CN112223267B - 一种具有托举功能的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有托举功能的机械手，涉及到机械手领域，包括横向移动机构，所述横向移动机构顶部设有导向机构，所述横向移动机构上安装有移动座，所述移动座内部固定安装有转向电机，所述转向电机输出轴端部固定连接有升降机构，所述升降机构一侧安装有托举机构。本发明通过转向电机对多自由度机械手和托举机构进行切换，再通过第一驱动电机带动托举机构进行水平移动，使得两个夹持臂上的托举板能够处于物件的中部，再通过第三驱动电机带动两个夹持臂合拢，将物件抬到托举板上，然后通过第二驱动电机带动夹持臂上升，对重型物件的托举作业，从而能够有效避免多自由度机械手频繁托举重物，提高使用寿命。

Description

一种具有托举功能的机械手

技术领域

本发明涉及机械手领域，特别涉及一种具有托举功能的机械手。

背景技术

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机器各自的优点，机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

在现有技术中，机械手为了能够方便进行工作，拥有多个自由度，但是机械手进行托举动作时，由于多自由度的存在，经常托举较重的物件容易造成多自由度的驱动机构损坏，降低了使用寿命。

因此，发明一种具有托举功能的机械手来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有托举功能的机械手，以解决上述背景技术中提出的降低了使用寿命的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有托举功能的机械手，包括横向移动机构，所述横向移动机构顶部设有导向机构，所述横向移动机构上安装有移动座，所述移动座内部固定安装有转向电机，所述转向电机输出轴端部固定连接有升降机构，所述升降机构一侧安装有托举机构，所述升降机构远离托举机构的一侧安装有多自由度机械手；

所述横向移动机构包括地轨，所述地轨内部转动连接有移动螺杆，所述移动螺杆一端固定连接有第一驱动电机，所述地轨内部设有移动块，所述移动块内部开设有移动螺孔，所述移动块通过移动螺孔与移动螺杆螺纹连接，所述移动块与地轨内壁滑动连接，所述移动块与移动座固定连接；

所述升降机构包括转动立架，所述转动立架与转向电机输出轴固定连接，所述转动立架与移动座转动连接，所述转动立架内部开设有两个竖向滑槽，两个所述竖向滑槽内部均转动连接有升降螺杆，两个所述升降螺杆均固定连接有第二驱动电机，两个所述升降螺杆表面均设有升降块，所述升降块内部开设有升降螺孔，所述升降块通过升降螺孔与升降螺杆螺纹连接，两个所述升降块均与竖向滑槽内壁滑动连接，两个所述升降块相背的一侧表面分别固定连接有第一安装座以及第二安装座，所述第一安装座与多自由度机械手固定连接，所述第二安装座与托举机构固定连接；

所述托举机构包括支撑架，所述支撑架内部转动连接有托举螺杆，所述托举螺杆表面设有两段螺纹，两段所述螺纹的方向相反，所述托举螺杆端部固定连接有第三驱动电机，所述托举螺杆表面螺纹连接有两个夹持螺母，两个所述夹持螺母对称设置在托举螺杆表面，两个所述夹持螺母一侧表面均固定连接有第一连接块，两个所述第一连接块端部均固定连接有夹持臂，两个所述夹持臂相对的一侧表面均固定连接有多个托举板，每个所述托举板均包括固定部以及扁头部。

进一步，多个所述托举板均设置在夹持臂一侧表面的中央处，且所述托举板的底部表面与夹持臂的底部表面处于同一水平面，使得多个托举板能够对物件的中部进行托举，提高稳定性。

进一步，所述导向机构包括天轨，所述天轨内部固定连接有导向杆，所述导向杆表面套接有导向块，能够利用导向杆以及导向块对转动立架起到导向作用，提高转动立架横向移动时的稳定性。

进一步，所述导向块内部开设有导向孔，所述导向孔与导向杆相匹配，所述导向块与天轨内壁滑动连接，使得导向块能够平稳移动。

进一步，所述导向块底部表面两侧均固定连接有第二连接块，所述第二连接块底端固定连接有锁定气缸，能够使得锁定气缸随着导向块进行移动。

进一步，两个所述锁定气缸输出轴端部固定连接有锁定环，所述锁定环内壁表面两侧均固定连接有锁定杆，能够通过锁定气缸带动锁定环进行移动。

进一步，所述锁定环内部设有两个锁定座，两个所述锁定座均与转动立架两侧表面固定连接，两个锁定座一侧表面均开设有锁定槽，所述锁定杆与锁定槽相匹配，使得锁定杆能够插入到锁定座的锁定槽中，对转动立架进行锁定，避免在作业时转动立架转动，提高工作时的稳定性。

进一步，所述导向块底部表面固定连接有轴承座，所述轴承座内部固定连接有轴承，所述轴承内壁固定连接有转动轴，所述转动轴与转动立架固定连接，能够提高转动立架在转动时的稳定性，同时使得导向块能够随着转动立架进行移动。

本发明的有益效果在于：

1、通过设置转向电机，转向电机带动转动立架进行转动，转动立架转动对多自由度机械手和托举机构进行切换，再通过第一驱动电机带动托举机构进行水平移动，使得两个夹持臂上的托举板能够处于物件的中部，再通过第三驱动电机带动两个夹持臂合拢，并利用多个托举板的扁头部插入到物件与放置面之间，从而将物件抬到托举板上，然后通过第二驱动电机带动夹持臂上升，完成对重型物件的托举作业，从而能够有效避免多自由度机械手频繁托举重物，提高使用寿命；

2、通过设置锁定气缸，锁定气缸输出轴伸长推动锁定环下降，将锁定环内壁的锁定杆扣进锁定座上的锁定槽中，对转动立架进行锁定，提高托举作业时的稳定性；

3、通过设置导向机构，导向杆和导向块能够对转动立架的水平移动起到很好的导向稳定作用，提高移动时的稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的图1中A处结构放大图。

图3为本发明的托举机构结构示意图。

图4为本发明的图3中C处结构放大图。

图5为本发明的夹持臂结构示意图。

图6为本发明的图1中B处结构放大图。

图7为本发明的导向块结构示意图。

图中：1、横向移动机构；2、导向机构；3、移动座；4、转向电机；5、升降机构；6、托举机构；7、多自由度机械手；8、移动螺杆；9、第一驱动电机；10、移动块；11、移动螺孔；12、转动立架；13、竖向滑槽；14、升降螺杆；15、第二驱动电机；16、升降块；17、升降螺孔；18、第一安装座；19、第二安装座；20、支撑架；21、托举螺杆；22、第三驱动电机；23、夹持螺母；24、第一连接块；25、夹持臂；26、托举板；27、固定部；28、扁头部；29、导向杆；30、导向块；31、导向孔；32、第二连接块；33、锁定气缸；34、锁定环；35、锁定杆；36、锁定座；37、锁定槽；38、轴承座；39、转动轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明提供了如图1-7所示的一种具有托举功能的机械手，如图1-5所示，包括横向移动机构1，横向移动机构1能够带动整体进行水平移动，从而能够方便对托举机构6以及多自由度机械手7进行位置调整，方便进行作业，提高使用便捷性，所述横向移动机构1顶部设有导向机构2，导向机构2为横向移动机构1起到辅助导向作用，提高横向移动时的稳定性，所述横向移动机构1上安装有移动座3，所述移动座3内部固定安装有转向电机4，能够对托举机构6以及多自由度机械手7进行切换，从而能够避免多自由度机械手7频繁托举较重物件，提高使用寿命，所述转向电机4输出轴端部固定连接有升降机构5，所述升降机构5一侧安装有托举机构6，所述升降机构5远离托举机构6的一侧安装有多自由度机械手7，升降机构5能够对托举机构6进行升降托举，并且能够对多自由度机械手7的高度进行调整；

其次，所述横向移动机构1包括地轨，地轨固定安装在地面上，起到导向作用，所述地轨内部转动连接有移动螺杆8，所述移动螺杆8一端固定连接有第一驱动电机9，第一驱动电机9可设置为伺服电机，能够增加移动精度，所述地轨内部设有移动块10，所述移动块10内部开设有移动螺孔11，所述移动块10通过移动螺孔11与移动螺杆8螺纹连接，所述移动块10与地轨内壁滑动连接，所述移动块10与移动座3固定连接，可通过第一驱动电机9输出轴转动带动移动螺杆8转动，移动螺杆8配合移动螺孔11带动移动块10在地轨滑动，从而能够对托举机构6以及多自由度机械手7的位置进行调整；

然后，所述升降机构5包括转动立架12，所述转动立架12与转向电机4输出轴固定连接，可通过转向电机4带动转动立架12进行转动，从而能够对托举机构6以及多自由度机械手7进行切换，方便使用，所述转动立架12与移动座3转动连接，使得转动立架12能够随着移动座3进行移动；

再者，所述转动立架12内部开设有两个竖向滑槽13，两个所述竖向滑槽13内部均转动连接有升降螺杆14，两个所述升降螺杆14均固定连接有第二驱动电机15，第二驱动电机15可设置为伺服电机，从而能够提高对多自由度机械手7高度调整的精确性，同时能够提高托举高度的精度，两个所述升降螺杆14表面均设有升降块16，所述升降块16内部开设有升降螺孔17，所述升降块16通过升降螺孔17与升降螺杆14螺纹连接，两个所述升降块16均与竖向滑槽13内壁滑动连接，两个所述升降块16相背的一侧表面分别固定连接有第一安装座18以及第二安装座19，所述第一安装座18与多自由度机械手7固定连接，所述第二安装座19与托举机构6固定连接，可通过两个第二驱动电机15输出轴转动带动两个升降螺杆14转动，两个升降螺杆14转动通过升降螺孔17带动两个升降块16进行升降，两个升降块16分别带动第一安装座18以及第二安装座19进行升降，第一安装座18升降对多自由度机械手7进行高度调整，从而方便多自由度机械手7进行工作，第二安装座19升降能够对托举机构6提供托举的动力来源，完成托举动作；

再然后，所述托举机构6包括支撑架20，所述支撑架20内部转动连接有托举螺杆21，所述托举螺杆21表面设有两段螺纹，两段所述螺纹的方向相反，使得托举螺杆21转动能够带动两个夹持螺母23相向或者相背移动，所述托举螺杆21端部固定连接有第三驱动电机22，第三驱动电机22可设置为伺服电机，能够提高夹持臂25移动行程的精度，避免对夹持的物件造成过大的压力，造成物件损坏，所述托举螺杆21表面螺纹连接有两个夹持螺母23，两个所述夹持螺母23对称设置在托举螺杆21表面，两个所述夹持螺母23一侧表面均固定连接有第一连接块24，两个所述第一连接块24端部均固定连接有夹持臂25，两个所述夹持臂25相对的一侧表面均固定连接有多个托举板26；

最后，每个所述托举板26均包括固定部27以及扁头部28，可利用扁头部28插入到物件与放置面之间，从而使得托举板26能够更加轻松托起物件，多个所述托举板26均设置在夹持臂25一侧表面的中央处，且所述托举板26的底部表面与夹持臂25的底部表面处于同一水平面，使得多个托举板26能够对物件的中部进行托举，提高稳定性。

如图6-7所示，所述导向机构2包括天轨，所述天轨内部固定连接有导向杆29，所述导向杆29表面套接有导向块30，能够利用导向杆29以及导向块30对转动立架12进行起到导向作用，提高横向移动时的稳定性，所述导向块30内部开设有导向孔31，所述导向孔31与导向杆29相匹配，所述导向块30与天轨内壁滑动连接，使得导向块30能够平稳移动，所述导向块30底部表面两侧均固定连接有第二连接块32，所述第二连接块32底端固定连接有锁定气缸33，能够使得锁定气缸33随着导向块30进行移动，两个所述锁定气缸33输出轴端部固定连接有锁定环34，所述锁定环34内壁表面两侧均固定连接有锁定杆35，能够通过锁定气缸33带动锁定环34进行移动，所述锁定环34内部设有两个锁定座36，两个所述锁定座36均与转动立架12两侧表面固定连接，两个锁定座36一侧表面均开设有锁定槽37，所述锁定杆35与锁定槽37相匹配，使得锁定杆35能够插入到锁定座36的锁定槽37中，对转动立架12进行锁定，避免在进行作业时转动立架12转动，提高工作时的稳定性，所述导向块30底部表面固定连接有轴承座38，所述轴承座38内部固定连接有轴承，所述轴承内壁固定连接有转动轴39，所述转动轴39与转动立架12固定连接，能够提高转动立架12在转动时的稳定性，同时使得导向块30能够随着转动立架12进行移动。

本发明工作原理：

在实际使用本发明时，利用多自由度机械手7进行作业，需要对较重物件进行托举时，开启转向电机4，转向电机4输出轴转动带动转动立架12进行转动，转动立架12转动对多自由度机械手7和托举机构6进行切换，切换后，开启锁定气缸33，锁定气缸33输出轴伸长推动锁定环34下降，将锁定环34内壁的锁定杆35扣进锁定座36上的锁定槽37中，对转动立架12进行锁定，提高托举作业时的稳定性，然后再开启第一驱动电机9，第一驱动电机9输出轴转动带动移动螺杆8转动，移动螺杆8转动利用移动螺孔11带动移动块10移动，移动块10移动带动移动座3移动，移动座3移动带动托举机构6进行水平移动，使得两个夹持臂25上的托举板26能够处于物件的中部，再开启第三驱动电机22，第三驱动电机22输出轴转动带动托举螺杆21转动，托举螺杆21转动带动两个夹持螺母23相向移动，夹持螺母23移动带动两个夹持臂25合拢，并利用多个托举板26的扁头部28插入到物件与放置面之间，从而将物件抬到托举板26上，此时再开启第二驱动电机15，第二驱动电机15输出轴转动带动升降螺杆14转动，升降螺杆14转动带动升降块16上升，升降块16上升带动夹持臂25上升，完成对重型物件的托举作业。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有托举功能的机械手，其特征在于：包括横向移动机构（1），所述横向移动机构（1）顶部设有导向机构（2），所述横向移动机构（1）上安装有移动座（3），所述移动座（3）内部固定安装有转向电机（4），所述转向电机（4）输出轴端部固定连接有升降机构（5），所述升降机构（5）一侧安装有托举机构（6），所述升降机构（5）远离托举机构（6）的一侧安装有多自由度机械手（7）；

所述横向移动机构（1）包括地轨，所述地轨内部转动连接有移动螺杆（8），所述移动螺杆（8）一端固定连接有第一驱动电机（9），所述地轨内部设有移动块（10），所述移动块（10）内部开设有移动螺孔（11），所述移动块（10）通过移动螺孔（11）与移动螺杆（8）螺纹连接，所述移动块（10）与地轨内壁滑动连接，所述移动块（10）与移动座（3）固定连接；

所述升降机构（5）包括转动立架（12），所述转动立架（12）与转向电机（4）输出轴固定连接，所述转动立架（12）与移动座（3）转动连接，所述转动立架（12）内部开设有两个竖向滑槽（13），两个所述竖向滑槽（13）内部均转动连接有升降螺杆（14），两个所述升降螺杆（14）均固定连接有第二驱动电机（15），两个所述升降螺杆（14）表面均设有升降块（16），所述升降块（16）内部开设有升降螺孔（17），所述升降块（16）通过升降螺孔（17）与升降螺杆（14）螺纹连接，两个所述升降块（16）均与竖向滑槽（13）内壁滑动连接，两个所述升降块（16）相背的一侧表面分别固定连接有第一安装座（18）以及第二安装座（19），所述第一安装座（18）与多自由度机械手（7）固定连接，所述第二安装座（19）与托举机构（6）固定连接；

所述托举机构（6）包括支撑架（20），所述支撑架（20）内部转动连接有托举螺杆（21），所述托举螺杆（21）表面设有两段螺纹，两段所述螺纹的方向相反，所述托举螺杆（21）端部固定连接有第三驱动电机（22），所述托举螺杆（21）表面螺纹连接有两个夹持螺母（23），两个所述夹持螺母（23）对称设置在托举螺杆（21）表面，两个所述夹持螺母（23）一侧表面均固定连接有第一连接块（24），两个所述第一连接块（24）端部均固定连接有夹持臂（25），两个所述夹持臂（25）相对的一侧表面均固定连接有多个托举板（26），每个所述托举板（26）均包括固定部（27）以及扁头部（28）。

2.根据权利要求1所述的具有托举功能的机械手，其特征在于：多个所述托举板（26）均设置在夹持臂（25）一侧表面的中央处，且所述托举板（26）的底部表面与夹持臂（25）的底部表面处于同一水平面。

3.根据权利要求1所述的具有托举功能的机械手，其特征在于：所述导向机构（2）包括天轨，所述天轨内部固定连接有导向杆（29），所述导向杆（29）表面套接有导向块（30）。

4.根据权利要求3所述的具有托举功能的机械手，其特征在于：所述导向块（30）内部开设有导向孔（31），所述导向孔（31）与导向杆（29）相匹配，所述导向块（30）与天轨内壁滑动连接。

5.根据权利要求4所述的具有托举功能的机械手，其特征在于：所述导向块（30）底部表面两侧均固定连接有第二连接块（32），所述第二连接块（32）底端固定连接有锁定气缸（33）。

6.根据权利要求5所述的具有托举功能的机械手，其特征在于：两个所述锁定气缸（33）输出轴端部固定连接有锁定环（34），所述锁定环（34）内壁表面两侧均固定连接有锁定杆（35）。

7.根据权利要求6所述的具有托举功能的机械手，其特征在于：所述锁定环（34）内部设有两个锁定座（36），两个所述锁定座（36）均与转动立架（12）两侧表面固定连接，两个锁定座（36）一侧表面均开设有锁定槽（37），所述锁定杆（35）与锁定槽（37）相匹配。

8.根据权利要求3所述的具有托举功能的机械手，其特征在于：所述导向块（30）底部表面固定连接有轴承座（38），所述轴承座（38）内部固定连接有轴承，所述轴承内壁固定连接有转动轴（39），所述转动轴（39）与转动立架（12）固定连接。

Images