CN111074385A - 一种用于纺丝自动加工的机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纺丝自动加工的机械手装置，包括移动设备和切割手臂，移动设备包括固定框架、横向移动机构、纵向移动机构、竖向移动机构，切割手臂包括臂座、安装于臂座上的夹持机构和切割机构，横向移动机构可带动切割手臂在前后方向移动，纵向移动机构可带动切割手臂在左右方向移动，竖向移动机构可带动切割手臂在上下方向移动，从而可自动实现了切割手臂在三维空间内的移动，同时夹持机构通过夹持驱动单元驱动两个夹臂相向靠近或远离，可将纺丝夹持成束，而进刀驱动单元驱动滑动座前后移动，旋转驱动单元驱动切割盘旋转，进而自动实现对纺丝的切割，并可把切割好的纺丝运输至设定的位置，提高自动化程度，提高加工效率。

Description

一种用于纺丝自动加工的机械手装置

技术领域

本发明涉及切割设备的领域，特别涉及一种用于纺丝自动加工的机械手装置。

背景技术

目前中空纤维膜已被广泛应用于石油化工、医药、纺织印染、食品、造纸等工业生产与废水处理等领域，纤维纺丝生产完成后经过切割处理，现有的纺丝切割方法多为人工切割，操作时工人将纺丝夹持固定成束，然后利用切割工具完成纺丝的切割，再对进行捆扎，然后搬运移动至设定的位置，在纺丝固定成束、切割、捆扎、移动等过程中耗时耗力，自动化程度低，加工效率低。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于纺丝自动加工的机械手装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种用于纺丝自动加工的机械手装置，包括：移动设备和切割手臂，移动设备包括呈矩形的固定框架、横向移动机构、纵向移动机构、竖向移动机构；

所述横向移动机构包括两个呈前后延伸的横向滑轨、呈左右延伸设置的横向移动板座，两个横向滑轨分别固定于固定框架的左框和右框上，所述移动板座的左右两端分别与两个横向滑轨滑动连接，在所述横向移动板座与固定框架之间设置有可驱动横向移动板座前后移动的横向驱动组件；

所述纵向移动机构包括固定于横向移动板座上的纵向固定座、呈左右延伸设置于纵向固定座上的纵向滑轨，与纵向滑轨滑动连接的纵向移动板座，在所述纵向固定座与纵向移动板座之间设置有可驱动纵向固定座左右移动的纵向驱动组件；

所述竖向移动机构包括呈上下延伸的竖向移动板座、呈上下延伸设置于竖向移动板座上的竖向滑轨，所述竖向移动板座通过竖向滑轨与纵向移动板座滑动连接，在所述竖向移动板座与纵向移动板座之间设置有可驱动竖向移动板座上下移动的竖向驱动组件；

切割手臂包括固定安装于竖向移动板座下端的臂座、安装于臂座上的夹持机构和切割机构；

所述夹持机构包括安装于臂座上的夹持驱动单元、呈左右相对设置的两个夹臂，所述夹持驱动单元分别与两个夹臂传动连接，所述夹持驱动单元驱动两个夹臂相向靠近或背向远离；

切割机构包括切割组件和进刀驱动组件，所述进刀驱动组件包括可前后滑动安装于臂座上的滑动座、与滑动座传动连接的进刀驱动单元，所述滑动座设置于两个夹臂的下方，所述切割组件包括可转动安装于滑动座前端的切割盘、与切割盘的轴心传动连接的旋转驱动单元，所述切割盘轴线呈上下延伸设置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述横向驱动组件包括安装于横向移动板座上的横向驱动电机、呈前后延伸安装于固定框架上的齿条、呈左右延伸可转动安装于横向移动板座上的驱动转轴，所述横向驱动电机通过第一同步带轮传动结构与驱动转轴传动连接，在所述驱动转轴同轴连接有与齿条啮合连接的齿轮。

作为上述技术方案的进一步改进，所述齿条设有两个，两个所述齿条分别固定于固定框架的左框和右框上，所述齿轮设置有两个，两个所述齿轮分别与两个齿条啮合连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述纵向驱动组件包括安装于纵向固定座内的纵向驱动电机、呈左右延伸可转动安装于纵向固定座内的纵向丝杆、固定安装于纵向移动板座上的纵向螺母座，所述纵向驱动电机与纵向丝杆传动连接，所述纵向螺母座与纵向丝杆螺纹传动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述竖向驱动组件包括呈竖向安装于竖向移动板座上端的竖向驱动电机、呈上下延伸可转动安装于竖向移动板座内的竖向丝杆、固定安装于纵向移动板座上的竖向螺母座，所述竖向驱动电机与竖向丝杆的上端传动连接，所述竖向丝杆与竖向螺母座螺纹传动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹臂呈前后延伸设置，在两个夹臂的前端均设置有夹爪，两个夹爪呈左右相对设置，所述夹持驱动单元包括固定安装于臂座上的两个夹持气缸，所述夹持气缸呈左右延伸设置，两个夹持气缸分别与两个夹臂的后端传动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述切割盘同轴连接有转动轴，所述切割盘通过转动轴与滑动座前端转动连接，所述旋转驱动单元包括固定安装于滑动座后端上的旋转电机，所述旋转电机通过第二同步带轮传动结构与转动轴传动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进刀驱动单元包括固定安装于臂座上的进刀电动推杆，所述进刀电动推杆呈前后延伸设置，所述进刀电动推杆与滑动座传动连接，所述滑动座的左侧和右侧均连接有呈前后延伸的进刀滑轨，在所述臂座上固定有与进刀滑轨滑动连接的导向滑座。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述切割盘的外圆周上安装有多个往外延伸的切割刀片，多个切割刀片呈环形间隔排列设置。

本发明的有益效果是：在使用时，把固定框架吊挂起来并固定好，横向驱动组件可驱动横向移动板座沿横向滑轨前后移动，进而带动切割手臂在前后方向移动，纵向驱动组件驱动纵向固定座沿纵向滑轨左右移动，进而带动切割手臂在左右方向移动，竖向驱动组件驱动竖向移动板座沿竖向滑轨上下移动，进而带动切割手臂在上下方向移动，从而可自动实现了切割手臂在三维空间内的移动，使切割手臂移动至三维空间中的某一位置进行作业，在切割时，首先夹持机构通过夹持驱动单元驱动两个夹臂相向靠近，两个夹臂将纺丝夹持成束在一起，然后进刀驱动单元驱动滑动座往前移动，同时旋转驱动单元驱动切割盘旋转，通过切割盘对纺丝进行切割，从而自动实现对纺丝的切割，同时可对纺丝进行捆扎，再通过移动设备把纺丝运输至设定的位置，并且本装置还可只通过切割手臂上的夹持机构对纺丝进行夹持，从而可单独对纺丝进行捆扎和移动，提高自动化程度，提高加工效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明所提供的机械手装置，其一实施例的前部结构示意图，其中两箭头分别表示前向和后向，其中两箭头分别表示上向和下向，其中两箭头分别表示左向和右向；

图2是图1中的局部放大图A，其中两箭头分别表示前向和后向，其中两箭头分别表示上向和下向，其中两箭头分别表示左向和右向；

图3是图1中的局部放大图B；

图4是图1中的局部放大图C；

图5是本发明所提供的机械手装置，其一实施例的后部结构示意图，其中两箭头分别表示前向和后向，其中两箭头分别表示上向和下向，其中两箭头分别表示左向和右向；

图6是图5中的局部放大图D；

图7是图5中的局部放大图E；

图8是本发明所提供的机械手装置，其一实施例的前视图；

图9是图8中的局部放大图F；

图10是图8中的局部放大图G。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图10，本发明的一种用于纺丝自动加工的机械手装置作出如下实施例：

一种用于纺丝自动加工的机械手装置，包括：移动设备100和切割手臂600，移动设备100包括呈矩形的固定框架200、横向移动机构300、纵向移动机构400、竖向移动机构500；

所述横向移动机构300包括两个呈前后延伸的横向滑轨310、呈左右延伸设置的横向移动板座320，两个横向滑轨310分别固定于固定框架200的左框和右框上，所述移动板座的左右两端分别与两个横向滑轨310滑动连接，在所述横向移动板座320与固定框架200之间设置有可驱动横向移动板座320前后移动的横向驱动组件；

所述纵向移动机构400包括固定于横向移动板座320上的纵向固定座410、呈左右延伸设置于纵向固定座410上的纵向滑轨420，与纵向滑轨420滑动连接的纵向移动板座430，在所述纵向固定座410与纵向移动板座430之间设置有可驱动纵向固定座410左右移动的纵向驱动组件；

所述竖向移动机构500包括呈上下延伸的竖向移动板座510、呈上下延伸设置于竖向移动板座510上的竖向滑轨520，所述竖向移动板座510通过竖向滑轨520与纵向移动板座430滑动连接，在所述竖向移动板座510与纵向移动板座430之间设置有可驱动竖向移动板座510上下移动的竖向驱动组件；

切割手臂600包括固定安装于竖向移动板座510下端的臂座700、安装于臂座700上的夹持机构800和切割机构900；

所述夹持机构800包括安装于臂座700上的夹持驱动单元、呈左右相对设置的两个夹臂810，所述夹持驱动单元分别与两个夹臂810传动连接，所述夹持驱动单元驱动两个夹臂810相向靠近或背向远离；

切割机构900包括切割组件和进刀驱动组件，所述进刀驱动组件包括可前后滑动安装于臂座700上的滑动座910、与滑动座910传动连接的进刀驱动单元，所述滑动座910设置于两个夹臂810的下方，所述切割组件包括可转动安装于滑动座910前端的切割盘920、与切割盘920的轴心传动连接的旋转驱动单元，所述切割盘920轴线呈上下延伸设置。

在使用时，把固定框架200吊挂起来并固定好，横向驱动组件可驱动横向移动板座320沿横向滑轨310前后移动，进而带动切割手臂600在前后方向移动，纵向驱动组件驱动纵向固定座410沿纵向滑轨420左右移动，进而带动切割手臂600在左右方向移动，竖向驱动组件驱动竖向移动板座510沿竖向滑轨520上下移动，进而带动切割手臂600在上下方向移动，从而可自动实现了切割手臂600在三维空间内的移动，使切割手臂600移动至三维空间中的某一位置进行作业，在切割时，首先夹持机构800通过夹持驱动单元驱动两个夹臂810相向靠近，两个夹臂810将纺丝夹持成束在一起，然后进刀驱动单元驱动滑动座910往前移动，同时旋转驱动单元驱动切割盘920旋转，通过切割盘920对纺丝进行切割，从而自动实现对纺丝的切割，同时可对纺丝进行捆扎，再通过移动设备100把纺丝运输至设定的位置，并且本装置还可只通过切割手臂600上的夹持机构800对纺丝进行夹持，从而可单独对纺丝进行捆扎和移动，实现多功能，提高自动化程度，提高加工效率。

在一些实施例中，夹持机构800设置有两个，两个夹持机构800呈上下间隔设置，切割盘920设置于两个夹持机构800之间，两个夹持机构800进而分别对纺丝待切割处的两侧进行夹持，避免纺丝散开，进而可确保纺丝切割精度。

在一些实施例中，所述横向驱动组件包括安装于横向移动板座320上的横向驱动电机330、呈前后延伸安装于固定框架200上的齿条340、呈左右延伸可转动安装于横向移动板座320上的驱动转轴350，所述横向驱动电机330通过第一同步带轮传动结构与驱动转轴350传动连接，在所述驱动转轴350同轴连接有与齿条340啮合连接的齿轮360。在切割手臂600需要前后移动时，横向驱动电机330过第一同步带轮传动结构来带动驱动转轴350转动，驱动转轴350通过齿轮360与齿条340的啮合带动横向移动板座320前后移动，进而实现切割手臂600的前后移动，通过齿轮360与齿条340的啮合连接可提高切割手臂600移动的精准性，第一同步带轮传动结构具体为常规的主动带轮与从动带轮之间通过传动带实现传动连接的结构。

在一些实施例中，所述齿条340设有两个，两个所述齿条340分别固定于固定框架200的左框和右框上，所述齿轮360设置有两个，两个所述齿轮360分别与两个齿条340啮合连接。这可提高横向移动板座320移动的稳定性，保持横向移动板座320的左端和右端同步移动，避免出现倾斜而卡死的现象。

在一些实施例中，所述纵向驱动组件包括安装于纵向固定座410内的纵向驱动电机、呈左右延伸可转动安装于纵向固定座410内的纵向丝杆、固定安装于纵向移动板座430上的纵向螺母座，所述纵向驱动电机与纵向丝杆传动连接，所述纵向螺母座与纵向丝杆螺纹传动连接。在切割手臂600需要左右移动时，纵向驱动电机驱动纵向丝杆转动，纵向丝杆通过与纵向螺母座螺纹传动连接的方式来带动纵向移动板座430左右移动，实现切割手臂600的前后移动，通过丝杆与螺母的螺纹传动连接可提高切割手臂600左右移动的精准性。

在一些实施例中，所述竖向驱动组件包括呈竖向安装于竖向移动板座510上端的竖向驱动电机530、呈上下延伸可转动安装于竖向移动板座510内的竖向丝杆、固定安装于纵向移动板座430上的竖向螺母座，所述竖向驱动电机530与竖向丝杆的上端传动连接，所述竖向丝杆与竖向螺母座螺纹传动连接。在切割手臂600需要上下移动时，竖向驱动电机530驱动竖向丝杆转动，竖向丝杆通过与竖向螺母座螺纹传动连接的方式来带动竖向移动板座510上下移动，实现切割手臂600的上下移动，通过丝杆与螺母的螺纹传动连接可提高切割手臂600上下移动的精准性。

在一些实施例中，所述夹臂810呈前后延伸设置，在两个夹臂810的前端均设置有夹爪811，两个夹爪811呈左右相对设置，所述夹持驱动单元包括固定安装于臂座700上的两个夹持气缸820，所述夹持气缸820呈左右延伸设置，两个夹持气缸820分别与两个夹臂810的后端传动连接。夹臂810通过夹爪811来抓紧纺丝，夹爪811呈凹陷状，两个夹爪811合在一起时可形成环形的夹紧区域，纺丝被夹持在夹紧区域内，两个夹持气缸820分别带动两个夹臂810动作，一来可提高夹持或松开的速度，进而提高加工效率，二来也提高两个夹臂810的夹持力，避免纺丝松动而影响到切割的精度。

在一些实施例中，所述切割盘920同轴连接有转动轴930，所述切割盘920通过转动轴930与滑动座910前端转动连接，所述旋转驱动单元包括固定安装于滑动座910后端上的旋转电机940，所述旋转电机940通过第二同步带轮传动结构与转动轴930传动连接。第二同步带轮传动结构具体也为常规的主动带轮与从动带轮之间通过传动带实现传动连接的结构，在进行切割时，旋转电机940通过第二同步带轮传动结构带动转动轴930转动，转动轴930带动切割盘920转动，从而实现对纺丝的切割。

在一些实施例中，所述进刀驱动单元包括固定安装于臂座700上的进刀电动推杆950，所述进刀电动推杆950呈前后延伸设置，所述进刀电动推杆950与滑动座910传动连接，所述滑动座910的左侧和右侧均连接有呈前后延伸的进刀滑轨911，在所述臂座700上固定有与进刀滑轨911滑动连接的导向滑座710。通过进刀电动推杆950驱动滑动座910前后移动，在进行进刀或者退刀时，在导向滑座710与进刀滑轨911的导向下，滑动座910可沿导向滑座710前后滑动，一来提高滑动座910滑动的流畅性，二来也避免滑动座910的移动出现偏离，而导致切割盘920倾斜。

在一些实施例中，在所述切割盘920的外圆周上安装有多个往外延伸的切割刀片921，多个切割刀片921呈环形间隔排列设置。切割盘920通过多个切割刀片921对纺丝进行切割，提高切割的效率。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种用于纺丝自动加工的机械手装置，其特征在于：包括：

移动设备(100)，包括呈矩形的固定框架(200)、横向移动机构(300)、纵向移动机构(400)、竖向移动机构(500)；

所述横向移动机构(300)包括两个呈前后延伸的横向滑轨(310)、呈左右延伸设置的横向移动板座(320)，两个横向滑轨(310)分别固定于固定框架(200)的左框和右框上，所述移动板座的左右两端分别与两个横向滑轨(310)滑动连接，在所述横向移动板座(320)与固定框架(200)之间设置有可驱动横向移动板座(320)前后移动的横向驱动组件；

所述纵向移动机构(400)包括固定于横向移动板座(320)上的纵向固定座(410)、呈左右延伸设置于纵向固定座(410)上的纵向滑轨(420)，与纵向滑轨(420)滑动连接的纵向移动板座(430)，在所述纵向固定座(410)与纵向移动板座(430)之间设置有可驱动纵向固定座(410)左右移动的纵向驱动组件；

所述竖向移动机构(500)包括呈上下延伸的竖向移动板座(510)、呈上下延伸设置于竖向移动板座(510)上的竖向滑轨(520)，所述竖向移动板座(510)通过竖向滑轨(520)与纵向移动板座(430)滑动连接，在所述竖向移动板座(510)与纵向移动板座(430)之间设置有可驱动竖向移动板座(510)上下移动的竖向驱动组件；

切割手臂(600)，包括固定安装于竖向移动板座(510)下端的臂座(700)、安装于臂座(700)上的夹持机构(800)和切割机构(900)；

所述夹持机构(800)包括安装于臂座(700)上的夹持驱动单元、呈左右相对设置的两个夹臂(810)，所述夹持驱动单元分别与两个夹臂(810)传动连接，所述夹持驱动单元驱动两个夹臂(810)相向靠近或背向远离；

切割机构(900)包括切割组件和进刀驱动组件，所述进刀驱动组件包括可前后滑动安装于臂座(700)上的滑动座(910)、与滑动座(910)传动连接的进刀驱动单元，所述滑动座(910)设置于两个夹臂(810)的下方，所述切割组件包括可转动安装于滑动座(910)前端的切割盘(920)、与切割盘(920)的轴心传动连接的旋转驱动单元，所述切割盘(920)轴线呈上下延伸设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于纺丝自动加工的机械手装置，其特征在于：所述横向驱动组件包括安装于横向移动板座(320)上的横向驱动电机(330)、呈前后延伸安装于固定框架(200)上的齿条(340)、呈左右延伸可转动安装于横向移动板座(320)上的驱动转轴(350)，所述横向驱动电机(330)通过第一同步带轮传动结构与驱动转轴(350)传动连接，在所述驱动转轴(350)同轴连接有与齿条(340)啮合连接的齿轮(360)。

3.根据权利要求2所述的一种用于纺丝自动加工的机械手装置，其特征在于：所述齿条(340)设有两个，两个所述齿条(340)分别固定于固定框架(200)的左框和右框上，所述齿轮(360)设置有两个，两个所述齿轮(360)分别与两个齿条(340)啮合连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于纺丝自动加工的机械手装置，其特征在于：所述纵向驱动组件包括安装于纵向固定座(410)内的纵向驱动电机、呈左右延伸可转动安装于纵向固定座(410)内的纵向丝杆、固定安装于纵向移动板座(430)上的纵向螺母座，所述纵向驱动电机与纵向丝杆传动连接，所述纵向螺母座与纵向丝杆螺纹传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于纺丝自动加工的机械手装置，其特征在于：所述竖向驱动组件包括呈竖向安装于竖向移动板座(510)上端的竖向驱动电机(530)、呈上下延伸可转动安装于竖向移动板座(510)内的竖向丝杆、固定安装于纵向移动板座(430)上的竖向螺母座，所述竖向驱动电机(530)与竖向丝杆的上端传动连接，所述竖向丝杆与竖向螺母座螺纹传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于纺丝自动加工的机械手装置，其特征在于：所述夹臂(810)呈前后延伸设置，在两个夹臂(810)的前端均设置有夹爪(811)，两个夹爪(811)呈左右相对设置，所述夹持驱动单元包括固定安装于臂座(700)上的两个夹持气缸(820)，所述夹持气缸(820)呈左右延伸设置，两个夹持气缸(820)分别与两个夹臂(810)的后端传动连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于纺丝自动加工的机械手装置，其特征在于：所述切割盘(920)同轴连接有转动轴(930)，所述切割盘(920)通过转动轴(930)与滑动座(910)前端转动连接，所述旋转驱动单元包括固定安装于滑动座(910)后端上的旋转电机(940)，所述旋转电机(940)通过第二同步带轮传动结构与转动轴(930)传动连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于纺丝自动加工的机械手装置，其特征在于：所述进刀驱动单元包括固定安装于臂座(700)上的进刀电动推杆(950)，所述进刀电动推杆(950)呈前后延伸设置，所述进刀电动推杆(950)与滑动座(910)传动连接，所述滑动座(910)的左侧和右侧均连接有呈前后延伸的进刀滑轨(911)，在所述臂座(700)上固定有与进刀滑轨(911)滑动连接的导向滑座(710)。

9.根据权利要求1所述的一种用于纺丝自动加工的机械手装置，其特征在于：在所述切割盘(920)的外圆周上安装有多个往外延伸的切割刀片(921)，多个切割刀片(921)呈环形间隔排列设置。

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