CN111890386A - 一种六路旋转座式助力机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六路旋转座式助力机械手，其包括：底座；立柱，所述立柱连接于所述底座上端；主臂，所述主臂通过控制箱连接组件连接于所述立柱上端；横臂，所述横臂水平布置，并且转动连接于所述主臂下端；夹具，所述夹具通过垂臂组件连接于所述横臂下端。本发明实现了重物的灵活搬运，采用六路垂臂旋转座集成气动夹具的进气管路，有效防止机械臂转动时缠绕管路，解放机械臂转动幅度，提高机械手工作效率，气动平衡组件在主臂回转关节两端实现力矩平衡，从而保证机械手结构系统平衡。
Description
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，具体地说，涉及一种六路旋转座式助力机械手。
背景技术
助力机械手，是一种新颖的、用于物料搬运及安装时省力操作的助力设备。它巧妙地应用力的平衡原理，使操作者对重物进行相应的推拉，就可在空间内平衡移动定位。现有助力机械手夹具多采用气动传动，气动管路安装在机械臂上，在机械臂转动时，容易造成管路的缠绕，因此，如何设计一种机械手，解决管路缠绕，同时灵活实现厂房内中午搬运，是目前亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种六路旋转座式助力机械手，气动夹具的进气管路集成连接于六路旋转座上，防止机械臂转动时缠绕管路，解放机械臂转动幅度；其包括：
底座；
立柱，所述立柱连接于所述底座上端；
主臂，所述主臂通过控制箱连接组件连接于所述立柱上端；
横臂，所述横臂水平布置，并且转动连接于所述主臂下端；
夹具，所述夹具通过垂臂组件连接于所述横臂下端。
优选的，所述垂臂组件包括：
六路垂臂旋转座，所述六路垂臂旋转座一端法兰盘与所述横臂末端法兰盘连接；
六路垂臂旋转轴，所述六路垂臂旋转轴穿设所述六路垂臂旋转座设置，并且所述六路垂臂旋转轴与所述六路垂臂旋转座转动连接；
格莱圈，所述格莱圈连接于所述六路垂臂旋转座和所述六路垂臂旋转轴之间；
刹车盘，所述刹车盘连接于所述六路垂臂旋转座另一端；
刹车座，所述刹车座侧端与所述刹车盘连接，所述刹车座连接于所述六路垂臂旋转轴的法兰盘上；
垂臂，所述垂臂上端法兰盘与所述六路垂臂旋转轴下端法兰盘连接。
优选的，所所述垂臂旋转座包括：座体和第一法兰盘，所述第一法兰盘和所述座体为一体设置，所述座体轴向上开设通孔，所述通孔贯通所述座体和第一法兰盘设置，所述六路垂臂旋转轴安装于所述通孔内。
优选的，所述第一法兰盘上设置第一安装孔，所述座体上设置第二安装孔、卡槽、第一气孔、气槽、第三安装孔和第四安装孔，所述第二安装孔设置于所述座体一端，所述第一安装孔与所述第二安装孔连接，所述第三安装孔和第四安装孔连接，并且开设于所述座体另一端；所述卡槽间隔布置于所述座体内，所述卡槽与格莱圈卡合连接；所述气槽间隔布置于所述座体内；六个所述第一气孔交错布置，并且间隔开设于所述座体上，所述第一气孔与所述气槽连通。
优选的，所述六路垂臂旋转轴包括：第二法兰盘、第一轴体和第二轴体，所述第二法兰盘、第一轴体和第二轴体为一体设置，所述第二轴体安装于通孔内，所述第二法兰盘与所述垂臂上端法兰盘连接。
优选的，所述第二法兰盘设置六个气路，所述气路一端贯通所述第二法兰盘，所述气路另一端穿设所述第一轴体和第二轴体设置；所述第一轴体外环端间隔开设六个第二气孔，所述第二气孔与所述气路连通；所述第二轴体外环端开设六个第三气孔，所述第三气孔位置与气槽对应设置，所述第三气孔与所述气路连通。
优选的，所述一种六路旋转座式助力机械手，还包括：
控制面板，所述控制面板转动连接于控制面板支架上，所述控制面板支架与所述垂臂滑动连接。
优选的，所述立柱包括：
第一柱体，所述第一柱体垂直连接于所述底座上；
第二柱体，所述第二柱体下端套设于所述第一柱体上端，所述第二柱体上端与所述控制箱连接组件连接；
旋转壳体，所述旋转壳体安装于所述第二柱体内侧，并且与所述第二柱体转动连接；
安装座，所述安装座固定连接于所述第一柱体内部，并且通过轴承与所述旋转壳体下端转动连接；
转轴，所述转轴穿设所述旋转壳体设置，所述转轴下端与所述安装座转动连接，所述转轴上端通过轴承与所述旋转壳体上端转动连接；
第一齿轮，所述第一齿轮布置与所述旋转壳体上端内侧，所述第一齿轮与所述旋转壳体内侧啮合；
第一电机，所述第一电机固定连接于所述第一柱体内侧，所述第一电机输出端与所述第一齿轮连接；
插销，所述插销穿设所述第一柱和旋转壳体侧壁设置；
转块，所述转块一端与所述插销铰接；
套筒，所述套筒套设于所述转轴中间位置，并且与所述转轴滑动连接，所述套筒上端与所述转块另一端连接；
第二电机，所述第二电机固定连接于所述旋转壳体内侧，所述第二电机输出端与所述套筒下端连接；
滑槽，所述滑槽开设于所述第一柱体侧壁，所述滑槽长度根据所述立柱转动角度适应设置；
螺栓，所述螺栓同时穿设所述第一柱体、第二柱体和旋转壳体设置，所述螺栓与所述滑槽滑动连接。
优选的，所述一种六路旋转座式助力机械手，还包括：
气动平衡组件，所述气动平衡组件包括气缸、活塞杆、第一连接轴、第二连接轴和气缸安装座，所述气缸下端通过第一连接轴与所述气缸安装座转动连接，所述气缸安装座固定连接于所述控制箱连接组件侧面，所述活塞杆滑动连接于所述气缸内部，所述活塞杆输出端通过所述第二连接轴连接与主臂延伸端转动连接。
优选的，重物竖直方向运动速度计算方法如下：
步骤A1：计算机械臂载重部分的空载力矩：
M＝G2L2；
其中，G2为机械臂载重部分的自重，L2为机械臂载重部分的重心位置距所述主臂关节处的水平距离。
步骤A2：计算所述气缸夹持重物后的实际输出力：
其中，G1为夹持重物的重量，L1为所夹持重物的重心位置距所述主臂关节处的水平距离，L3为所述第二连接轴的位置距所述主臂关节处的水平距离。
步骤A3：计算所述活塞杆的运动速度：
其中，m为所述活塞杆的质量，p1为所述气缸气体输入侧的气压，p2为所述气缸气体排出侧的气压，S1为所述气缸气体输入侧的活塞面积，S2为所述气缸气体排出侧的活塞面积，G为所述活塞杆的重量，Ff为所述气缸的摩擦力。
步骤A4：计算重物的竖直方向运动速度：
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明垂臂组件结构示意图；
图3为本发明六路垂臂旋转座截面示意图；
图4为本发明六路垂臂旋转轴结构示意图；
图5为本发明六路垂臂旋转轴截面示意图；
图6为本发明结构A处局部截面示意图；
图7为本发明结构B处局部放大示意图；
图8为本发明结构力学简图。
图中：1.底座；2.立柱；21.第一柱体；22.第二柱体；23.旋转壳体；24.安装座；25.转轴；26第一齿轮；27.第一电机；28.插销；29.转块；210.套筒；211.第二电机；212.滑槽；213.螺栓；3.主臂；4.横臂；5.夹具；6.控制箱连接组件；7.垂臂组件；71.六路垂臂旋转座；72.六路垂臂旋转轴；73.格莱圈；74.刹车盘；75.刹车座；76.垂臂；711.座体；712.第一法兰盘；713.通孔；714.第一安装孔；715.第二安装孔；716.卡槽；717.第一气孔；718.气槽；719.第三安装孔；720.第四安装孔；721.第二法兰盘；722.第一轴体；723.第二轴体；724.气路；725.第二气孔；726.第三气孔；8.控制面板；81.控制面板支架；9.气动平衡组件；91.气缸；92.活塞杆；93.第一连接轴；94.第二连接轴；95.气缸安装座。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
下面将结合附图对本发明做进一步描述。
如图1-6所示，本实施例提供的一种六路旋转座式助力机械手，包括：
底座1；
立柱2，所述立柱2连接于所述底座1上端；
主臂3，所述主臂3通过控制箱连接组件6连接于所述立柱2上端；
横臂4，所述横臂4水平布置，并且转动连接于所述主臂3下端；
夹具5，所述夹具5通过垂臂组件7连接于所述横臂4下端。
本发明的工作原理和有益效果为：
本发明提供一种六路旋转座式助力机械手，使用时，将所述一种六路旋转座式助力机械手放置于厂房内指定位置，所述底座1、立柱2、主臂3、横臂4和夹具5按序依次连接，所述立柱2通过所述底座1固定于地面上，所述控制箱连接组件6实现所述主臂3在水平方向的转动，所述主臂3通过控制箱连接组件6和气动平衡组件9形成杠杆系统，实现机械手竖直方向运动，所述横臂4转动连接于所述主臂3上，实现机械手水平方向运动，垂臂组件7上设置六路垂臂旋转座71，气动夹具的进气管路集成连接于六路垂臂旋转座71上，所述夹具5通过气动实现对重物的夹取。
本发明实现了重物的灵活搬运，采用六路垂臂旋转座71集成气动夹具5的进气管路，有效防止机械臂转动时缠绕管路，解放机械臂转动幅度，提高机械手工作效率，气动平衡组件9在主臂3回转关节两端实现力矩平衡，从而保证机械手结构系统平衡。
如图2所示，在一个实施例中，所述垂臂组件7包括：
六路垂臂旋转座71，所述六路垂臂旋转座71一端法兰盘与所述横臂4末端法兰盘连接；
六路垂臂旋转轴72，所述六路垂臂旋转轴72穿设所述六路垂臂旋转座71设置，并且所述六路垂臂旋转轴72与所述六路垂臂旋转座71转动连接；
格莱圈73，所述格莱圈73连接于所述六路垂臂旋转座71和所述六路垂臂旋转轴72之间；
刹车盘74，所述刹车盘74连接于所述六路垂臂旋转座71另一端；
刹车座75，所述刹车座75侧端与所述刹车盘74连接，所述刹车座74连接于所述六路垂臂旋转轴72的法兰盘上；
垂臂76，所述垂臂76上端法兰盘与所述六路垂臂旋转轴72下端法兰盘连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述六路垂臂旋转轴72与所述六路垂臂旋转座71转动连接，所述六路垂臂旋转轴72下端通过所述垂臂76与夹具5连接，因此，所述六路垂臂旋转轴72转动实现所述夹具5水平面内的转动，所述六路垂臂旋转座71下端设置刹车盘74，所述刹车盘74与刹车座75连接，当控制所述六路垂臂旋转轴72转动到既定角度后，所述刹车座75对其进行刹车制动，防止所述六路垂臂旋转轴72因为惯性继续运动，所述六路垂臂旋转座71集成六路进气管路，所述六路垂臂旋转轴72集成六路出气管路，控制夹具5的气体从进气管路进入所述六路垂臂旋转座71内，然后从所述六路垂臂旋转轴72的出气管路流出，从而控制所述夹具5动作。
所述垂臂组件7实现了所述夹具5的水平转动，可靠性高，转动角度精确可调，进气管路和出气管路独立设计，分别集成于所述六路垂臂旋转座71和所述六路垂臂旋转轴72上，机械臂旋转时，管路不发生缠绕，有效避免管路损坏，增加机械臂转动幅度。
如图3所示，在一个实施例中，所述六路垂臂旋转座71包括：
座体711和第一法兰盘712，所述第一法兰盘712和所述座体71为一体设置，所述座体711轴向上开设通孔713，所述通孔713贯通所述座体711和第一法兰盘712设置，所述六路垂臂旋转轴72安装于所述通孔713内。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述座体711和第一法兰盘712为一体设置，所述第一法兰盘712与所述横臂4末端法兰盘通过螺栓连接，所述六路垂臂旋转轴72从所述座体711远离所述第一法兰盘712的一端，插入所述通孔713内，所述六路垂臂旋转轴72可在所述六路垂臂旋转座71内自由转动。
通过上述结构的设计，所述座体711和第一法兰盘712为一体设置，提高了所述六路垂臂旋转座71的刚度，通过所述第一法兰盘712与所述横臂4连接，增加连接面积，提高了连接强度，所述通孔713实现了所述六路垂臂旋转轴72的自由转动。
在一个实施例中，所述第一法兰盘712上设置第一安装孔714，所述座体711上设置第二安装孔715、卡槽716、第一气孔717、气槽718、第三安装孔719和第四安装孔720，所述第二安装孔719设置于所述座体711一端，所述第一安装孔714与所述第二安装孔719连接，所述第三安装孔719和第四安装孔720连接，并且开设于所述座体711另一端；所述卡槽716间隔布置于所述座体711内，所述卡槽711与格莱圈73卡合连接；所述气槽718间隔布置于所述座体711内；六个所述第一气孔717交错布置，并且间隔开设于所述座体711上，所述第一气孔717与所述气槽718连通。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述六路垂臂旋转轴72通过深沟球轴承安装于所述六路垂臂旋转座71上，所述第一安装孔714直径大于所述第二安装孔715的直径，所述第四安装孔720的直径大于所述第三安装孔719的直径，深沟球轴承分别安装于所述第一安装孔714和所述第四安装孔720内，所述第二安装孔715和所述第三安装孔719对深沟球轴承支撑限位，深沟球轴承内环端按安装于所述六路垂臂旋转轴72外侧，同时在所述六路垂臂旋转轴72上设置锁紧螺母，防止深沟球轴承在转动过程中发生滑移，六个所述第一气孔717间隔开设于所述六路垂臂旋转座71外环端，使用时，气体管路分别与所述第一气孔717连接，气体沿所述第一气孔717进入所述气槽718内，所述格莱圈73安装于所述卡槽716内，所述格莱圈73用于气体密封，将相邻所述气槽718分割开，防止气体进入时，通过所述气槽718从其他所述第一气孔717泄漏，所述通孔713与所述六路垂臂旋转轴72紧密连接，气体经过所述第一气孔717和气槽718进入所述六路垂臂旋转轴72内。
通过上述结构的设计，实现所述所述六路垂臂旋转轴72和所述六路垂臂旋转座71的转动连接，将进气管路分为六个气路，并通过所述格莱圈73隔开，气体通过上述结构进入到所述六路垂臂旋转轴72中，实现气体流通良好，防止漏气现象产生，所述六路垂臂旋转轴72转动时，能够保持所述六路垂臂旋转座71和进气管路固定不动，有效解决管路缠绕问题。
如图4所示，在一个实施例中，所述六路垂臂旋转轴72包括：第二法兰盘721、第一轴体722和第二轴体723，所述第二法兰盘721、第一轴体722和第二轴体723为一体设置，所述第二轴体723安装于通孔713内，所述第二法兰盘721与所述垂臂76上端法兰盘连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述第二法兰盘721、第一轴体722和第二轴体723为一体设置，所述第二法兰盘721与所述垂臂76上端法兰盘通过螺栓连接，所述六路垂臂旋转轴72插入所述六路垂臂旋转座71后，所述第二轴体723与通孔713配合，所述第一轴体722直径大于所述第二轴体723直径，所述第一轴体722侧端抵住深沟球轴承一端，所述第一轴体722侧端与出气管路连接。
通过上述结构的设计，所述第二法兰盘721、第一轴体722和第二轴体723为一体，提高了所述六路垂臂旋转轴72的刚度，通过所述第二法兰盘721与所述垂臂76连接，增加连接面积，提高了连接强度，同时实现了所述六路垂臂旋转轴72的自由转动。
如图5所示，在一个实施例中，所述第二法兰盘721设置六个气路724，所述气路724一端贯通所述第二法兰盘721，所述气路724另一端穿设所述第一轴体722和第二轴体723设置；所述第一轴体722外环端间隔开设六个第二气孔725，所述第二气孔725与所述气路724连通；所述第二轴体723外环端开设六个第三气孔726，所述第三气孔726位置与气槽718对应设置，所述第三气孔726与所述气路724连通。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述第二轴体723的两端通过深沟球轴承与所述六路垂臂旋转座71配合，从而实现转动，六个所述第二气孔725间隔设置于所述第一轴体722外环端，并分别与出气管路连接，六个所述第二气孔725分别通过所述气路724与相应位置的所述第三气孔726连通。当气体从所述第一气孔717进入所述气槽718后，所述六路垂臂旋转轴72转动到任意位置时，气体均能从所述气槽718进入所述第三气孔726内，然后从所述第二气孔725进入到出气管路中，出气管路与所述夹具5的气动系统连接，从而实现所述夹具5的动作。
通过上述结构的设计，将六个出气管路集成于所述六路垂臂旋转轴72上，所述六路垂臂旋转轴72转动时，实现所述夹具5、出气管路和所述六路垂臂旋转轴72的同步转动，而不影响进气管路，防止管路过度扭转和损坏，从而解放机械臂转动幅度。
在一个实施例中，所述的一种六路旋转座式助力机械手，还包括：控制面板8，所述控制面板8转动连接于控制面板支架81上，所述控制面板支架81与所述垂臂76滑动连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述一种六路旋转座式助力机械手通过所述控制面板8实现对机械手的控制，所述控制面板8连接于所述垂臂76上，与所述垂臂76同步转动，所述控制面板8朝向操作人员，保证操作人员与控制面板8位置适中，所述控制面板支架81实现所述控制面板8的上下滑动，适应操作人员身高进行调节，从而近距离观察重物移动过程，同时不易发生危险。
如图6所示，在一个实施例中，所述立柱2包括：
第一柱体21，所述第一柱体21垂直连接于所述底座1上；
第二柱体22，所述第二柱体22下端套设于所述第一柱体21上端，所述第二柱体22上端与所述控制箱连接组件6连接；
旋转壳体23，所述旋转壳体23安装于所述第二柱体22内侧，并且与所述第二柱体22转动连接；
安装座24，所述安装座24固定连接于所述第一柱体21内部，并且通过轴承与所述旋转壳体23下端转动连接；
转轴25，所述转轴25穿设所述旋转壳体23设置，所述转轴25下端与所述安装座24转动连接，所述转轴25上端通过轴承与所述旋转壳体23上端转动连接；
第一齿轮26，所述第一齿轮26布置与所述旋转壳体23上端内侧，所述第一齿轮26与所述旋转壳体23内侧啮合；
第一电机27，所述第一电机27固定连接于所述第一柱体21内侧，所述第一电机27输出端与所述第一齿轮26连接；
插销28，所述插销28穿设所述第一柱体21和旋转壳体23侧壁设置；
转块29，所述转块29一端与所述插销28铰接；
套筒210，所述套筒210套设于所述转轴25中间位置，并且与所述转轴25滑动连接，所述套筒210上端与所述转块29另一端连接；
第二电机211，所述第二电机211固定连接于所述旋转壳体23内侧，所述第二电机211输出端与所述套筒210下端连接；
滑槽212，所述滑槽212开设于所述第一柱体21侧壁，所述滑槽212长度根据所述立柱2转动角度适应设置；
螺栓213，所述螺栓213同时穿设所述第一柱体21、第二柱体22和旋转壳体23设置，所述螺栓213与所述滑槽212滑动连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述立柱2分体设置，在所述第一柱体21和所述第二柱体22之间设置旋转壳体23，当所述立柱2进行旋转时，启动所述第二电机211，所述第二电机211输出端转动，带动所述套筒210向下运动，从而带动所述转块29转动，将实施插销28从所述第一立柱21中拔出，所述第一立柱21和所述旋转壳体23解除限位，接着启动所述第一电机27，所述第一电机27输出端带动所述第一齿轮26转动，所述旋转壳体23随之转动，所述旋转壳体23与所述第二壳体22通过所述螺栓213固定连接，从而使所述第二壳体22与旋转壳体23同步转动，所述螺栓213在所述滑槽212内滑动，从而实现所述第二柱体22与所述第一柱体21的相对转动，旋转动作结束后，所述第一电机27反转，将所述第二柱体22复位，所述第二电机211反转，所述插销28复位，实现所述第一柱体21和第二柱体22的限位。
通过上述结构设计，实现了所述第一柱体21和第二柱体22的相对转动，在无需转动的情况下能够进行限位，保持相对位置不变，在所述控制箱连接组件6带动主臂3转动的同时，实现所述立柱2的单独转动，有效扩大机械手水平方向转动夹角，增加机械手的作用范围，从而在需要多机械手联合使用时，减少机械手使用数量，进一步降低成本，广泛适用于重物搬运时转动角度过大的情况。
如图7所示，在一个实施例中，所述的一种六路旋转座式助力机械手，还包括：
气动平衡组件9，所述气动平衡组件9包括气缸91、活塞杆92、第一连接轴93、第二连接轴94和气缸安装座95，所述气缸91下端通过第一连接轴93与所述气缸安装座95转动连接，所述气缸安装座95固定连接于所述控制箱连接组件6侧面，所述活塞杆92滑动连接于所述气缸91内部，所述活塞杆92输出端通过所述第二连接轴94连接与主臂3延伸端转动连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述控制箱连接组件6下端转动连接于所述立柱2上，所述主臂3转动连接于所述控制箱连接组件6上端，所述气动平衡组件9输出端与主臂3延伸端转动连接，从而以所述控制箱连接组件6和主臂3连接处为中心，形成杠杆结构，所述气动平衡组件9可以实现输出端的伸出和收回，当控制所述气动平衡组件9伸出时，所述主臂3延伸端提升，从而实现夹具5的下降，当控制所述气动平衡组件9收回时，所述主臂3延伸端下降，从而实现夹具5的提升，机械手通过所述气动平衡组件9实现竖直方向的提升和下降，在机械臂空载时，所述气动平衡组件9对所述主臂3延伸端施加拉力，保持机械臂的稳定。
通过上述结构设计，所述气动平衡组件9将机械手始终保持平衡状态，防止无驱动动力时，机械手夹持端落下而引起事故，同时实现重物的提升和下降，维持机械手工作过程中的稳定性，在所述主臂3回转关节两端实现力矩平衡，从而保证机械臂结构系统平衡。
如图8所示，在一个实施例中，重物竖直方向运动速度计算方法如下：
步骤A1：计算机械臂载重部分的空载力矩：
M＝G2L2；
其中，G2为机械臂载重部分的自重，L2为机械臂载重部分的重心位置距所述主臂3关节处的水平距离。
步骤A2：计算所述气缸91夹持重物后的实际输出力：
其中，G1为夹持重物的重量，L1为所夹持重物的重心位置距所述主臂3关节处的水平距离，L3为所述第二连接轴94的位置距所述主臂3关节处的水平距离。
步骤A3：计算所述活塞杆92的运动速度：
其中，m为所述活塞杆92的质量，p1为所述气缸91气体输入侧的气压，p2为所述气缸91气体排出侧的气压，S1为所述气缸91气体输入侧的活塞面积，S2为所述气缸91气体排出侧的活塞面积，G为所述活塞杆92的重量，Ff为所述气缸91的摩擦力。
步骤A4：计算重物的竖直方向运动速度：
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
首先由机械手结构，已知机械臂载重部分的自重和机械臂载重部分的重心位置，可根据步骤A1中的公式计算出机械臂载重部分的空载力矩；所夹持重物的重心位置与所述夹具5的夹爪中心位置，在竖直方向一致，即所夹持重物的重心位置距所述主臂3关节处的水平距离为已知致参数，所述第二连接轴94的位置距所述主臂3关节处的水平距离为已知参数，因此，根据步骤A2中的公式计算出所述气缸91夹持重物后的实际输出力；所述活塞杆92的质量、所述气缸91气体输入侧的活塞面积、所述气缸91气体排出侧的活塞面积均为已知参数，所述气缸91气体输入侧和排出侧的气压通过压力控制阀实现控制和检测得出，因此，根据步骤A3中的公式计算出所述活塞杆92的运动速度；所述活塞杆92的竖直方向运动角速度与重物竖直方向运动角速度相同，因此，将计算得出的所述活塞杆92的运动速度代入到步骤A4中的公式及可求出重物的竖直方向运动速度。
所述气动平衡组件9在保持机械机械手结构系统平衡的同时，通过气缸压力，实现机械手竖直方向运动，机械手其余关节处通过转动实现机械手调节，转速可控，通过以上计算方法，得出重物的竖直方向运动速度，从而为机械手运动轨迹计算提供依据，便于机械手运动轨迹的规划，同时根据不同负载范围可适应改变所述气缸91参数，实现机械手系统平衡，防止负载过重产生失稳，提高机械手的适用性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，包括：
底座(1)；
立柱(2)，所述立柱(2)连接于所述底座(1)上端；
主臂(3)，所述主臂(3)通过控制箱连接组件(6)连接于所述立柱(2)上端；
横臂(4)，所述横臂(4)水平布置，并且转动连接于所述主臂(3)下端；
夹具(5)，所述夹具(5)通过垂臂组件(7)连接于所述横臂(4)下端。
2.根据权利要求1所述的一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，所述垂臂组件(7)包括：
六路垂臂旋转座(71)，所述六路垂臂旋转座(71)一端法兰盘与所述横臂(4)末端法兰盘连接；
六路垂臂旋转轴(72)，所述六路垂臂旋转轴(72)穿设所述六路垂臂旋转座(71)设置，并且所述六路垂臂旋转轴(72)与所述六路垂臂旋转座(71)转动连接；
格莱圈(73)，所述格莱圈(73)连接于所述六路垂臂旋转座(71)和所述六路垂臂旋转轴(72)之间；
刹车盘(74)，所述刹车盘(74)连接于所述六路垂臂旋转座(71)另一端；
刹车座(75)，所述刹车座(75)侧端与所述刹车盘(74)连接，所述刹车座(74)连接于所述六路垂臂旋转轴(72)的法兰盘上；
垂臂(76)，所述垂臂(76)上端法兰盘与所述六路垂臂旋转轴(72)下端法兰盘连接。
3.根据权利要求2所述的一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，所述六路垂臂旋转座(71)包括：座体(711)和第一法兰盘(712)，所述第一法兰盘(712)和所述座体(71)为一体设置，所述座体(711)轴向上开设通孔(713)，所述通孔(713)贯通所述座体(711)和第一法兰盘(712)设置，所述六路垂臂旋转轴(72)安装于所述通孔(713)内。
4.根据权利要求3所述的一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，所述第一法兰盘(712)上设置第一安装孔(714)，所述座体(711)上设置第二安装孔(715)、卡槽(716)、第一气孔(717)、气槽(718)、第三安装孔(719)和第四安装孔(720)，所述第二安装孔(719)设置于所述座体(711)一端，所述第一安装孔(714)与所述第二安装孔(719)连接，所述第三安装孔(719)和第四安装孔(720)连接，并且开设于所述座体(711)另一端；所述卡槽(716)间隔布置于所述座体(711)内，所述卡槽(711)与格莱圈(73)卡合连接；所述气槽(718)间隔布置于所述座体(711)内；六个所述第一气孔(717)交错布置，并且间隔开设于所述座体(711)上，所述第一气孔(717)与所述气槽(718)连通。
5.根据权利要求2所述的一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，所述六路垂臂旋转轴(72)包括：第二法兰盘(721)、第一轴体(722)和第二轴体(723)，所述第二法兰盘(721)、第一轴体(722)和第二轴体(723)为一体设置，所述第二轴体(723)安装于通孔(713)内，所述第二法兰盘(721)与所述垂臂(76)上端法兰盘连接。
6.根据权利要求5所述的一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，所述第二法兰盘(721)设置六个气路(724)，所述气路(724)一端贯通所述第二法兰盘(721)，所述气路(724)另一端穿设所述第一轴体(722)和第二轴体(723)设置；所述第一轴体(722)外环端间隔开设六个第二气孔(725)，所述第二气孔(725)与所述气路(724)连通；所述第二轴体(723)外环端开设六个第三气孔(726)，所述第三气孔(726)位置与气槽(718)对应设置，所述第三气孔(726)与所述气路(724)连通。
7.根据权利要求2所述的一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，还包括：控制面板(8)，所述控制面板(8)转动连接于控制面板支架(81)上，所述控制面板支架(81)与所述垂臂(76)滑动连接。
8.根据权利要求1所述的一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，所述立柱(2)包括：
第一柱体(21)，所述第一柱体(21)垂直连接于所述底座(1)上；
第二柱体(22)，所述第二柱体(22)下端套设于所述第一柱体(21)上端，所述第二柱体(22)上端与所述控制箱连接组件(6)连接；
旋转壳体(23)，所述旋转壳体(23)安装于所述第二柱体(22)内侧，并且与所述第二柱体(22)转动连接；
安装座(24)，所述安装座(24)固定连接于所述第一柱体(21)内部，并且通过轴承与所述旋转壳体(23)下端转动连接；
转轴(25)，所述转轴(25)穿设所述旋转壳体(23)设置，所述转轴(25)下端与所述安装座(24)转动连接，所述转轴(25)上端通过轴承与所述旋转壳体(23)上端转动连接；
第一齿轮(26)，所述第一齿轮(26)布置与所述旋转壳体(23)上端内侧，所述第一齿轮(26)与所述旋转壳体(23)内侧啮合；
第一电机(27)，所述第一电机(27)固定连接于所述第一柱体(21)内侧，所述第一电机(27)输出端与所述第一齿轮(26)连接；
插销(28)，所述插销(28)穿设所述第一柱体(21)和旋转壳体(23)侧壁设置；
转块(29)，所述转块(29)一端与所述插销(28)铰接；
套筒(210)，所述套筒(210)套设于所述转轴(25)中间位置，并且与所述转轴(25)滑动连接，所述套筒(210)上端与所述转块(29)另一端连接；
第二电机(211)，所述第二电机(211)固定连接于所述旋转壳体(23)内侧，所述第二电机(211)输出端与所述套筒(210)下端连接；
滑槽(212)，所述滑槽(212)开设于所述第一柱体(21)侧壁，所述滑槽(212)长度根据所述立柱(2)转动角度适应设置；
螺栓(213)，所述螺栓(213)同时穿设所述第一柱体(21)、第二柱体(22)和旋转壳体(23)设置，所述螺栓(213)与所述滑槽(212)滑动连接。
9.根据权利要求1所述的一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，还包括：气动平衡组件(9)，所述气动平衡组件(9)包括气缸(91)、活塞杆(92)、第一连接轴(93)、第二连接轴(94)和气缸安装座(95)，所述气缸(91)下端通过第一连接轴(93)与所述气缸安装座(95)转动连接，所述气缸安装座(95)固定连接于所述控制箱连接组件(6)侧面，所述活塞杆(92)滑动连接于所述气缸(91)内部，所述活塞杆(92)输出端通过所述第二连接轴(94)连接与主臂(3)延伸端转动连接。
10.根据权利要求9所述的一种六路旋转座式助力机械手，其特征在于，重物竖直方向运动速度计算方法如下：
步骤A1：计算机械臂载重部分的空载力矩：
M＝G2L2；
其中，G2为机械臂载重部分的自重，L2为机械臂载重部分的重心位置距所述主臂(3)关节处的水平距离；
步骤A2：计算所述气缸(91)夹持重物后的实际输出力：
其中，G1为夹持重物的重量，L1为所夹持重物的重心位置距所述主臂(3)关节处的水平距离，L3为所述第二连接轴(94)的位置距所述主臂(3)关节处的水平距离；
步骤A3：计算所述活塞杆(92)的运动速度：
其中，m为所述活塞杆(92)的质量，p1为所述气缸(91)气体输入侧的气压，p2为所述气缸(91)气体排出侧的气压，S1为所述气缸(91)气体输入侧的活塞面积，S2为所述气缸(91)气体排出侧的活塞面积，G为所述活塞杆(92)的重量，Ff为所述气缸(91)的摩擦力；
步骤A4：计算重物的竖直方向运动速度：
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115229780A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-10-25 | 达闼机器人股份有限公司 | 机械臂运动路径规划方法及装置 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0070791A1 (fr) * | 1981-07-20 | 1983-01-26 | MecanARBED Dommeldange S.à r.l. | Joint tournant à raccords multiples |
| GB2135966A (en) * | 1983-03-03 | 1984-09-12 | Wiederaufarbeitung Von Kernbre | Apparatus for remote controlled handling of a tool |
| ATE500033T1 (de) * | 2008-06-27 | 2011-03-15 | Festo Ag & Co Kg | Drehvorrichtung |
| CN102049775A (zh) * | 2009-10-27 | 2011-05-11 | 上海永乾机电有限公司 | 力伺服控制的电动机械手 |
| CN102661464A (zh) * | 2012-02-14 | 2012-09-12 | 徐州徐工随车起重机有限公司 | 液气两用中心旋转接头 |
| CN203485206U (zh) * | 2013-08-13 | 2014-03-19 | 无锡骐泽机械科技有限公司 | 助力机械手 |
| CN205867481U (zh) * | 2016-07-19 | 2017-01-11 | 四川科技职业学院 | 一种可升降篮球架 |
| CN205970935U (zh) * | 2016-08-17 | 2017-02-22 | 旭卡机电（启东）有限公司 | 高度可调的螺纹锁紧式车船用座椅支架 |
| CN206287144U (zh) * | 2016-12-13 | 2017-06-30 | 徐州欧普莱斯工业机械有限公司 | 一种车桥热处理用上下料助力机械手 |
| WO2018003631A1 (ja) * | 2016-07-01 | 2018-01-04 | ライフロボティクス株式会社 | ロボットアーム機構及び回転関節機構 |
| CN111015662A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-17 | 深圳蓝胖子机器人有限公司 | 一种动态抓取物体方法、系统、设备和动态抓取垃圾方法、系统、设备 |
| CN111219556A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-06-02 | 惠州市富利源机械有限公司 | 一种多气路旋转转换接头及其安装结构 |
-
2020
- 2020-08-19 CN CN202010834763.1A patent/CN111890386B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0070791A1 (fr) * | 1981-07-20 | 1983-01-26 | MecanARBED Dommeldange S.à r.l. | Joint tournant à raccords multiples |
| GB2135966A (en) * | 1983-03-03 | 1984-09-12 | Wiederaufarbeitung Von Kernbre | Apparatus for remote controlled handling of a tool |
| ATE500033T1 (de) * | 2008-06-27 | 2011-03-15 | Festo Ag & Co Kg | Drehvorrichtung |
| CN102049775A (zh) * | 2009-10-27 | 2011-05-11 | 上海永乾机电有限公司 | 力伺服控制的电动机械手 |
| CN102661464A (zh) * | 2012-02-14 | 2012-09-12 | 徐州徐工随车起重机有限公司 | 液气两用中心旋转接头 |
| CN203485206U (zh) * | 2013-08-13 | 2014-03-19 | 无锡骐泽机械科技有限公司 | 助力机械手 |
| WO2018003631A1 (ja) * | 2016-07-01 | 2018-01-04 | ライフロボティクス株式会社 | ロボットアーム機構及び回転関節機構 |
| CN205867481U (zh) * | 2016-07-19 | 2017-01-11 | 四川科技职业学院 | 一种可升降篮球架 |
| CN205970935U (zh) * | 2016-08-17 | 2017-02-22 | 旭卡机电（启东）有限公司 | 高度可调的螺纹锁紧式车船用座椅支架 |
| CN206287144U (zh) * | 2016-12-13 | 2017-06-30 | 徐州欧普莱斯工业机械有限公司 | 一种车桥热处理用上下料助力机械手 |
| CN111219556A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-06-02 | 惠州市富利源机械有限公司 | 一种多气路旋转转换接头及其安装结构 |
| CN111015662A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-17 | 深圳蓝胖子机器人有限公司 | 一种动态抓取物体方法、系统、设备和动态抓取垃圾方法、系统、设备 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115229780A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-10-25 | 达闼机器人股份有限公司 | 机械臂运动路径规划方法及装置 |
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| Publication number | Publication date |
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Denomination of invention: A 6-way rotary seat type power assist manipulator Effective date of registration: 20230316 Granted publication date: 20210928 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Yancheng Development Zone Sub branch Pledgor: JIANGSU YUBO AUTOMATION EQUIPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023990000167 |