件上料机

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，尤其是单动力双向移动机构及扁平件上料机。

背景技术

在各种自动化加工设备中，经常涉及到要对工件进行升降和前后移动，对应的就需要各种各样的移动设备来实现上述的功能，现有的各种移动设备，为了实现多个方向的移动，通常会将多个沿不同方向延伸的直线模组或电缸或气缸或电动推杆等组合起来，一个模块实现一个方向的移动，如申请号为201810787519.7所揭示的一种移动机构，其采用电机作为第一移动组件的动力源，采用升降气缸作为第二移动组件的动力源。

这种结构的移动机构，虽然能够的起到相应的作用，但是每个方向的移动都需要有独立的动力源（电机、气缸等），而动力源的成本相对较高，且使用时需要持续供电、供气或供油，能耗大，给企业带来的经济负担加大。

同时，现有的各种移动设备，在工件移动至最大或最小行程需要停止时，由于惯性冲击较大，对于一些搬运操作而言，较大的冲击影响了设备运行的稳定性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供单动力双向移动机构及扁平件上料机。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

单动力双向移动机构，包括第一导向座，所述第一导向座上可滑动地插接至少一沿X轴方向延伸的支撑柱，所述支撑柱通过第一传动机构连接由电机驱动的转轴；所述第一导向座上垂直有至少一沿Z轴方向延伸的升降轴，所述升降轴可滑动地插接在一位置固定的第二导向座上，所述升降轴通过第二传动机构连接所述转轴。

优选的，所述的单动力移动机构中，所述第一导向座和/或第二导向座包括至少一阻尼器。

优选的，所述的单动力移动机构中，所述第一传动机构包括与所述支撑柱的尾端设置有推架，所述推架上形成有一沿Z轴方向延伸的定位槽或定位孔，所述定位槽中限位有一滚轮，所述滚轮通过一轴连接一推动杆的第一端，所述推动杆为L形其第二端垂设一插销，所述插销嵌入到一转盘的表面的环形导槽中，所述转盘共轴固定于所述转轴上，所述推动杆的弯折部可转动地连接一位置固定的轴。

优选的，所述的单动力移动机构中，所述第二传动机构包括一端与所述升降轴的上端枢轴连接的所述抬升杆，所述抬升杆的另一端可转动地连接一位置固定的固定轴，所述抬升杆的内侧设置有一滚轮，所述滚轮与一8字形的驱动板抵靠并由驱动板驱动升降，所述驱动板的中心连接所述转轴。

优选的，所述的单动力移动机构中，所述升降轴的顶部设置有带有凸部的平板，所述凸部处卡设有连接件，所述连接件与所述抬升杆枢轴连接。

优选的，所述的单动力移动机构中，所述环形滑槽及驱动板的形状满足在所述升降轴移动到最大高度状态下，所述支撑柱进行前后伸缩。

扁平件上料机，包括上述任一所述的单动力移动机构，所述支撑柱的前端设置有至少一工件抓取组件，还包括与所述工件抓取组件位置对应的供料机构。

优选的，所述的扁平件上料机中，所述支撑柱的前端设置有三个工件抓取组件，三个工件抓取组件均包括至少一吸盘，所述吸盘为真空吸盘或伯努利吸盘。

优选的，所述的扁平件上料机中，三个所述工件抓取组件中的一个设置于支座上，另外两个可滑动地设置于支座上插设的导轨上，并且两侧的两个工件抓取组件的位置可同步反向移动以调节与中间的工件抓取组件的间距。

优选的，所述的扁平件上料机中，所述供料机构包括工件放置槽及抬升组件，所述工件放置槽包括至少三个料槽，所述抬升组件以一第二电机作为动力源驱动三个料槽中的工件同步升降。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，结构简单，采用单电机结合第一传动机构和第二传动机构，实现升降轴的升降和支撑柱前后伸缩移动，有效的减少了动力源，降低了设备成本且节约了能耗，且前后伸缩与升降运动彼此无干扰，整体节奏快，控制简单，效率高。

本方案的第一导向座和第二导向座采用阻尼器构成，能够有效的减低支撑柱及升降轴移动时的惯性，减小冲击，有利于减小它们突然停止时的冲击造成方料和取料的不稳定，改善工作的稳定性和可靠性。

本方案通过使三个工件抓取组件之间的间隙可以调整，使它们在第一状态下的两两的间距较小以实现在三个紧邻的料槽中的抓料操作，上料时，使两两的间距拉大以实现接料装置的接料位置的要求，从而可以实现多个位置的一次性上料，上料效率极大的提高。

本方案的吸盘结构，能够有效的避免常规的真空吸附吸盘容易同时吸附多个口罩导致无法单件装袋的问题，有效的保证了装袋的有效性。

本方案的工件放置槽与抬升机构配合，可以有效的实现料槽中口罩的抬升以弥补吸盘的行程，同时，一个抬升机构可以与多个工件放置槽匹配，有利于简化结构，并且整体结构更加紧凑，占用空间小。

工件放置槽采用多个独立构件的方式，并结合手动快速夹头能够快速的实现每个构件的拆装，从而在一个构件供料时，其他的构件可以进行补料作业，进而可以提高加工节拍，节约补料时间，提高工作效率。

附图说明

图 1 是本发明的立体图（图中隐去框架）；

图 2 是本发明的工件抓取组件与变节距调整机构的局部立体图；

图 3是本发明的吸盘的剖视图;

图4是本发明的变节距调整机构的俯视图；

图5是本发明的变节距调整机构的仰视图；

图6图2中B区域的放大图；

图7是本发明的移动机构的立体图（图中隐去了支架59的部分结构）；

图8是本发明的移动机构的俯视图；

图9是本发明的移动机构的后视图；

图10是本发明的工件放置槽的主视图；

图11是图1中A区域的放大图；

图12是本发明的工件放置槽的俯视图；

图13是本发明的抬升机构的立体图（图中隐去部分立柱和框架）；

图14是本发明的抬升机构的侧视图；

图15是本发明的驱动板的立体图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本发明揭示的扁平件上料机进行阐述，其可用于口罩、卫生棉、百洁布等薄片物以及小型零部件的上料，如附图1所示，其包括第一工件抓取组件1及位于其两侧的第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3，所述第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3设置于一变节距调整机构4上，所述第一工件抓取组件1与第二工件抓取组件2的间距及第一工件抓取组件1与第三工件抓取组件3的间距在第一状态下小于第二状态下，所述变节距调整机构4设置于一驱动其沿X轴方向和Z轴方向往复移动的单动力双向移动机构。

在取料时，所述第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3收缩相互靠近，从而满足三个料槽的间距要求，取料后三个工件抓取组件1、2、3扩张开，从而间距拉大，此时可以满足三个输送线之间的间距要求。

如附图2所示，所述第一工件抓取组件1包括至少一吸盘11，优选为两个吸盘11，它们分别通过竖杆12连接到平板13，所述平板13连接所述变节距调整机构4。所述吸盘11可以是真空吸附吸盘，此时采用真空吸附吸盘时，需要准确的设计吸盘的吸附力大小及吸附位置，保证其吸附时仅能吸附一个口罩。

当然，在一优选的实施例中，所述吸盘21也可以是其他结构，例如，如附图3所示，所述吸盘11包括圆盘状的主体111，所述主体111的一面形成有一凹槽112，所述凹槽的侧面1121为弧面，所述主体111上形成有气道113，所述气道113的一端形成有多个出气口且位于所述凹槽112的槽底面1122处，所述气道113的另一端延伸到所述主体111的另一面或圆周面处，并且，所述凹槽的上方设置有遮盖多个所述出气口且与槽底面1122保持间隙的盖板114，所述盖板114通过螺栓连接在所述槽底面1122处的连接孔中， 并且，所述盖板114的内表面优选为弧面，从而能够使从出气口吹出的气流的流动更加流程，减小阻力。

工作时，所述吸盘21通过管道连接为其供气的送气设备（图中未示出），送气设备送入吸盘21中的气体由气道从凹槽的槽底面吹出，在盖板114的遮挡下，沿凹槽的侧面向四周快速排出。

如附图2所示，所述第二工件抓取组件2和第三工件抓取组件3的结构与上述的第一工件抓取组件1的结构相同，此处不作赘述。

如附图4-附图6所示，所述变节距调整机构4包括支座41，所述支座41上插接有至少一沿Y轴延伸的导轨42，优选所述导轨42为两条，每条所述导轨42上可滑动套设有位于所述支座41两侧的轴套43，同一端的两个轴套43通过同一连接板440连接，一端的所述连接板440连接驱动其连接的两个轴套43沿所述导轨42往复滑动且固设于支座41上的推拉装置44，所述支座41的底部设置有一转轴45，两个呈X形分布的传动杆46枢轴连接在所述转轴45上，且两个所述传动杆46的第一端分别枢轴连接第一联动杆47一端，所述第一联动杆47的另一端枢轴连接对应端的轴套43的同一点；两个所述传动杆46的第二端分别枢轴连接第二联动杆48一端，两个所述第二联动杆48的另一端枢轴连接对应端的轴套43的同一点。

所述推拉装置44可以是沿Y轴方向设置的气缸，也可以是油缸或电推缸，并且， 两个所述导轨42的一端设置有承载板49，所述承载板上设置有丝杠410，所述丝杠410的外端连接手动转盘420，所述丝杠410的活动螺母上设置有挡板430，所述挡板430可滑动地设置在所述导轨42上，从而可以根据需要调整所述挡板430的距离，从而控制所述轴套的移动行程，从而调整相邻两个工件抓取组件的间距以适应不同的接料线的间距要求。

如附图1所示，所述变节距调整机构4的支座41连接所述单动力双向移动机构，所述单动力双向移动机构以一个第一电机51作为动力源。

对单动力双向移动机构5进行阐述，其包括第一导向座52，所述第一导向座52上可滑动地插接至少一沿X轴方向延伸的支撑柱53，所述支撑柱53通过第一传动机构连接由电机51驱动的转轴58；所述第一导向座52上垂直有至少一沿Z轴方向延伸的升降轴（520），所述升降轴520可滑动地插接在一位置固定的第二导向座530上，所述升降轴520通过第二传动机构连接所述转轴58。

具体来说，如附图7所示，所述第一导向座52是两组阻尼器组装得到，从而可以避免其上的支撑柱53往复移动时产生较大的冲击、振动，影响供料稳定及降低工件碰撞损伤；所述第一导向座52上可滑动地插接有两个沿X轴方向延伸的支撑柱53，所述第一传动机构包括两个所述支撑柱53的尾端设置的推架54，所述推架54上形成有一沿Z轴方向延伸的定位槽541，所述定位槽541中限位有一滚轮，所述滚轮通过一轴连接一推动杆55的第一端551，所述推动杆55为L形，所述推动杆55的第二端552连接一插销56，所述插销56嵌入到一转盘57的侧面的环形导槽571中，所述转盘57通过转轴58可自转地设置于支架59上，且所述转轴58的一端连接位于支架59上的第一电机51，所述推动杆55的弯折部553可转动地连接一轴510，所述轴510固定在支架59上，因此在所述转盘57自转时，所述转盘上的环形导槽571会驱动所述推动杆55的第二端从而使其绕其连接的轴510转动，进而其第一端转动即可推动所述两个支撑柱相对所述第一导向座52伸缩。

进一步，如附图7所示，所述第一导向座52上设置垂设有两条升降轴520，两条所述升降轴520可滑动地插接在第二导向座530上，所述第二导向座530位置固定（固定在机架上，图中未示出机架），并且，它们优选为两排阻尼器构成，从而可以避免升降轴520上下滑动时，冲击力过大造成碰撞及振动。

如附图7-附图9所示，所述升降轴520的上端设置有平板540，所述平板540上形成有一凸部5401，所述凸部5401处卡设有一具有接口的连接件550，所述连接件550枢轴连接一抬升杆560的一端，所述抬升杆560的另一端可转动的连接一固定轴570，所述固定轴570固定在所述支架59上，且所述抬升杆560的内侧设置有一滚轮580，所述滚轮580由一8字形的驱动板590，所述驱动板590的侧壁与所述滚轮580抵靠，所述驱动板590的中心连接所述转轴58，从而所述第一电机51驱动所述转轴58时，同时带动所述驱动板590自转，从而通过其自身的外形驱动所述滚轮580升降。

当然，在其他实施例中，所述单动力双向移动机构还可以用于其他结构中，并且，其也可以仅连接一个工件抓取组件或二个工件抓取组件或更多个工件抓取组件，同时其上的抓取组件也可以不通过变节距调整机构连接到其支撑柱。

进一步，如附图1所示，所述扁平件上料机还包括位于所述第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3下方的工件放置槽6及抬升组件7，所述工件放置槽6包括至少三个料槽61，所述抬升组件7以一第二电机71作为动力源驱动三个料槽61中的口罩升降。

详细来看，如附图10-附图12所示，所述工件放置槽6包括三个独立的构件63，每个构件63包括三个料槽61，三个所述构件63可拆卸地设置于支座64上，每个所述构件63的内侧壁包括两个把手631，并且其内侧壁上形成有一排具有高度差的插孔或插槽632，所述支座64包括L形板641，所述L形板641的侧板上形成有三组等高的L形支板642，所述L形支板642的竖板上设置有手动快速夹头643，所述手动快速夹头643为已知技术，此处不作赘述，所述手动快速夹头643的锁头在锁止状态可嵌入到所述插孔或插槽632中从而可以快速的进行每个构件63的更换。

所述L形板641的底部连接驱动所述工件放置槽6沿Y轴方向往复移动的平移装置62，所述平移装置62可以是任何产生直线移动的装置或机构，例如所述平移装置62是气缸、油缸或电缸或电推杆等，也可以是电机与传动机构等构成的结构，从而通过平移所述支座64使其上的一个构件63位于所述第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3的正下方，此时，另外两个构件63位于外侧从而可以进行构件63的更换和补料，有利于提高效率。

另外，随着所述第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3不断将构件63最上方的口罩取走，此时料槽中的口罩的高度逐步降低，因此需要使料槽中的口罩抬升至所述第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3可抓取的高度，同时，三个构件63需要进行平移，所以为了减少抬升组件7的数量以简化结构，降低动力成本，如附图1所示，使所述抬升组件7位于所述工件放置槽6的内侧边，如附图13、附图14所示，所述抬升组件7包括与第二电机71连接的皮带轮73，所述皮带轮73通过皮带74连接从动轮75，所述从动轮75连接一丝杠76的螺杆的下端，所述丝杠76的螺杆沿Z轴方向延伸，且所述丝杠76的活动螺母连接平板77，所述平板77上设置有两个导向套78，两个导向套78套装于两个沿Z轴方向延伸且位置固定的导向柱79上，并且平板77的前端设置有三个延伸到其外部的抬升板72，每个所述料槽61朝向抬升组件9的侧板611上具有与所述抬升板72匹配的缺口612，从而抬升板72伸入到所述料槽61内，所述抬升板72的移动行程与所述料槽61的高度相当或略大。

在整个设备的运行中，可以通过各种传感器（接近传感器、光电传感器等，图中未示出）结合控制装置，如PLC等进行气缸、电机等、送风装置等动力源的启停及工作状态（电机的正反转、气缸的伸出缩回灯状态）的切换，此处为已知技术，不是本方案的重点，不作赘述。

下面将具体阐述上述扁平件上料机的供料方法，包括如下步骤：

S0,人工或通过自动化设备将口罩叠放于三个构件的料槽61中，然后将三个构件分别固定在所述支座64上，同时平移装置62驱动一个构件63移动到取料位置。

S1, 所述推拉装置44使所述第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3保持第一状态（即收缩状态），且所述单动力双向移动机构使第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3位于所述工件放置槽6的三个料槽61的上方。

S2, 此时，单动力双向移动机构的第一电机51启动驱动所述转轴58自转，所述转轴58带动所述驱动板590自转，如附图15所示，所述滚轮580由与所述驱动板590的侧面的突出部位5901接触切换至驱动板590的内凹部5902接触，在这一切换过程中，滚轮580的高度逐步降低，从而，抬升杆560绕其连接的固定轴570转动，从而抬升杆560与升降轴520连接一端下降，进而使升降轴520相对所述第二导向座530下移，升降轴520下移带动其下端的第一导向座下移，从而使第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3下移至其上的吸盘与料槽中最上层的口罩贴近。

随后，吹气设备向所述吸盘供气，从而利用吸盘内凹部的气流较快压强小，口罩侧的气流较慢侧压强大的原理，使最上方的口罩被吸盘21吸取，此时，随着转轴58继续转动或反转，滚轮580与驱动板590的侧面的接触位置再由内凹部5902切换至另一侧的突出部位5901，于是抬升杆560逐步抬升从而将吸附口罩的第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3上移。

S3,所述第一电机51启动时，同时带动所述转盘57自转，所述转盘57自转时，所述插销56在所述环形导槽571中移动，由于所述环形导槽571的形状限制，当所述插销56位于所述环形导槽571的曲率相同的圆弧槽段5711时，所述插销56不跟随所述环形导槽571的转动而转动，当所述插销56位于所述环形导槽571的凸形弧面段5712时，随着所述凸形弧面段5712的转动从而带动所述插销56移动，所述插销56的移动带动所述推动杆55绕轴510转动，从而所述推动杆55的前端前伸和后退，进而带动与其连接的支撑柱53前伸和后退。并且，在所述滑轨升降的时候，所述推动杆55不绕其连接的轴510进行转动，当所述抬升杆560抬升至最大高度时，所述推动杆55绕轴510转动，所述单动力双向移动机构驱动第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3前伸。

与此同时或之后，变节距调整机构4的推拉装置44启动，推动与其连接的轴套43沿所述导轨42向外端滑动，从而推动与该轴套43连接的第二工件抓取组件2与第一工件抓取组件1的距离拉大，同时，由于一端的轴套43带动驱动连接的第一联动杆47进行形变（即它们的夹角缩小），并通过X形的传动杆46的形变带动第二联动杆48变形，从而带动另一端的轴套43向远离支座41的方向移动，此时，所述第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3切换至第二状态（张开状态）并且分别与一个接料装置对应，此时可以下料。

S4,接着，单动力双向移动机构的第二电机驱动升降轴520下降从而驱动第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3下移，移动至最低位置后，送风装置停止向吸盘送风，从而吸盘停止吸附，其上的口罩落入到接料装置上，随后，所述单动力双向移动机构驱动第一工件抓取组件1、第二工件抓取组件2及第三工件抓取组件3复位再次取料。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.单动力双向移动机构，其特征在于：包括第一导向座（52），所述第一导向座（52）上可滑动地插接至少一沿X轴方向延伸的支撑柱（53），所述支撑柱（53）通过第一传动机构连接由电机（51）驱动的转轴（58）；所述第一导向座（52）上垂直有至少一沿Z轴方向延伸的升降轴（520），所述升降轴（520）可滑动地插接在一位置固定的第二导向座（530）上，所述升降轴（520）通过第二传动机构连接所述转轴（58）；所述第一导向座（52）和/或第二导向座（530）包括至少一阻尼器；所述第一传动机构包括与所述支撑柱（53）的尾端设置有推架（54），所述推架（54）上形成有一沿Z轴方向延伸的定位槽（541），所述定位槽（541）中限位有一滚轮，所述滚轮通过一轴连接一推动杆（55）的第一端（551），所述推动杆（55）为L形其第二端（552）垂设一插销（56），所述插销（56）嵌入到一转盘（57）的表面的环形导槽（571）中，所述转盘（57）共轴固定于所述转轴（58）上，所述推动杆（55）的弯折部（553）可转动地连接一位置固定的轴（510）；所述第二传动机构包括一端与所述升降轴（520）的上端枢轴连接的抬升杆（560），所述抬升杆（560）的另一端可转动地连接一位置固定的固定轴（570），所述抬升杆（560）的内侧设置有一滚轮（580），所述滚轮（580）与一8字形的驱动板（590）抵靠并由驱动板（590）驱动升降，所述驱动板（590）的中心连接所述转轴（58）；所述升降轴（520）的顶部设置有带有凸部（5401）的平板（540），所述凸部（5401）处卡设有连接件（550），所述连接件与所述抬升杆（560）枢轴连接。

2.扁平件上料机，其特征在于：包括权利要求1所述的单动力双向移动机构，所述支撑柱（53）的前端设置有至少一工件抓取组件，还包括与所述工件抓取组件位置对应的供料机构。

3.根据权利要求2所述的扁平件上料机，其特征在于：所述支撑柱（53）的前端设置有三个工件抓取组件，三个工件抓取组件均包括至少一吸盘，所述吸盘为真空吸盘或伯努利吸盘。

4.根据权利要求2所述的扁平件上料机，其特征在于：三个所述工件抓取组件中的一个设置于支座（41）上，另外两个可滑动地设置于支座（41）上插设的导轨上，并且两侧的两个工件抓取组件的位置可同步反向移动以调节与中间的工件抓取组件的间距。

5.根据权利要求2-4任一所述的扁平件上料机，其特征在于：所述供料机构包括工件放置槽（6）及抬升组件（7），所述工件放置槽（6）包括至少三个料槽（61），所述抬升组件（7）以一第二电机（71）作为动力源驱动三个料槽（61）中的工件同步升降。