CN111230839B - 一种工业机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明本发明涉及一种工业机械手,包括:底座;调节竖板,具有两个,可旋转地设置在所述底座上,两调节竖板所在的竖直平面相互平行;矩形框架,水平支撑在两调节竖板之间;升降机构,包括沿着矩形框架的长度方向可移动地设置在所述矩形框架上的移动框架和可旋转地支撑在移动框架上的绕线筒,在所述绕线筒上缠绕有绳,在所述绳的自由端设置有U型架,所述绳连接在U型架的中间部分,所述U型架的U型开口朝下设置;气动夹爪和气动吸盘,分别设置在连接件的两端,所述连接件的截面呈L型,所述连接件的直角位置铰接在U型架的U型开口内,在U型架的一侧设置有与连接件传动连接的翻转电机。该设备能够减少在夹持移动物品时产生的晃动,并且采用夹爪或者吸盘,可进行替换使用。

Description

一种工业机械手
技术领域
本发明涉及工业机械领域,具体地,涉及一种工业机械手。
背景技术
传随科学技术发展,自动化是现代经济的重要组成部分,自动化流水线也 逐渐将人从单一重复的劳动中解放出来,机械手将取代人手完成重复性的动作,便于拿取货物的工业机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置,特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点,在现有的工业机械手搬运物品时,往往因为动作幅度大导致夹持的工件晃动,并导致某些工件的内部零件松动或者脱落,产生对工件的损坏,并且现有的机械手只有单独的夹持或者单独的用吸盘式搬运工件,当不同的工件需要不同的机械手进行操作,成本较高。并且现有技术中的机械手中的移动组件仅有一组,移料效率低。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种工业机械手,该设备能够减少在夹持移动物品时产生的晃动,并且采用气动夹爪和气动吸盘,能够根据物体的类型选用夹爪或者吸盘,同时采用两组升降机构、气动夹爪和气动吸盘,提高了移动的效率。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:一种工业机械手,其特征在于,包括:
底座;
调节竖板,具有两个,可旋转地设置在所述底座上,两调节竖板所在的竖直平面相互平行;
矩形框架,水平支撑在两调节竖板之间;
升降机构,包括沿着矩形框架的长度方向可移动地设置在所述矩形框架上的移动框架和可旋转地支撑在移动框架上的绕线筒,在所述绕线筒上缠绕有绳,在所述绳的自由端设置有U型架,所述绳连接在U型架的中间部分,所述U型架的U型开口朝下设置;
气动夹爪和气动吸盘,分别设置在连接件的两端,所述连接件的截面呈L型,所述连接件的直角位置铰接在U型架的U型开口内,在U型架的一侧设置有与连接件传动连接的翻转电机。
优选地,升降机构、气动夹爪和气动吸盘均有两组,不同组的升降机构、气动夹爪和气动吸盘互相独立。
优选地,在对应每条绳的位置处设置有可伸缩的伸缩套,伸缩套套在位于移动框架与U型架之间的绳上,伸缩套采用金属材料或者硬质塑料制成,所述伸缩套的上端固定在移动框架的下表面,下端连接的U型架的中间部分。
优选地,在所述底座上设置有固定套筒,两所述调节竖板的下端固定在同一承托转盘上,所述承托转盘与固定套筒之间设置有轴承,在所述固定套筒的沿其轴线方向的中间位置设置有支撑板,所述支撑板的中间位置设置有通孔,在所述承托转盘的下表面的中间位置设置有与所述通孔配合的凸起,在所述凸起与通孔之间设置有轴承。
优选地,在所述底座上且位于所述凸起的正下方可旋转地设置有从动轮,所述从动轮与凸起传动连接,在所述底座上且位于固定套筒的外侧设置有主动轮,所述主动轮与从动轮采用皮带连接,在所述底座上且位于主动轮的旁侧设置有L型连接件,所述连接件的竖直部分的下端与底座固定连接,竖直部分的上端与水平部分的一端固定连接,所述主动轮的旋转轴的上端与水平部分的另一端旋转连接,所述主动轮的旋转轴的下端可旋转地设置在底座上,并且在所述水平部分设置有与所述主动轮的旋转轴传动连接的旋转电机。
优选地,在每个所述调节竖板的靠近上端的位置处设置有两上下延伸且并行的安装槽,两调节竖板上的安装槽一一对齐,在所述矩形框架的两长边的中部的外侧分别设置有两螺纹柱,每一个长边上的两螺纹柱能够插入并穿过对应的安装槽,在每个螺纹柱的相对于对应的调节竖板与矩形框架相反的一侧上设置有螺母。
优选地,在每个所述螺纹柱上且位于螺母与调节竖板之间设置有垫圈,在所述安装槽的沿其宽度方向的两侧与垫圈配合的表面设置有上下排列的第一齿,在所述垫圈朝向调节竖板一侧表面上设置有第二齿,所述第一齿与第二齿相啮合。
优选地,在所述螺纹柱上设置有第一限位平面,所述第一限位平面平行于所述螺纹柱的轴线,在所述垫圈的内圈上设置与第一限位平面配合的第二限位平面。
优选地,在所述矩形框架内壁且靠近下侧的位置处设置有承托框架,在所述承托框架的两长边的上侧分别设置有齿条,所述齿条沿着所述矩形框架的长度方向延伸,在所述移动框架的沿着矩形框架的宽度方向的两侧的下表面分别设置有竖板,在所述移动框架的下方且沿着矩形框架的长度方向的两侧分别设置有转杆,所述转杆的两端分别穿过对应的竖板,在每个转杆的两端分别设置有齿轮,所述齿轮与对应侧的齿条啮合,所述齿条的高度低于矩形框架的上表面,并且当齿轮与齿条啮合时,所述齿轮的上侧略低于矩形框架的上表面,所述移动框架的沿矩形框架的宽度方向的两侧延伸到矩形框架的正上方,并且移动框架的下表面与矩形框架的上表面几乎接触。
本发明还提供了如下技术方案:一种工业机械手,其特征在于,包括:
底座;
调节竖板,具有两个,可旋转地设置在所述底座上,两调节竖板所在的竖直平面相互平行;
矩形框架,水平支撑在两调节竖板之间;
升降机构,包括沿着矩形框架的长度方向可移动地设置在所述矩形框架上的移动框架和可旋转地支撑在移动框架上的绕线筒,在所述绕线筒上缠绕有绳,在所述绳的自由端设置有U型架,所述绳连接在U型架的中间部分,所述U型架的U型开口朝下设置,在对应每条绳的位置处设置有可伸缩的伸缩套,伸缩套套在位于移动框架与U型架之间的绳上,伸缩套采用金属材料或者硬质塑料制成,所述伸缩套的上端固定在移动框架的下表面,下端连接的U型架的中间部分;
气动夹爪和气动吸盘,分别设置在连接件的两端,所述连接件的截面呈L型,所述连接件的直角位置铰接在U型架的U型开口内,在U型架的一侧设置有与连接件传动连接的翻转电机;
升降机构、气动夹爪和气动吸盘均有两组,不同组的升降机构、气动夹爪和气动吸盘互相独立。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)该机械手的矩形框架能够旋转,升降机构能够沿着矩形框架的长度方向来回移动,并且升降机构能够带动气动夹爪和气动吸盘升降,这样能够使需要移动的物体在XYZ空间内移动;
2)采用气动夹爪和气动吸盘,能够根据不同的情况选用气动夹爪或者气动吸盘,能够对更多种类的物体进行移动;
3)升降机构、气动夹爪和气动吸盘均有两组,不同组的升降机构、气动夹爪和气动吸盘互相独立,这样能够同时对不同的物体进行移动,提高了移料的效率;
4)采用了伸缩套,伸缩套采用硬质材料,这样能够减少物体在升降时的晃动。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为实施例中的立体结构示意图一;
图2为实施例中的立体结构示意图二;
图3为实施例中的侧视图;
图4为实施例中的旋转组件局部立体结构示意图一;
图5为实施例中的承托转盘的局部立体结构示意图;
图6为实施例中的旋转组件局部立体结构示意图二;
图7为实施例中的水平移动机构的局部分解图;
图8为实施例中的局部俯视图;
图9为实施例中的图8中沿A-A处剖视图;
图10为垫圈的结构图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明的部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
参照图1-10所示,一种工业机械手,包括底座1、可旋转地设置在底座1上的两并行设置的调节竖板3、水平支撑在两调节竖板3之间的矩形框架18、沿着矩形框架18的长度方向可移动地支撑在矩形框架18上的升降机构以及可上下移动地悬挂在升降机构上的气动夹爪4和气动吸盘5,在使用时,可以根据实际需要选择气动夹爪4或者气动吸盘5来实现对待移动物体的夹持或者吸附。
在所述底座1上设置有固定套筒6,两所述调节竖板3的下端固定在同一承托转盘2上,所述承托转盘2与固定套筒6之间设置有轴承。在所述固定套筒6的沿其轴线方向的中间位置设置有支撑板16,所述支撑板16的中间位置设置有通孔14。在所述承托转盘2的下表面的中间位置设置有与所述通孔14配合的凸起13,优选地,在所述凸起13与通孔14之间也设置有轴承,这样在承托转盘2与固定套筒6之间以及凸起13与通孔14之间均设置有轴承,能够使调节竖板3旋转时更加稳定。
在所述底座1上且位于所述凸起13的正下方可旋转地设置有从动轮10,所述从动轮10与凸起13传动连接,当所述从动轮10旋转时能够带动承托转盘2旋转,进而能够带动气动夹爪4和气动吸盘5绕着承托转盘2的旋转轴线旋转以将待移动的物体移动到指定的位置。可以在所述凸起13的下表面设置一圈齿,在从动轮10的上面也设置一圈齿,所述凸起13上的齿与从动轮10上的齿相啮合以实现从动轮10与凸起13的连接。当然,也可以直接将从动轮10设置在凸起13上。
进一步,在所述底座1上且位于固定套筒6的外侧设置有主动轮8,所述主动轮8与从动轮10传动连接,优选地,采用皮带连接,在主动轮8与从动轮10上套设有皮带11。进一步,在所述底座1上且位于主动轮8的旁侧设置有L型连接件9,所述连接件9的竖直部分的下端与底座1固定连接,竖直部分的上端与水平部分的一端固定连接,所述主动轮8的旋转轴的上端与水平部分的另一端旋转连接,所述主动轮8的旋转轴的下端可旋转地设置在底座1上,并且在所述水平部分设置有与所述主动轮8的旋转轴传动连接的旋转电机(未示出),通过所述旋转电机能够带动主动轮8的旋转。在所述固定套筒6的侧壁上设置有避让切口12,所述皮带11穿过所述避让切口12。
在每个所述调节竖板3的靠近上端的位置处设置有两上下延伸且并行的安装槽25,两调节竖板3上的安装槽25一一对齐,在所述矩形框架18的两长边的中部的外侧分别设置有两螺纹柱23,每一个长边上的两螺纹柱23能够插入并穿过对应的安装槽25,在每个螺纹柱23的相对于对应的调节竖板3与矩形框架18相反的一侧上设置有螺母24,通过螺母24能够将矩形框架18固定在调节竖板3上并且通过安装槽25能够调节矩形框架18相对于调节竖板3的高度。
进一步,在每个所述螺纹柱23上且位于螺母24与调节竖板3之间设置有垫圈241,在所述安装槽25的沿其宽度方向的两侧与垫圈241配合的表面设置有上下排列的第一齿22,在所述垫圈241朝向调节竖板3一侧表面上设置有第二齿(未示出),所述第一齿22与第二齿相啮合,这样当螺母24将垫圈241压紧到调节竖板3上时,第一齿22与第二齿啮合,这样能够避免在正常使用时螺母24与调节竖板3发生相对滑动进而使矩形框架18的位置自行发生变化。当需要对矩形框架18的高度进行调整时,只需要松开螺母24即可,当调整到需要的高度拧紧螺母24。优选地,所述矩形框架18的中间位置固定在调节竖板3上。
为了防止垫圈241发生旋转而使第一齿22与第二齿不能啮合,在所述螺纹柱23上设置有第一限位平面231,所述第一限位平面231平行于所述螺纹柱23的轴线,在所述垫圈241的内圈上设置与第一限位平面231配合的第二限位平面242,这样能够防止垫圈241发生旋转。
所述升降机构包括沿着所述矩形框架18的长度方向可移动地支撑在矩形框架18上的移动框架27、可旋转地支撑在移动框架27上的绕线筒33,在所述绕线筒33上缠绕有绳35,所述气动夹爪4和气动吸盘5悬挂在绳35的自由端,通过旋转绕线筒33能够实现气动夹爪4和气动吸盘5的上升或者下降,通过将移动框架27沿着矩形框架27的长度方向移动能够增大气动夹爪4和气动吸盘5的移动范围。
在所述矩形框架21内壁且靠近下侧的位置处设置有承托框架21,在所述承托框架21的两长边的上侧分别设置有齿条19,所述齿条19沿着所述矩形框架21的长度方向延伸。在所述移动框架27的沿着矩形框架21的宽度方向的两侧的下表面分别设置有竖板28,在所述移动框架27的下方且沿着矩形框架21的长度方向的两侧分别设置有转杆30,所述转杆30的两端分别穿过对应的竖板28,在每个转杆30的两端分别设置有齿轮29,所述齿轮29与对应侧的齿条19啮合。进一步,其中一个转杆30传动连接有电机26,通过电机能够带动移动框架27沿着矩形框架21的长度方向来回移动。
进一步,在每个所述竖板28的下侧设置有沿着矩形框架18的长度方向延伸的导向套31,在矩形框架18内设置有与导向套31配合的导向条20,导向条20的两端分别设置在矩形框架18的沿长度方向的两端上。
进一步,所述齿条19的高度低于矩形框架18的上表面,并且当齿轮29与齿条啮合时,所述齿轮29的上侧略低于矩形框架18的上表面,所述移动框架27的沿矩形框架18的宽度方向的两侧延伸到矩形框架18的正上方,并且移动框架27的下表面与矩形框架18的上表面几乎接触,这样能够尽可能地减少其它物体进入。
所述绕线筒33具有两个,两绕线筒33设置在同一转轴上,所述转轴的两端通过三角固定架34可旋转地支撑移动框架27上,并且在其中一个三角固定架34上设置有绕线电机32,所述绕线电机32能够带动绕线筒33旋转,进而能够实现缠绕或者松线。两个绕线筒33上均缠绕有一条所述绳35,两条绳同步移动,这样能够保证在移动物体时的牢固性和稳定性。
所述气动夹爪4和气动吸盘5分别设置同一连接件42的两端上,所述连接件42的截面呈L型。在所述绳35的自由端设置有U型架40,并且所述绳35的自由端连接在U型架40的中间部分,所述连接件42可旋转地设置在U型架40的U型槽内,在U型架40的一侧设置有翻转电机41,通过翻转电机41带动气动夹爪4和气动吸盘5,一方面能够将需要采用的气动夹爪4或者气动吸盘5调整到工作位置,另一方面能够根据物件需要放置的位置来调整气动夹爪4或者气动吸盘5的角度。所述U型架40的中间部分沿着所述转轴的方向延伸,两条绳35分别设置在U型架40的中间部分的两侧。
在对应每条绳35的位置处设置有伸缩套37,伸缩套37套在位于移动框架27与U型架40之间的绳35上,伸缩套37采用金属材料或者硬质塑料制成,能够减小在移动过程中绳35的晃动。所述伸缩套37的上端固定在移动框架27的下表面,下端连接的U型架40的中间部分。
优选地,所述升降机构以及气动夹爪4和气动吸盘5均为两组,分别设置在同一矩形框架18上,两组升降机构的移动互不影响,这样能够同时两个工位上的物件进行移动,特别适用于多个工位且多个工位位于同一圆周上的物件的移动。
上所述仅为本发明的实施方式而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种工业机械手,其特征在于,包括:
底座;
调节竖板,具有两个,可旋转地设置在所述底座上,两调节竖板所在的竖直平面相互平行;
矩形框架,水平支撑在两调节竖板之间;
升降机构,包括沿着矩形框架的长度方向可移动地设置在所述矩形框架上的移动框架和可旋转地支撑在移动框架上的绕线筒,在所述绕线筒上缠绕有绳,在所述绳的自由端设置有U型架,所述绳连接在U型架的中间部分,所述U型架的U型开口朝下设置;
气动夹爪和气动吸盘,分别设置在连接件的两端,所述连接件的截面呈L型,所述连接件的直角位置铰接在U型架的U型开口内,在U型架的一侧设置有与连接件传动连接的翻转电机;
在所述底座上设置有固定套筒,两所述调节竖板的下端固定在同一承托转盘上,所述承托转盘与固定套筒之间设置有轴承,在所述固定套筒的沿其轴线方向的中间位置设置有支撑板,所述支撑板的中间位置设置有通孔,在所述承托转盘的下表面的中间位置设置有与所述通孔配合的凸起,在所述凸起与通孔之间设置有轴承。
2.根据权利要求1所述的一种工业机械手,其特征在于,升降机构、气动夹爪和气动吸盘均有两组,不同组的升降机构、气动夹爪和气动吸盘互相独立。
3.根据权利要求1所述的一种工业机械手,其特征在于,在对应每条绳的位置处设置有可伸缩的伸缩套,伸缩套套在位于移动框架与U型架之间的绳上,伸缩套采用金属材料或者硬质塑料制成,所述伸缩套的上端固定在移动框架的下表面,下端连接的U型架的中间部分。
4.根据权利要求1所述的一种工业机械手,其特征在于,在所述底座上且位于所述凸起的正下方可旋转地设置有从动轮,所述从动轮与凸起传动连接,在所述底座上且位于固定套筒的外侧设置有主动轮,所述主动轮与从动轮采用皮带连接,在所述底座上且位于主动轮的旁侧设置有L型连接件,所述连接件的竖直部分的下端与底座固定连接,竖直部分的上端与水平部分的一端固定连接,所述主动轮的旋转轴的上端与水平部分的另一端旋转连接,所述主动轮的旋转轴的下端可旋转地设置在底座上,并且在所述水平部分设置有与所述主动轮的旋转轴传动连接的旋转电机。
5.根据权利要求1所述的一种工业机械手,其特征在于,在每个所述调节竖板的靠近上端的位置处设置有两上下延伸且并行的安装槽,两调节竖板上的安装槽一一对齐,在所述矩形框架的两长边的中部的外侧分别设置有两螺纹柱,每一个长边上的两螺纹柱能够插入并穿过对应的安装槽,在每个螺纹柱的相对于对应的调节竖板与矩形框架相反的一侧上设置有螺母。
6.根据权利要求5所述的一种工业机械手,其特征在于,在每个所述螺纹柱上且位于螺母与调节竖板之间设置有垫圈,在所述安装槽的沿其宽度方向的两侧与垫圈配合的表面设置有上下排列的第一齿,在所述垫圈朝向调节竖板一侧表面上设置有第二齿,所述第一齿与第二齿相啮合。
7.根据权利要求6所述的一种工业机械手,其特征在于,在所述螺纹柱上设置有第一限位平面,所述第一限位平面平行于所述螺纹柱的轴线,在所述垫圈的内圈上设置与第一限位平面配合的第二限位平面。
8.根据权利要求1所述的一种工业机械手,其特征在于,在所述矩形框架内壁且靠近下侧的位置处设置有承托框架,在所述承托框架的两长边的上侧分别设置有齿条,所述齿条沿着所述矩形框架的长度方向延伸,在所述移动框架的沿着矩形框架的宽度方向的两侧的下表面分别设置有竖板,在所述移动框架的下方且沿着矩形框架的长度方向的两侧分别设置有转杆,所述转杆的两端分别穿过对应的竖板,在每个转杆的两端分别设置有齿轮,所述齿轮与对应侧的齿条啮合,所述齿条的高度低于矩形框架的上表面,并且当齿轮与齿条啮合时,所述齿轮的上侧略低于矩形框架的上表面,所述移动框架的沿矩形框架的宽度方向的两侧延伸到矩形框架的正上方,并且移动框架的下表面与矩形框架的上表面几乎接触。
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