CN111923072B - 一种夹取机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹取机械手，包括工作台面及设于工作台面上的搬运机械臂，工作台面具有平台底座，搬运机械臂可在平台底座上移动，平台底座上设有沿水平方向并排平行布置的齿条和导轨，导轨内设有用于引入外接气源的气流密封通道，搬运机械臂上对应设有与气流密封通道相接通的气流通路、设于气流通路上的空气涡轮传动机构和气流控制装置，空气涡轮传动机构包括空气涡轮组件及与空气涡轮组件相连接的齿轮组件，齿轮组件与齿条相配合，在气流控制装置的控制下，外接气源接入气流通路内，外接气源带动空气涡轮组件旋转，空气涡轮组件同步带转齿轮组件，促使搬运机械臂沿轴向来回移动。本发明结构相对简单、制作成本低；可靠性好、且易于维护。

Description

一种夹取机械手

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其公开了一种夹取机械手。

背景技术

工业上，机械手可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。为了提高工业生产加工的效率，多采用机械手来进行物品的夹取和移动，例如夹取的物品可以为体育用品。

传统的机械手有的通过液压或气压实现机械手的轴向移动，公告号CN202528187U公开了一种直线导轨自动加药机械手，由动力传动装置、直线导轨、移动平台、手臂升降气缸、手臂旋转气缸、手臂伸缩气缸、手爪旋转气缸、手爪夹紧气和机械手爪九大部件组成。气动马达提供动力，通过同步传动带带动传动轴旋转，传动轴与直线轴承构成传动副，直线轴承与移动平台相连接，把旋转运动转化为移动平台水平移动；通过电磁阀的换向实现气动马达的正反转，从而实现机械手在直线导轨上做水平往复运动，然而这种气压驱动式机械手制作价格高昂。

因此，现有气压驱动式机械手制作价格高昂，是一件亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种夹取机械手，旨在解决现有气压驱动式机械手制作价格高昂的技术问题。

本发明的涉及一种夹取机械手，包括工作台面及设于工作台面上的搬运机械臂，工作台面具有平台底座，搬运机械臂可在平台底座上移动，平台底座上设有沿水平方向并排平行布置的齿条和导轨，导轨内设有用于引入外接气源的气流密封通道，搬运机械臂上对应设有与气流密封通道相接通的气流通路、设于气流通路上的空气涡轮传动机构和气流控制装置，空气涡轮传动机构包括空气涡轮组件及与空气涡轮组件相连接的齿轮组件，齿轮组件与齿条相配合，在气流控制装置的控制下，外接气源接入气流通路内，外接气源带动空气涡轮组件旋转，空气涡轮组件同步带转齿轮组件，促使搬运机械臂沿轴向来回移动。

进一步地，空气涡轮组件包括正转涡轮驱动组件和反转涡轮驱动组件，正转涡轮驱动组件上设有第一引流通路，反转涡轮驱动组件上设有第二引流通路，气流通路包括第一气流通路和第二气流通路，第一气流通路与第一引流通路相接通，第二气流通路与第二引流通路相接通；气流控制装置包括气流阀板及设于气流阀板上的机械臂工位运动手柄，气流阀板上设有第一导流通路和第二导流通路，在机械臂工位运动手柄的操作下，第一导流通路与第一气流通路相接通以带动正转涡轮驱动组件正转；或第二导流通路与第二气流通路相接通以带动反转涡轮驱动组件反转。

进一步地，气流控制装置上设有停止复位组件，停止复位组件包括机器人停止驱动板及设于机器人停止驱动板上的复位弹簧，平台底座沿水平方向均匀间隔设置有工位插接孔及用于插接于工位插接孔上的工位确定块，机器人停止驱动板在工位确定块的止挡下，切断气流通路以促使搬运机械臂停止移动并复位机械臂工位运动手柄。

进一步地，机器人停止驱动板接触气流阀板的一端设有V形限位槽，气流阀板对应设有与V形限位槽相配合的圆形限位块，机器人停止驱动板在工位确定块的止挡下，圆形限位块卡入V形限位槽内，切断气流通路以促使搬运机械臂停止移动并复位机械臂工位运动手柄。

进一步地，齿轮组件包括与正转涡轮驱动组件和反转涡轮驱动组件相连接的齿轮传动组件，齿轮传动组件包括第一齿轮及与第一齿轮同轴设置的第二齿轮，正转涡轮驱动组件包括第一涡轮及与第一涡轮同轴设置的第三齿轮，反转涡轮驱动组件包括第二涡轮及与第二涡轮同轴设置的第四齿轮，第一齿轮与齿条相啮合，第二齿轮分别与第三齿轮和第四齿轮相啮合。

进一步地，第三齿轮与第四齿轮大小相同且位于同一水平位置上。

进一步地，气流密封通道包括设于两个导轨之间的气流槽、以及盖合于气流槽上的密封弹性钢板，气流槽与密封弹性钢板合围以形成充气腔。

进一步地，气流控制装置还包括设于密封弹性钢板下方的第一导向辊轮和第二导向辊轮、以及设于密封弹性钢板上方的第三导向辊轮，第三导向辊轮用于下压密封弹性钢板以泄露充气腔内的外接气源。

进一步地，搬运机械臂上设有机器人底座，气流通路设于机器人底座上，机器人底座上对应设有与导轨相配合的导槽。

进一步地，机器人底座上放置有用于控制机器人各个关节移动的多个机械臂动作操作手柄。

本发明所取得的有益效果为：

本发明提供的夹取机械手，采用工作台面和搬运机械臂，工作台面的平台底座上设有沿水平方向并排平行布置的齿条和导轨，搬运机械臂上设有运机械臂上气流通路、空气涡轮传动机构和气流控制装置，通过外接气源带动空气涡轮传动机构上的空气涡轮组件和齿轮组件动作，将风能转换为机械能，促使搬运机械臂与齿条相互配合以沿轴向来回移动，与现有的气压驱动式机械手相比，可利用流水线上现有的外接气源，从而节省了电磁阀、电子控制器和气动马达等设备。本发明提供的夹取机械手，结构相对简单、制作成本低；可靠性好、且易于维护。

附图说明

图1为本发明提供的夹取机械手一实施例的立体结构示意图；

图2为图1中所示的A部分的放大示意图；

图3为图1中所示的搬运机械臂一实施例的内部结构示意图；

图4为图3中所示的空气涡轮传动机构和气流控制装置一实施例的结构件连接示意图；

图5为图3中所示的空气涡轮传动机构和气流控制装置另一实施例的结构件连接示意图；

图6为图3中所示的空气涡轮传动机构和气流控制装置一实施例的停止复位原理示意图；

图7为图1中所示的搬运机械臂另一实施例的立体结构示意图；

图8为图1中所示的平台底座与搬运机械臂的配合连接示意图。

附图标号说明：

10、工作台面；20、搬运机械臂；11、平台底座；111、齿条；112、导轨；1121、气流密封通道；21、气流通路；22、空气涡轮传动机构；23、气流控制装置；221、空气涡轮组件；222、齿轮组件；2221、正转涡轮驱动组件；2222、反转涡轮驱动组件；22211、第一引流通路；22221、第二引流通路；211、第一气流通路；212、第二气流通路；231、气流阀板；232、机械臂工位运动手柄；2311、第一导流通路；2312、第二导流通路；233、停止复位组件；2331、机器人停止驱动板；2332、复位弹簧；13、工位插接孔；14、工位确定块；23311、V形限位槽；2313、圆形限位块；2223、齿轮传动组件；22231、第一齿轮；22232、第二齿轮；22212、第一涡轮；22213、第三齿轮；22222、第二涡轮；22223、第四齿轮；11211、气流槽；11212、密封弹性钢板；11213、充气腔；234、第一导向辊轮；235、第二导向辊轮；236、第三导向辊轮；24、机器人底座；241、导槽；25、机械臂动作操作手柄；100、物料码放工位。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

如图1至图3所示，本发明第一实施例提出一种夹取机械手，包括工作台面10及设于工作台面10上的搬运机械臂20，工作台面10具有平台底座11，搬运机械臂20可相对平台底座11来回移动，平台底座11上设有沿水平方向并排平行布置的齿条111和导轨112，导轨112内设有用于引入外接气源的气流密封通道1121，搬运机械臂20上对应设有与气流密封通道1121相接通的气流通路21、设于气流通路21上的空气涡轮传动机构22和气流控制装置23，空气涡轮传动机构22包括空气涡轮组件221及与空气涡轮组件221相连接的齿轮组件222，齿轮组件222与齿条111相配合，在气流控制装置23的控制下，外接气源接入气流通路21内，外接气源带动空气涡轮组件221旋转，空气涡轮组件221同步带转齿轮组件222，促使搬运机械臂20沿轴向来回移动。在本实施例中，搬运机械臂20在平台底座11可以来回移动，搬运机械臂20移动到物料码放工位100时，只需操作气流控制装置23，就可以控制搬运机械臂20在不同的工位之间行走。其中，物料码放工位100码放的物品可以是体育用品，也可以为其他物品等，均在本专利的保护范围之内。

在上述结构中，请见图1至图5，空气涡轮组件221包括正转涡轮驱动组件2221和反转涡轮驱动组件2222，正转涡轮驱动组件2221上设有第一引流通路22211，反转涡轮驱动组件2222上设有第二引流通路22221。气流通路21包括第一气流通路211和第二气流通路212，第一气流通路211与第一引流通路22211相接通，第二气流通路212与第二引流通路22221相接通。气流控制装置23包括气流阀板231及设于气流阀板231上的机械臂工位运动手柄232，气流阀板231上设有第一导流通路2311和第二导流通路2312，在机械臂工位运动手柄232的操作下，第一导流通路2311与第一气流通路211相接通以带动正转涡轮驱动组件2221正转；或第二导流通路2312与第二气流通路212相接通以带动反转涡轮驱动组件2222反转。在本实例中，通过扳动机械臂工位运动手柄232，就可以让气流通路21相导通，并控制空气涡轮组件221正转或反转，从而让搬运机械臂20沿轴向来回移动。

优选地，参见图1和图6，本实施例提供的夹取机械手，气流控制装置23上设有停止复位组件233，停止复位组件233包括机器人停止驱动板2331及设于机器人停止驱动板2331上的复位弹簧2332，平台底座11沿水平方向均匀间隔设置有多个工位插接孔13及用于插接于工位插接孔13上的工位确定块14，机器人停止驱动板2331在工位确定块14的止挡下，切断气流通路21以促使搬运机械臂20停止移动并复位机械臂工位运动手柄232。具体地，机器人停止驱动板2331接触气流阀板231的一端设有V形限位槽23311，气流阀板231对应设有与V形限位槽23311相配合的圆形限位块2313，机器人停止驱动板2331在工位确定块14的止挡下，圆形限位块2313卡入V形限位槽23311内，切断气流通路21以促使搬运机械臂20停止移动并复位机械臂工位运动手柄232。在本实例中，如果需要搬运机械臂20移动至确定的物料码放工位100时，只需要在相应的平台底座11的工位插接孔13中插接工位确定块14，搬运机械臂20就会在工位确定块14的止挡下，切断气流通路21，通过V形限位槽23311和圆形限位块2313的相互配合，使搬运机械臂20停止移动并复位机械臂工位运动手柄232，实时方便，并提高了停止和复位的可靠性。

进一步地，请见图1至图5，本实施例提供的夹取机械手，齿轮组件222包括与正转涡轮驱动组件2221和反转涡轮驱动组件2222相连接的齿轮传动组件2223，齿轮传动组件2223包括第一齿轮22231及与第一齿轮22231同轴设置的第二齿轮22232，正转涡轮驱动组件2221包括第一涡轮22212及与第一涡轮22212同轴设置的第三齿轮22213，反转涡轮驱动组件2222包括第二涡轮22222及与第二涡轮22222同轴设置的第四齿轮22223，第一齿轮22231与齿条111相啮合，第二齿轮22232分别与第三齿轮22213和第四齿轮22223相啮合。优选地，第三齿轮22213与第四齿轮22223大小相同且位于同一水平位置上。在本实施例中，只需扳动机械臂工位运动手柄232，接触气流阀板231就会朝机械臂工位运动手柄232移动的方向运动，气源就会驱动正转涡轮驱动组件2221或反转涡轮驱动组件2222上相应的涡轮及齿轮转动，使齿轮与齿条111啮合，从而控制搬运机械臂在不同的工位之间行走。

优选地，如图1所示，本实施例提供的夹取机械手，气流密封通道1121包括设于两个导轨112之间的气流槽11211、以及盖合于气流槽11211上的密封弹性钢板11212，气流槽11211与密封弹性钢板11212合围以形成充气腔11213。在本实施例中，通过气流槽11211和气流槽11211的配合形成充气腔11213，从而为搬运机械臂20源源不断提供气源，促使搬运机械臂20在工作台面10上沿轴向来回移动。

进一步地，请见图1和图8，本实施例提供的夹取机械手，气流控制装置23还包括设于密封弹性钢板11212下方的第一导向辊轮234和第二导向辊轮235、以及设于密封弹性钢板11212上方的第三导向辊轮236，第三导向辊轮236用于下压密封弹性钢板11212以泄露充气腔11213内的外接气源。在本实施例中，第三导向辊轮236将密封弹性钢板11212向下压动，被压下去的密封弹性钢板11212处就会泄露平台底座11内的空气，泄露的空气经过气流阀板231和空气涡轮传动机构22来驱动搬运机械臂20行走。

进一步地，请见图1和图7，本实施例提供的夹取机械手，搬运机械臂20上设有机器人底座24，气流通路21设于机器人底座24上，机器人底座24上对应设有与导轨112相配合的导槽241。机器人底座24上放置有用于控制机器人各个关节移动的多个机械臂动作操作手柄25。在本实施例中，机器人底座24上放置多个机械臂动作操作手柄25，每个手柄可以控制搬运机械臂20中各个关节的移动，操作方便，大大提高工作效率。

如图1至图8所示，本实施例提供的夹取机械手，其工作原理如下所示：

搬运机械臂20需要移动时，扳动机械臂工位运动手柄232，接触气流阀板231就会朝机械臂工位运动手柄232移动的方向运动，气源就会驱动正转涡轮驱动组件2221或反转涡轮驱动组件2222上相应的涡轮及齿轮转动，使齿轮与齿条111啮合，从而控制搬运机械臂20在不同的工位之间行走。气流阀板231上有多个气路，保证了机器人行走时提供动力的涡轮的转动，以及随动涡轮的泄压。同时保证在机器人不行走时，两个涡轮都处于密封状态，无法转动。平台底座11沿水平方向均匀间隔设置有多个工位插接孔13，需要移动到确定物料码放工位100时，将工位确定块14对应插接在相应的工位插接孔13内，当搬运机械臂20运动到工位确定块14位置时，工位确定块14就会向内压入机器人停止驱动板2331，切断气流通路21，使搬运机械臂20停止移动并复位机械臂工位运动手柄232。平台底座11内始终充入压缩空气，气流槽11211上方盖合有密封弹性钢板11212，压气空气不会泄露，机器人底座24在平台底座11内有三个导向辊轮，第三导向辊轮236将密封弹性钢板11212向下压动，被压下去的部会就会泄露平台底座11内的压缩空气，泄露的压缩空经过气流阀板231和空气涡轮传动机构22来驱动搬运机械臂20行走。机器人底座24上放置多个机械臂动作操作手柄25，每个手柄可以控制搬运机械臂20中各个关节的移动。在本实施例中，机器人采用气动驱动方式，结构简单，并且工位可以实际工人位置随意安放，以实时停止搬运机械臂20。

本实施例提供的夹取机械手，相比于现有技术，采用工作台面和搬运机械臂，工作台面的平台底座上设有沿水平方向并排平行布置的齿条和导轨，搬运机械臂上设有运机械臂上气流通路、空气涡轮传动机构和气流控制装置，通过外接气源带动空气涡轮传动机构上的空气涡轮组件和齿轮组件动作，将风能转换为机械能，促使搬运机械臂与齿条相互配合以沿轴向来回移动，与现有的气压驱动式机械手相比，可利用流水线上现有的外接气源，从而节省了电磁阀、电子控制器和气动马达等设备。本实施例提供的夹取机械手，结构相对简单、制作成本低；可靠性好、且易于维护。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种夹取机械手，其特征在于，包括工作台面（10）及设于所述工作台面（10）上的搬运机械臂（20），所述工作台面（10）具有平台底座（11），所述搬运机械臂（20）可在所述平台底座（11）上移动，所述平台底座（11）上设有沿水平方向并排平行布置的齿条（111）和导轨（112），所述导轨（112）内设有用于引入外接气源的气流密封通道（1121），所述搬运机械臂（20）上对应设有与所述气流密封通道（1121）相接通的气流通路（21）、设于所述气流通路（21）上的空气涡轮传动机构（22）和气流控制装置（23），所述空气涡轮传动机构（22）包括空气涡轮组件（221）及与所述空气涡轮组件（221）相连接的齿轮组件（222），所述齿轮组件（222）与所述齿条（111）相配合，在所述气流控制装置（23）的控制下，外接气源接入所述气流通路（21）内，外接气源带动所述空气涡轮组件（221）旋转，所述空气涡轮组件（221）同步带转所述齿轮组件（222），促使所述搬运机械臂（20）沿轴向来回移动；所述空气涡轮组件（221）包括正转涡轮驱动组件（2221）和反转涡轮驱动组件（2222），所述正转涡轮驱动组件（2221）上设有第一引流通路（22211），所述反转涡轮驱动组件（2222）上设有第二引流通路（22221），所述气流通路（21）包括第一气流通路（211）和第二气流通路（212），所述第一气流通路（211）与所述第一引流通路（22211）相接通，所述第二气流通路（212）与所述第二引流通路（22221）相接通；所述气流控制装置（23）包括气流阀板（231）及设于所述气流阀板（231）上的机械臂工位运动手柄（232），所述气流阀板（231）上设有第一导流通路（2311）和第二导流通路（2312），在所述机械臂工位运动手柄（232）的操作下，所述第一导流通路（2311）与所述第一气流通路（211）相接通以带动所述正转涡轮驱动组件（2221）正转；或所述第二导流通路（2312）与所述第二气流通路（212）相接通以带动所述反转涡轮驱动组件（2222）反转。

2.如权利要求1所述的夹取机械手，其特征在于，所述气流控制装置（23）上设有停止复位组件（233），所述停止复位组件（233）包括机器人停止驱动板（2331）及设于所述机器人停止驱动板（2331）上的复位弹簧（2332），所述平台底座（11）沿水平方向均匀间隔设置有多个工位插接孔（13）及用于插接于所述工位插接孔（13）上的工位确定块（14），所述机器人停止驱动板（2331）在所述工位确定块（14）的止挡下，切断所述气流通路（21）以促使所述搬运机械臂（20）停止移动并复位所述机械臂工位运动手柄（232）。

3.如权利要求2所述的夹取机械手，其特征在于，所述机器人停止驱动板（2331）接触所述气流阀板（231）的一端设有V形限位槽（23311），所述气流阀板（231）对应设有与所述V形限位槽（23311）相配合的圆形限位块（2313），所述机器人停止驱动板（2331）在所述工位确定块（14）的止挡下，所述圆形限位块（2313）卡入所述V形限位槽（23311）内，切断所述气流通路（21）以促使所述搬运机械臂（20）停止移动并复位所述机械臂工位运动手柄（232）。

4.如权利要求3所述的夹取机械手，其特征在于，所述齿轮组件（222）包括与所述正转涡轮驱动组件（2221）和反转涡轮驱动组件（2222）相连接的齿轮传动组件（2223），所述齿轮传动组件（2223）包括第一齿轮（22231）及与所述第一齿轮（22231）同轴设置的第二齿轮（22232），所述正转涡轮驱动组件（2221）包括第一涡轮（22212）及与所述第一涡轮（22212）同轴设置的第三齿轮（22213），所述反转涡轮驱动组件（2222）包括第二涡轮（22222）及与所述第二涡轮（22222）同轴设置的第四齿轮（22223），所述第一齿轮（22231）与所述齿条（111）相啮合，所述第二齿轮（22232）分别与所述第三齿轮（22213）和所述第四齿轮（22223）相啮合。

5.如权利要求4所述的夹取机械手，其特征在于，所述第三齿轮（22213）与所述第四齿轮（22223）大小相同且位于同一水平位置上。

6.如权利要求1所述的夹取机械手，其特征在于，所述气流密封通道（1121）包括设于两个导轨（112）之间的气流槽（11211）、以及盖合于所述气流槽（11211）上的密封弹性钢板（11212），所述气流槽（11211）与所述密封弹性钢板（11212）合围以形成充气腔（11213）。

7.如权利要求6所述的夹取机械手，其特征在于，所述气流控制装置（23）还包括设于所述密封弹性钢板（11212）下方的第一导向辊轮（234）和第二导向辊轮（235）、以及设于所述密封弹性钢板（11212）上方的第三导向辊轮（236），所述第三导向辊轮（236）用于下压所述密封弹性钢板（11212）以泄露所述充气腔（11213）内的外接气源。

8.如权利要求1所述的夹取机械手，其特征在于，所述搬运机械臂（20）上设有机器人底座（24），所述气流通路（21）设于所述机器人底座（24）上，所述机器人底座（24）上对应设有与所述导轨（112）相配合的导槽（241）。

9.如权利要求8所述的夹取机械手，其特征在于，所述机器人底座（24）上放置有用于控制机器人各个关节移动的多个机械臂动作操作手柄（25）。

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