CN111618831A - 砂石破碎专用机械手 - Google Patents

Abstract

本发明机械设备技术领域，具体涉及砂石破碎专用机械手，包括转动总成和抓取总成，转动总成包括转动一部和转动二部；转动一部包括安装座、旋转座和腕部，旋转座的底部安装于安装座上，腕部固定安装在所述旋转座上方，腕部包括U形件，U形件底部与旋转座固定连接，U形件与所述转动二部旋转连接；转动二部包括第一臂部和第二臂部，所述第一臂部的另一端与第二臂部的一端旋转连接，第二臂部的另一端连接抓取总成；所述抓取总成包括第一夹板、第二夹板和驱动机构，所述第一夹板和第二夹板形成抓取空间，本发明所要解决的技术问题：提供一种能够转动、多角度进行拔取的砂石破碎专用机械手，能够方便的配合砂石收集，提高砂石收集的效率。

Description

砂石破碎专用机械手

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体涉及砂石破碎专用机械手。

背景技术

随着国内经济的迅速发展，全国各地都在进行基础设施建设，砂石因其良好的硬度和稳定的化学性质，被广泛应用于高速公路、高速铁路、隧道、大型立交桥、水泥、冶金、建材、煤炭、化工等行业。随着国内天然砂、河砂资源的枯竭和国家对生态环境的保护，机制砂替代天然砂已成为行业发展的必然趋势，大量的砂石企业应运面生。

随着基础设施施工技术的要求和高科技的发展，对砂石的数量和质量都有了更高的要求，生产出质量优良的砂石骨料是增强市场竞争力、确保目标利润的关键；同时投资者都希望投资少、见效快，所以砂石企业选择合适的设备尤为重要。目前砂石行业的设备配置：原矿石经过振动给料机给入颚式破碎机粗碎后，由皮带输送机输送给反击式破碎机再次进行破碎，然后由皮带输送机输送至圆振动筛筛分出所需要的粒级，这种常规配置投资大，成本高，建筑空间面积占用大，土建施工难度大；这就需要提供一种新型的砂石破碎系统节约空间、减少土建施工、降低工程造价以及提高系统的经济性。

公开号为CN201911362526.3的一种砂石破碎整形机，包括底座，底座上设有破碎整形腔体、第一电机和第二电机，破碎整形腔体的外形呈圆柱形结构，破碎整形腔体位于第一电机和第二电机之间，破碎整形腔体的顶部设有进料口，破碎整形腔体的底部设有出料口，破碎整形腔体的内部中心位置沿上下方向转动设有一根转轴，转轴的底部设有传动带轮。本发明提供的一种砂石破碎整形机，将砂石破碎和砂石整形优化为一体，破碎整形腔体的上面破碎砂石，破碎好的砂石经导料隔板和导料盘圈并从辅助导料盘中心输送到砂石整形叶轮，然后经出料口排出，砂石的破碎和整形由一台设备一次完成，破碎整形出的砂石颗粒均为类似球形的砂石颗粒，提高了砂石生产线的生产效率，减少了生产流程，降低了生产成本。

但是矿业开采工作中，矿石沙砾开采后需要进行运输收集，在这个过程中普遍使用扒渣机等矿用车辆，目前使用的扒渣机普遍应用挖掘机的铲斗进行矿石碎块的拔取聚拢工作，但是铲斗机械臂结构复杂，虽满足收拢需求，但是其进行转动、多角度的拔取工作操作较为繁琐，往往需要配合车辆的方向调整，在实际操作中对司机的操作水平要求也较高，现需要一种能够更加方便的进行沙石收集的设备来解决上述问题，降低操作的复杂程度，提高沙石收集的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：提供一种能够转动、多角度进行拔取的砂石破碎专用机械手，能够方便的配合砂石收集，提高砂石收集的效率。

本发明的基本方案为：砂石破碎专用机械手，包括转动总成和抓取总成，所述转动总成包括转动一部和转动二部；

所述转动一部包括安装座、旋转座和腕部，所述安装座中间开有第一安装孔，所述旋转座的底部安装于所述第一安装孔内，且所述旋转座以第一安装孔的中心线为转动中心转动的方式与安装座连接，所述旋转座连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述旋转座相对于所述安装座旋转，所述腕部固定安装在所述旋转座上方，所述腕部包括U形件，所述U 形件底部与旋转座固定连接，所述U形件与所述转动二部旋转连接；

所述转动二部包括第一臂部和第二臂部，所述第一臂部的一端与所述U形件上部转动连接，且所述第一臂部与所述U形件的连接处设有第二驱动电机，所述第二驱动电机能够驱动所述第一臂部相对于所述U形件连接，所述第一臂部的另一端与第二臂部的一端旋转连接，所述第二臂部的另一端连接抓取总成；

所述抓取总成包括第一夹板、第二夹板和驱动机构，所述驱动机构上方与所述第二臂部旋转连接，所述第一夹板和第二夹板分别设置于所述驱动机构两侧，且所述第一夹板、第二夹板与所述驱动机构滑动连接，所述第一夹板和第二夹板的底部均向所述所述驱动机构中心线的方向弯曲，所述第一夹板和第二夹板形成抓取空间。

本发明用于矿业开采工作，进行砂石收集的砂石破碎专用机械手，对砂石进行收集后运输到专业的破碎装置内对砂石进行破碎，首先该机械手需要通过安装座将整个装置固定到使用的局域，旋转座通过第一安装孔与固定座连接，在第一驱动电机的作用下，旋转座带动安装座上方的整个装置进行选装，从而可以收集整个装置周围一圈的砂石，结构简单，转动方便，并且扩大了收集的区域，旋转座上安装转动二部，进一步实现砂石的捡拾、堆积到指定区域的动作，转动二部包括第一臂部和第二臂部模拟人的大臂和小臂，从而整个机械手可以伸长、弯曲，对角度的对砂石进行收集，第二臂部连接抓取总成，第一夹板和第二夹板分别设置于所述驱动机构两侧，第一夹板和第二夹板在驱动机构的作用下运动，利用第一夹板和第二夹板之间的抓取空间对砂石进行收集。整个装置可以实现左右方向、前后方向和上下方向的运动，对砂石进行多角度、多范围的收集。

优选地，所述驱动机构包括连接板、连接杆，所述连接板中心处顶部开有第二安装孔，所述连接板底部设有八个安装柱，且所述四个安装柱均开有滑动孔，所述连接杆包括两个，分别为第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆穿过两个安装柱的滑动孔，所述第二连接杆穿过剩余安装柱中的两个安装柱的滑动孔，且所述第一连接杆和第二连接杆平行，所述第一夹板上方与所述第一连接杆和第二连接杆的一端连接，所述第二夹板上方与所述第一连接杆、第二连接杆的另一端连接。

优选地，所述第一连接杆的一端所述第一夹板固定连接，所述第一连接杆的另一端与所述第二夹板滑动连接，所述第二连接杆的一端与所述第二夹板固定连接，所述第二连接杆的另一端与所述第一夹板滑动连接。

安装柱固定在连接板的底部，第一连接杆、第二连接杆均与安装柱滑动连接；当第一夹板向一个方向运动时，带着与其固定连接的第一连接杆一起运动，但是第一连接杆的另一端始终在安装柱内，与此同时，第二夹板向与第一夹板相反的方向运动，带着与其固定连接的第二连接杆一起运动，此时，第一连接杆和第二连接杆的运动反向相反，第一夹板和第二夹板之间的距离扩大(或缩小)，从而可以抓取砂石(抓紧砂石进行移动)。

优选地，所述驱动机构还包括齿轮传动结构，所述齿轮传动结构包括传动轮、第一齿条和第二齿条，所述连接板上方设有第三驱动电机，所述第三驱动电机连接有传动轴，所述第三驱动电机驱动所述传动轴旋转，所述传动轴穿过所述第二安装孔与传动轮连接，所述传动轮设置在所述连接板下方，所述第一齿条和第二齿条均与所述传动轮外啮合，且所述传动轮转动时，所述第一齿条、第二齿条的运动方向相反。

优选地，所述转动轴通过轴承与所述连接板连接，且所述轴承为滚动轴承。

优选地，所述驱动机构还包括滑动杆，所述滑动杆有两个，分别为第一滑动杆和第二滑动杆，所述第一滑动杆穿过所述两个安装柱的滑动孔，所述第一滑动杆一端与所述第一夹板固定连接，所述第一滑动杆的另一端与所述第二夹板滑动连接，所述第二滑动杆穿过剩余两个安装柱的滑动孔，且所述第一滑动杆与所述第二滑动杆平行，所述第二滑动杆一端与所述第一夹板滑动连接，所述第二滑动杆的另一端与所述第二夹板固定连接，所述传动轮转动时，所述第一夹板和第二夹板的运动方向相反。

利用第一滑动杆、第二滑动杆、齿轮传动结构的配合，实现第一夹板和第二夹板的移动。

优选地，所述转动二部还包括关节结构，所述关节结构包括第一肘部和第二肘部，所述第一肘部的一端通过第一连接件与所述U形件连接，所述第一肘部的另一端与所述第二臂部转动连接，所述第二肘部的一端通过第二连接件与第二臂部连接，所述第二肘部的另一端通过第三连接件与抓取总成连接。

关节结构模拟人的大臂和小臂上的骨骼、线条等，第一肘部、第二肘部会对第一臂部和第二臂部的转动角度进行限定。

优选地，所述第一连接件一端与U形件连接，且所述第一连接件随着所述第一臂部同步转动，所述第一连接件的另一端与所述第一肘部转动连接。

优选地，所述第二连接件为三角形，所述第二连接件有三个顶点，分别为第一顶点、第二顶点和第三顶点，所述第一顶点与所述第二臂部旋转连接，所述第二顶点与所述第二肘部旋转连接，所述第三顶点连接有调节杆，所述调节杆的另一端旋转连接在所述U形件上。

优选地，所述第三连接件为Y形，所述第三连接件顶部具有两个连接点，分别为第一连接点和第二连接点，所述第一连接点与所述第二肘部旋转连接，所述第二连接点与第二臂部连接，所述第三连接件底部与连接板连接。

本发明的工作原理及优点在于：

(1)第一臂部和第二臂部在关节结构的作用下能够根据转动角度、长度设置最优的抓取范围；

(2)本发明利用第一夹板和第二夹板的相向运动，第一夹板和第二夹板之间具有一定的弧度，能够实现砂石这种不规则目标的抓取，通用性强、适用范围广、抓取效果好；

(3)工作的同步性好，从而使对栈板的抓取牢固，安全性能高；

(4)自动化程度，工作效率高，而且整个工作过程不需要人工参与，安全性能高。

附图说明

图1为本发明砂石破碎专用机械手的立体图(视角一)；

图2为本发明砂石破碎专用机械手的立体图(视角二)；

图3为本发明砂石破碎专用机械手的转动总成的爆炸图；

图4为本发明砂石破碎专用机械手的抓取总成的立体图；

图5为本发明砂石破碎专用机械手的抓取总成的爆炸图；

图6为本发明砂石破碎专用机械手的齿轮传动结构的安装结构示意图；

图7为图6的结构的分解示意图；

图8为本发明砂石破碎专用机械手的第二连接件的结构示意图；

图9为本发明砂石破碎专用机械手的第三连接件的结构示意图。

附图中涉及到的附图标记有：安装座1，固定孔101，第一安装孔102，旋转座2,第一驱动电机201，U形件3，第二驱动电机301，第一臂部4，第二臂部5，抓取总成6，连接板 601，轴承602，第三驱动电机603，第一夹板604，第二夹板605，移动板606，传动轴607，限位板608，连接杆609，滑动杆610，传动轮611，第一齿条612，第二齿条613，定位板 615，安装柱616，关节结构7，第一肘部701，第一连接件702，调节杆703，第二连接件 704，第一顶点704a，第二顶点704b，第三顶点704c，第二肘部705，第三连接件706，第一连接点706a，第二连接点706b。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

如图1至9所示，砂石破碎专用机械手，包括转动总成和抓取总成6，转动总成包括转动一部和转动二部。转动一部包括安装座1、旋转座2和腕部，安装座1中间开有第一安装孔102，旋转座2的底部安装于第一安装孔102内，且旋转座2以第一安装孔102的中心线为转动中心转动的方式与安装座1连接，旋转座2连接有第一驱动电机201，第一驱动电机 201驱动旋转座2相对于安装座1旋转，腕部固定安装在旋转座2上方，腕部包括U形件3， U形件3底部与旋转座2固定连接，U形件3与转动二部旋转连接。

如图1、2、3所示，转动二部包括第一臂部4和第二臂部5，第一臂部4的一端与U形件3上部转动连接，且第一臂部4与U形件3的连接处设有第二驱动电机301，第二驱动电机301能够驱动第一臂部4相对于U形件3连接，第一臂部4的另一端与第二臂部5的一端旋转连接，第二臂部5的另一端连接抓取总成6；抓取总成6包括第一夹板604、第二夹板605和驱动机构，驱动机构上方与第二臂部5旋转连接，第一夹板604和第二夹板605分别设置于驱动机构两侧，且第一夹板604、第二夹板605与驱动机构滑动连接，第一夹板604 和第二夹板605的底部均向驱动机构中心线的方向弯曲，第一夹板604和第二夹板605形成抓取空间。

本发明用于矿业开采工作，进行砂石收集的砂石破碎专用机械手，对砂石进行收集后运输到专业的破碎装置内对砂石进行破碎，首先该机械手需要通过安装座1将整个装置固定到使用的局域，安装座1侧面设有固定孔101，用于固定整个装置，旋转座2通过第一安装孔 102与固定座连接，在第一驱动电机201的作用下，旋转座2带动安装座1上方的整个装置进行选装，从而可以收集整个装置周围一圈的砂石，结构简单，转动方便，并且扩大了收集的区域，旋转座2上安装转动二部，进一步实现砂石的捡拾、堆积到指定区域的动作，转动二部包括第一臂部4和第二臂部5模拟人的大臂和小臂，从而整个机械手可以伸长、弯曲，对角度的对砂石进行收集，第二臂部5连接抓取总成6，第一夹板604和第二夹板605分别设置于驱动机构两侧，第一夹板604和第二夹板605在驱动机构的作用下运动，利用第一夹板604和第二夹板605之间的抓取空间对砂石进行收集，整个装置可以实现左右方向、前后方向和上下方向的运动，对砂石进行多角度、多范围的收集。

如图4、5、6、7所示，驱动机构包括连接板601、连接杆609，连接板601中心处顶部开有第二安装孔，连接板601底部设有八个安装柱616，且四个安装柱616均开有滑动孔，连接杆609包括两个，分别为第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆穿过两个安装柱616的滑动孔，第二连接杆穿过剩余安装柱616中的两个安装柱616的滑动孔，且第一连接杆和第二连接杆平行，第一夹板604上方与第一连接杆和第二连接杆的一端连接，第二夹板605上方与第一连接杆、第二连接杆的另一端连接，第一连接杆的一端第一夹板604固定连接，第一连接杆的另一端与第二夹板605滑动连接，第二连接杆的一端与第二夹板605固定连接，第二连接杆的另一端与第一夹板604滑动连接。

驱动机构还包括齿轮传动结构，齿轮传动结构通过定位板615安装在连接板601的下方，齿轮传动结构包括传动轮611、第一齿条612和第二齿条613，连接板601上方设有第三驱动电机603，第三驱动电机603连接有传动轴607，第三驱动电机603驱动传动轴607旋转，传动轴607穿过第二安装孔与传动轮611连接，传动轮611设置在连接板601下方，第一齿条612和第二齿条613均与传动轮611外啮合，且传动轮611转动时，第一齿条612、第二齿条613的运动方向相反，安装柱616固定在连接板601的底部，第一连接杆、第二连接杆均与安装柱616滑动连接，传动轴607607通过轴承602与连接板601连接，且轴承602为滚动轴承602。

在本实施例中，第一夹板604和第二夹板605通过移动板606与两个滑动杆610、两个连接杆609连接，当第一夹板604向一个方向运动时，带着与其固定连接的第一连接杆一起运动，但是第一连接杆的另一端始终在安装柱616内，与此同时，第二夹板605向与第一夹板604相反的方向运动，带着与其固定连接的第二连接杆一起运动，此时，第一连接杆和第二连接杆的运动反向相反，第一夹板604和第二夹板605之间的距离扩大(或缩小)，从而可以抓取砂石(抓紧砂石进行移动)，驱动机构还包括滑动杆610，滑动杆610有两个，分别为第一滑动杆和第二滑动杆，第一滑动杆穿过两个安装柱616的滑动孔，第一滑动杆一端与第一夹板604固定连接，第一滑动杆的另一端与第二夹板605滑动连接，第二滑动杆穿过剩余两个安装柱616的滑动孔，且第一滑动杆与第二滑动杆平行，第二滑动杆一端与第一夹板604滑动连接，第二滑动杆的另一端与第二夹板605固定连接，传动轮611转动时，第一夹板604和第二夹板605的运动方向相反，利用第一滑动杆、第二滑动杆、齿轮传动结构的配合，实现第一夹板604和第二夹板605的移动，并且为了限制第一夹板604和第二夹板 605在相向运动时，运动过度而损坏结构，在第一夹板604和第二夹板605之间还设有两个平行的限位板608。

如图1、2、3、8和9所示，转动二部还包括关节结构7，关节结构7包括第一肘部701和第二肘部705，第一肘部701的一端通过第一连接件702与U形件3连接，第一肘部701 的另一端与第二臂部5转动连接，第二肘部705的一端通过第二连接件704与第二臂部5连接，第二肘部705的另一端通过第三连接件706与抓取总成6连接，关节结构7模拟人的大臂和小臂上的骨骼、线条等，第一肘部701、第二肘部705会对第一臂部4和第二臂部5的转动角度进行限定，第一连接件702一端与U形件3连接，且第一连接件702随着第一臂部 4同步转动，第一连接件702的另一端与第一肘部701转动连接，第二连接件704为三角形 (如图8)，第二连接件704有三个顶点，分别为第一顶点704a、第二顶点704b和第三顶点704c，第一顶点704a与第二臂部5旋转连接，第二顶点704b与第二肘部705旋转连接，第三顶点704c连接有调节杆703，调节杆703的另一端旋转连接在U形件3上，第三连接件 706为Y形，第三连接件706顶部具有两个连接点，分别为第一连接点706a和第二连接点 706b，第一连接点706a与第二肘部705旋转连接，第二连接点706b与第二臂部5连接，第三连接件706底部与连接板601连接(如图9所示)。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.砂石破碎专用机械手，其特征在于：包括转动总成和抓取总成，所述转动总成包括转动一部和转动二部；

所述转动一部包括安装座、旋转座和腕部，所述安装座中间开有第一安装孔，所述旋转座的底部安装于所述第一安装孔内，且所述旋转座以第一安装孔的中心线为转动中心转动的方式与安装座连接，所述旋转座连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述旋转座相对于所述安装座旋转，所述腕部固定安装在所述旋转座上方，所述腕部包括U形件，所述U形件底部与旋转座固定连接，所述U形件与所述转动二部旋转连接；

所述转动二部包括第一臂部和第二臂部，所述第一臂部的一端与所述U形件上部转动连接，且所述第一臂部与所述U形件的连接处设有第二驱动电机，所述第二驱动电机能够驱动所述第一臂部相对于所述U形件连接，所述第一臂部的另一端与第二臂部的一端旋转连接，所述第二臂部的另一端连接抓取总成；

所述抓取总成包括第一夹板、第二夹板和驱动机构，所述驱动机构上方与所述第二臂部旋转连接，所述第一夹板和第二夹板分别设置于所述驱动机构两侧，且所述第一夹板、第二夹板与所述驱动机构滑动连接，所述第一夹板和第二夹板的底部均向所述所述驱动机构中心线的方向弯曲，所述第一夹板和第二夹板形成抓取空间。

2.根据权利要求1所述的砂石破碎专用机械手，其特征在于：所述驱动机构包括连接板、连接杆，所述连接板中心处顶部开有第二安装孔，所述连接板底部设有八个安装柱，且所述四个安装柱均开有滑动孔，所述连接杆包括两个，分别为第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆穿过两个安装柱的滑动孔，所述第二连接杆穿过剩余安装柱中的两个安装柱的滑动孔，且所述第一连接杆和第二连接杆平行，所述第一夹板上方与所述第一连接杆和第二连接杆的一端连接，所述第二夹板上方与所述第一连接杆、第二连接杆的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的砂石破碎专用机械手，其特征在于：所述第一连接杆的一端所述第一夹板固定连接，所述第一连接杆的另一端与所述第二夹板滑动连接，所述第二连接杆的一端与所述第二夹板固定连接，所述第二连接杆的另一端与所述第一夹板滑动连接。

4.根据权利要求3所述的砂石破碎专用机械手，其特征在于：所述驱动机构还包括齿轮传动结构，所述齿轮传动结构包括传动轮、第一齿条和第二齿条，所述连接板上方设有第三驱动电机，所述第三驱动电机连接有传动轴，所述第三驱动电机驱动所述传动轴旋转，所述传动轴穿过所述第二安装孔与传动轮连接，所述传动轮设置在所述连接板下方，所述第一齿条和第二齿条均与所述传动轮外啮合，且所述传动轮转动时，所述第一齿条、第二齿条的运动方向相反。

5.根据权利要求4所述的砂石破碎专用机械手，其特征在于：所述转动轴通过轴承与所述连接板连接，且所述轴承为滚动轴承。

6.根据权利要求5所述的砂石破碎专用机械手，其特征在于：所述驱动机构还包括滑动杆，所述滑动杆有两个，分别为第一滑动杆和第二滑动杆，所述第一滑动杆穿过所述两个安装柱的滑动孔，所述第一滑动杆一端与所述第一夹板固定连接，所述第一滑动杆的另一端与所述第二夹板滑动连接，所述第二滑动杆穿过剩余两个安装柱的滑动孔，且所述第一滑动杆与所述第二滑动杆平行，所述第二滑动杆一端与所述第一夹板滑动连接，所述第二滑动杆的另一端与所述第二夹板固定连接，所述传动轮转动时，所述第一夹板和第二夹板的运动方向相反。

7.根据权利要求6所述的砂石破碎专用机械手，其特征在于：所述转动二部还包括关节结构，所述关节结构包括第一肘部和第二肘部，所述第一肘部的一端通过第一连接件与所述U形件连接，所述第一肘部的另一端与所述第二臂部转动连接，所述第二肘部的一端通过第二连接件与第二臂部连接，所述第二肘部的另一端通过第三连接件与抓取总成连接。

8.根据权利要求7所述的砂石破碎专用机械手，其特征在于：所述第一连接件一端与U形件连接，且所述第一连接件随着所述第一臂部同步转动，所述第一连接件的另一端与所述第一肘部转动连接。

9.根据权利要求8所述的砂石破碎专用机械手，其特征在于：所述第二连接件为三角形，所述第二连接件有三个顶点，分别为第一顶点、第二顶点和第三顶点，所述第一顶点与所述第二臂部旋转连接，所述第二顶点与所述第二肘部旋转连接，所述第三顶点连接有调节杆，所述调节杆的另一端旋转连接在所述U形件上。

10.根据权利要求9所述的砂石破碎专用机械手，其特征在于：所述第三连接件为Y形，所述第三连接件顶部具有两个连接点，分别为第一连接点和第二连接点，所述第一连接点与所述第二肘部旋转连接，所述第二连接点与第二臂部连接，所述第三连接件底部与连接板连接。

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