CN111015639B - 一种机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备技术领域，公开一种机械手装置。该机械手装置包括Z向移动平台、Z向驱动机构和至少两个抓取机构，Z向驱动机构的输出端与Z向移动平台相连，用于驱动Z向移动平台在Z方向上移动，至少两个抓取机构沿X方向间隔设置于Z向移动平台上，每个抓取机构均能够抓取工件，X方向和Z方向相互垂直。本发明提供的机械手装置，通过设置一个Z向移动平台，并在Z向移动平台上间隔设置有至少两个抓取机构，可以只通过一个Z向驱动机构就能够实现至少两个抓取机构在Z方向上的运动，使该机械手装置结构紧凑、占地面积较小，且该机械手装置能够一次性抓取多个工件，传输效率较高。

Description

一种机械手装置

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种机械手装置。

背景技术

在机械制造、冶金、电子及轻工等领域，通常需要使用机械手装置来抓取、搬运以及传输工件，以代替操作人员的繁重劳动从而实现生产的机械化和自动化，且能在有害环境下操作以保护人身安全。

机械手装置通常包括抓取机构和驱动机构，抓取机构用于抓取工件，驱动机构用于驱动抓取机构沿特定方向运动，以传输或者转移工件。但是，如果需要一次性抓取多个工件时，需要在加工设备上同时设置多个机械手装置，而为了实现抓取机构在多个方向上的运动，每个机械手装置通常包括多个驱动机构，这就造成了整体设备体积较大，且占地面积较大。如果在加工设备上只设置一个机械手装置，则会降低传输效率，使工件的加工周期过长。

因此，亟待发明一种机械手装置，以解决上述技术问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种机械手装置，结构紧凑、占地面积较小，且传输效率较高。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种机械手装置，包括：

Z向移动平台；

Z向驱动机构，其输出端与所述Z向移动平台相连，用于驱动所述Z向移动平台在Z方向上移动；

至少两个抓取机构，至少两个所述抓取机构沿X方向间隔设置于所述Z向移动平台上，每个所述抓取机构均能够抓取工件，所述X方向和所述Z方向相互垂直。

作为一种机械手装置的优选方案，所述抓取机构包括：

X向驱动组件，其设置于所述Z向移动平台上；

X向移动平台，其与所述X向驱动组件的输出端相连，所述X向驱动组件用于驱动所述X向移动平台在所述X方向上移动；

吸盘组件，所述吸盘组件用于吸附所述工件。

作为一种机械手装置的优选方案，所述吸盘组件包括；

吸盘连接架，其设置于所述X向移动平台上；

第一吸嘴，其设置于所述吸盘连接架上，所述第一吸嘴连通于真空发生器，其用于吸附第一种类型的所述工件。

作为一种机械手装置的优选方案，所述吸盘组件还包括第二吸嘴，所述第二吸嘴设置于所述吸盘连接架上，并连通于真空发生器，用于吸附第二种类型的所述工件。

作为一种机械手装置的优选方案，所述第一吸嘴和所述第二吸嘴的数量均为多个，所述第二吸嘴环设于所述第一吸嘴的周围。

作为一种机械手装置的优选方案，所述抓取机构还包括：

Y向驱动组件，其设置于所述X向移动平台上；

Y向移动平台，其与所述Y向驱动组件的输出端相连，所述Y向驱动组件用于驱动所述Y向移动平台在Y方向上移动；

所述X方向、所述Y方向和所述Z方向两两垂直。

作为一种机械手装置的优选方案，所述Y向驱动组件包括：

Y向驱动件，其设置于所述X向移动平台上；

Y向丝杠，其沿所述Y方向延伸，所述Y向丝杠与所述Y向驱动件的输出端相连；

Y向螺母，其套设于所述Y向丝杠上，所述Y向移动平台与所述Y向螺母相连。

作为一种机械手装置的优选方案，

所述X向移动平台上设置有第一避让孔；

所述Y向驱动组件还包括连接块，所述连接块的一端与所述Y向螺母相连，所述连接块的另一端穿过所述第一避让孔与所述Y向移动平台相连。

作为一种机械手装置的优选方案，所述抓取机构还包括：

旋转驱动件，其设置于所述Y向移动平台上，所述旋转驱动件的输出端与所述吸盘组件相连。

作为一种机械手装置的优选方案，所述X向移动平台上还设置有第二避让孔，所述第二避让孔用于所述旋转驱动件的固定端的穿设。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种机械手装置，该机械手装置包括Z向移动平台、Z向驱动机构和至少两个抓取机构，抓取机构用于抓取工件，至少两个抓取机构沿X方向间隔设置于Z向移动平台上，Z向驱动机构用于驱动Z向移动平台在Z方向上运动。与现有技术相比，通过设置一个Z向移动平台，并在Z向移动平台上间隔设置有至少两个抓取机构，可以只通过一个Z向驱动机构就能够实现至少两个抓取机构在Z方向上的运动，使该机械手装置结构紧凑、布局合理、占地面积较小，且该机械手装置能够一次性抓取多个工件，传输效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的机械手装置的结构示意图；

图2是本发明提供的机械手装置的抓取机构在一个视角下的结构示意图；

图3是本发明提供的机械手装置的抓取机构在另一个视角下的结构示意图。

图中：

100-显示面板组件；101-本体；102-FPC板；

1-Z向移动平台；2-Z向驱动机构；

3-抓取机构；31-X向驱动组件；32-X向移动平台；321-第一避让孔；322-第二避让孔；33-吸盘组件；331-吸盘连接架；332-第一吸嘴；333-第二吸嘴；34-Y向驱动组件；341-Y向驱动件；342-Y向丝杠；343-Y向螺母；344-连接块；35-Y向移动平台；36-旋转驱动件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等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操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种机械手装置，主要用于配合显示面板生产和检测设备使用，该机械手装置用于抓取显示面板并将其放置于指定位置，本实施例中的工件具体指显示面板组件。当然，在其他实施例中，该机械手装置还可以配合其他设备，用于对其他工件的抓取和转移，在此不做限定。

如图1-图3所示，本实施例提供的机械手装置包括Z向移动平台1、Z向驱动机构2和至少两个抓取机构3，其中，Z向驱动机构2的输出端与Z向移动平台1相连，用于驱动Z向移动平台1在Z方向上移动，至少两个抓取机构3沿X方向间隔设置于Z向移动平台1上，每个抓取机构3均能够抓取显示面板组件100，X方向和Z方向相互垂直。

具体地，Z向驱动机构2具体可以是Z向驱动气缸，Z向驱动气缸的输出端与Z向移动平台1相连。当然，Z向驱动机构2还可以是Z向驱动电机和Z向丝杠螺母副，Z向驱动电机的输出端与Z向丝杠螺母副的Z向丝杠相连，Z向移动平台1设置于Z向丝杠螺母副的Z向螺母上，也能够实现上述效果。

本实施例提供的机械手装置，与现有技术相比，通过设置一个Z向移动平台1，并在Z向移动平台1上间隔设置有至少两个抓取机构3，可以只通过一个Z向驱动机构2就能够实现至少两个抓取机构3在Z方向上的运动，使该机械手装置结构紧凑、布局合理、占地面积较小，且该机械手装置能够一次性抓取多个显示面板组件100，传输效率较高。

在本实施例中，抓取机构3的数量为两个，两个抓取机构3分别位于Z向驱动机构2的两侧，受力均衡，稳定性好。当然，在其他实施例中，抓取机构3的数量可以根据实际情况进行调整，以适应生产。

进一步地，抓取机构3包括X向驱动组件31、X向移动平台32、Y向驱动组件34、Y向移动平台35、旋转驱动件36和吸盘组件33，X向驱动组件31设置于Z向移动平台1上，X向移动平台32与X向驱动组件31的输出端相连，X向驱动组件31用于驱动X向移动平台32在X方向上移动，Y向驱动组件34设置于X向移动平台32上，Y向移动平台35与Y向驱动组件34的输出端相连，Y向驱动组件34用于驱动Y向移动平台35在Y方向上移动，旋转驱动件36设置于Y向移动平台35上，旋转驱动件36的输出端与吸盘组件33相连，吸盘组件33用于吸附显示面板组件100。

通过X向驱动组件31、Y向驱动组件34、旋转驱动件36和Z向驱动机构2的相互配合，能够实现吸盘组件33在多个方向上的运动以及在水平面(X-Y平面)上角度的调整，使该机械手装置能够高效、灵活地对显示面板组件100进行抓取和转移。另外，X向驱动组件31、Y向驱动组件34、旋转驱动件36和Z向驱动机构2均裸露于机架外部，方便拆卸。

需要说明的是，X方向、Y方向和Z方向仅用于表示空间内两两相互垂直的方向，并无实际意义。

进一步地，Y向驱动组件34包括Y向驱动件341、Y向丝杠342和Y向螺母343，Y向驱动件341设置于X向移动平台32上，Y向丝杠342沿Y方向延伸，Y向丝杠342与Y向驱动件341的输出端相连，Y向螺母343套设于Y向丝杠342上，Y向移动平台35与Y向螺母343相连。Y向驱动件341具体为Y向驱动电机，Y向驱动电机工作时，能够驱动Y向丝杠342旋转，从而带动Y向螺母343沿Y方向的移动，进而实现Y向移动平台35沿Y方向的移动。

可以理解的是，X向驱动组件31的具体结构与Y向驱动组件34的具体结构相同，区别且在于设置位置的不同，在此不做详细叙述。

优选地，如图3所示，X向移动平台32上设置有第一避让孔321，Y向驱动组件34还包括连接块344，连接块344的一端与Y向螺母343相连，连接块344的另一端穿过第一避让孔321与Y向移动平台35相连。如图2所示，X向移动平台32和Y向移动平台35上下布置，且X向移动平台32的下表面与Y向移动平台35的上表面滑动配合，并在X向移动平台32上设置第一避让孔321用于连接块344的穿设，可以节省该机械手装置在Y方向上的尺寸，使该机械手装置的结构更加紧凑。

具体地，X向移动平台32的下表面与Y向移动平台35的上表面中的一个上设置有导向滑轨，另一个上设置有导向滑块，导向滑块滑动配合于导向滑轨，以使X向移动平台32和Y向移动平台35之间能够较为顺畅地相对滑动。

进一步地，X向移动平台32上还设置有第二避让孔322，第二避让孔322用于旋转驱动件36的固定端的穿设，旋转驱动件36具体为旋转电机。通过在X向移动平台32上设置第二避让孔322用于旋转驱动件36的固定端的穿设，能够节省该机械手装置在Z方向上的尺寸，从而使该机械手装置的体积减小，占地面积减小，方便操作。

进一步地，如图3所示，显示面板组件100包括本体101和设置于本体101上的FPC板102，当该机械手装置抓取显示面板组件100时，需要同时将本体101和FPC板102进行抓取，以保证在显示面板组件100的转移过程中FPC板102不会从本体101上分离。因此，在本实施例中，吸盘组件33包括吸盘连接架331、第一吸嘴332和第二吸嘴333，吸盘连接架331设置于X向移动平台32上，第一吸嘴332设置于吸盘连接架331上，第一吸嘴332连通于真空发生器，第一吸嘴332用于吸附本体101，第二吸嘴333设置于吸盘连接架331上，第二吸嘴333连通于真空发生器，用于吸附FPC板102。

优选地，第一吸嘴332和第二吸嘴333的数量均为多个，第二吸嘴333环设于第一吸嘴332的周围。通过设置多个第一吸嘴332和多个第二吸嘴333，能够增加显示面板组件100的吸附面积，提高吸附效果，保证显示面板组件100在转移过程中的稳定性。

具体地，在本实施例中，FPC板102设置于本体101的下表面，因此，第一吸嘴332的下表面比第二吸嘴333的下表面高，以使吸盘组件33能够同时将本体101和FPC板102吸附。

当然，在其他实施例中，如果需要吸附的工件的上表面较为平整，还可以在吸盘连接架331上只设置第一吸嘴332或者第二吸嘴333，以实现对工件的吸附，降低制造难度和生产成本。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种机械手装置，其特征在于，包括：

Z向移动平台(1)；

Z向驱动机构(2)，其输出端与所述Z向移动平台(1)相连，用于驱动所述Z向移动平台(1)在Z方向上移动；

至少两个抓取机构(3)，至少两个所述抓取机构(3)沿X方向间隔设置于所述Z向移动平台(1)上，每个所述抓取机构(3)均能够抓取工件，所述X方向和所述Z方向相互垂直；

所述抓取机构(3)包括：

X向驱动组件(31)，其设置于所述Z向移动平台(1)上；

X向移动平台(32)，其与所述X向驱动组件(31)的输出端相连，所述X向驱动组件(31)用于驱动所述X向移动平台(32)在所述X方向上移动；

吸盘组件(33)，所述吸盘组件(33)用于吸附所述工件；

Y向驱动组件(34)，其设置于所述X向移动平台(32)上；

Y向移动平台(35)，其与所述Y向驱动组件(34)的输出端相连，所述Y向驱动组件(34)用于驱动所述Y向移动平台(35)在Y方向上移动；

旋转驱动件(36)，其设置于所述Y向移动平台(35)上，所述旋转驱动件(36)的输出端与所述吸盘组件(33)相连；所述X方向、所述Y方向和所述Z方向两两垂直；

所述吸盘组件(33)包括：

吸盘连接架(331)，其设置于所述X向移动平台(32)上；

第一吸嘴(332)，其设置于所述吸盘连接架(331)上，所述第一吸嘴(332)连通于真空发生器，其用于吸附第一种类型的所述工件；

第二吸嘴(333)，所述第二吸嘴(333)设置于所述吸盘连接架(331)上，并连通于真空发生器，用于吸附第二种类型的所述工件。

2.根据权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，所述第一吸嘴(332)和所述第二吸嘴(333)的数量均为多个，所述第二吸嘴(333)环设于所述第一吸嘴(332)的周围。

3.根据权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，所述Y向驱动组件(34)包括：

Y向驱动件(341)，其设置于所述X向移动平台(32)上；

Y向丝杠(342)，其沿所述Y方向延伸，所述Y向丝杠(342)与所述Y向驱动件(341)的输出端相连；

Y向螺母(343)，其套设于所述Y向丝杠(342)上，所述Y向移动平台(35)与所述Y向螺母(343)相连。

4.根据权利要求3所述的机械手装置，其特征在于，

所述X向移动平台(32)上设置有第一避让孔(321)；

所述Y向驱动组件(34)还包括连接块(344)，所述连接块(344)的一端与所述Y向螺母(343)相连，所述连接块(344)的另一端穿过所述第一避让孔(321)与所述Y向移动平台(35)相连。

5.根据权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，所述X向移动平台(32)上还设置有第二避让孔(322)，所述第二避让孔(322)用于所述旋转驱动件(36)的固定端的穿设。

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