CN112551143B - 一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置，包括底座板，所述底座板的左端上表面设置有传送带，且传送带的上表面等距均匀的放置有工件，并且底座板的右端上表面设置有工作台，所述底座板中部右侧的前端固定安装有电机，且电机的轴端固定连接有转向蜗杆，并且转向蜗杆的前后两端均轴承连接有轴承座，所述轴承座均固定安装于底座板的上表面，且底座板的中部上表面与支撑立柱的下端端头构成轴承连接结构。该轴承套圈双臂机械手自动上下料装置能便于在抓料和下料的同时进行取料和上料，简化操作步骤提高工作效率，且采用联动机构使机械手在转动的换位的同时自动进行抓料和卸料，并且通过电力驱动，不需要接通高压气体和装设液压站。

Description

一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体为一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置。

背景技术

机械手是一种能够模仿人的手部和手臂某些动作的机械设备，能够通过预先设定好的程序对物件进行抓取和搬运等操作，机械手虽然比不上人类手臂的灵活性，但是机械手长时间工作的耐久力、准确性和稳定性使其在诸多工作岗位逐渐替代了人工操作。

但是现有的机械手自动上下料装置效率较低，且构造复杂检修困难，并且大多需要接通气源和装设液压站，机械手常用于对工件进行上料和下料，然而现有的机械手通常需要先抓料、卸料然后再取料、上料，操作步骤较多导致工作效率较低，且现有的机械手设备大多需要靠气体或是液压进行驱动，需要增加额外成本，且所占空间较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置，以解决上述背景技术中提出现有的机械手自动上下料装置效率较低，且构造复杂检修困难，并且大多需要接通气源和装设液压站的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置，包括底座板，所述底座板的左端上表面设置有传送带，且传送带的上表面等距均匀的放置有工件，并且底座板的右端上表面设置有工作台，所述底座板中部右侧的前端固定安装有电机，且电机的轴端固定连接有转向蜗杆，并且转向蜗杆的前后两端均轴承连接有轴承座，所述轴承座均固定安装于底座板的上表面，且底座板的中部上表面与支撑立柱的下端端头构成轴承连接结构，所述支撑立柱的下端键连接有转向蜗轮，且转向蜗轮的右侧与转向蜗杆的左侧中部相啮合，并且支撑立柱的上端端头与机械臂的中部下表面构成固定连接结构，所述机械臂的内部左右两侧均设置有伸缩滑槽，且伸缩滑槽的内侧均滑动连接有滑块，并且滑块固定连接于滑座的左右两侧，所述滑座在机械臂的前后两端均设置有1个，且滑座的外端端面均固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的侧面均设置有滑块，且滑块与伸缩滑槽构成滑动连接结构，并且伸缩杆的外端穿过活动开口与夹持卡爪相连接，所述活动开口设置于机械臂的前后两端端头，且机械臂的前后两端设置有夹持卡口，所述滑座的中部均固定安装有滑套，且滑套的内端均与限位环相配合，并且限位环均与导向杆构成固定连接结构，所述导向杆的前后两端分别与机械臂内侧的前后两端向连接，且导向杆的前后两端均嵌套连接有锁紧弹簧，并且机械臂前后两端的下侧表面均设置有导向滑槽，所述导向滑槽的内侧均滑动连接有固定杆，且固定杆的上端均与滑座的下表面相连接，并且固定杆的下端外侧均轴承连接有导向轴套，所述导向轴套均与导向轮相配合，且导向轮设置于机械臂的下侧，并且导向轮的左右两侧均设置有渐开面、卸料面和锁紧面，所述导向轮上以圆周形式均匀的设置有4个安装孔，且导向轮通过安装孔固定安装于固定支架的上端，并且固定支架的下端固定连接于底座板的上端表面。

优选的，所述传送带与工作台均为现有技术，且传送带与工作台的高度低于机械臂的下表面。

优选的，所述伸缩滑槽的截面形状为横向的T字形结构，且机械臂左右两侧的伸缩滑槽为对称结构。

优选的，所述滑块的截面形状为横向的T字形结构，且滑块以左右对称的形式设置于滑座的左右两侧。

优选的，所述伸缩杆分别设置于机械臂的前端右侧和机械臂的后端左侧，且伸缩杆的位置与活动开口和夹持卡口的位置相对应，并且机械臂前后两端的夹持卡爪朝向相反。

优选的，所述夹持卡爪的内侧侧面设置有夹持卡口，且夹持卡口的结构形状为圆弧形开口，并且夹持卡口的侧面均布满防滑槽。

优选的，所述限位环的结构形状为圆环形，且限位环的直径大于滑套的内径。

优选的，所述锁紧弹簧外端分别与机械臂内部的前后两端相贴合，且锁紧弹簧的内端分别与滑座的外端相贴合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该轴承套圈双臂机械手自动上下料装置能便于在抓料和下料的同时进行取料和上料，简化操作步骤提高工作效率，且采用联动机构使机械手在转动的换位的同时自动进行抓料和卸料，并且通过电力驱动，不需要接通高压气体和装设液压站：

1、机械臂转动时，机械臂前后两端的夹持卡爪同步进行开合和收紧动作，对传送带与工作台上的工件同时进行抓取或卸料，使得机械臂通过1次顺时针转动和1次逆时针转动即可完成已加工工件的卸料和新工件的上料动作，使得上料和卸料的动作同步进行，大大提高了工作效率；

2、通过电机控制机械臂进行转向，机械臂转向的同时通过导向轴套与导向轮的配合来控制夹持卡爪的夹紧和张开，通过一个动力源完成所有动作，省去了气动设备和液压设备，极大的降低了成本，且通过机械性的联动控制减少了故障发生率。

附图说明

图1为本发明整体立体结构示意图；

图2为本发明图1中A点放大结构示意图；

图3为本发明俯视剖面结构示意图；

图4为本发明侧视剖面结构示意图；

图5为本发明图4中B点放大结构示意图；

图6为本发明主视剖面结构示意图；

图7为本发明图6中C点放大结构示意图；

图8为本发明机械臂内部立体结构示意图。

图中：1、底座板；2、传送带；3、工件；4、工作台；5、电机；6、转向蜗杆；7、轴承座；8、转向蜗轮；9、支撑立柱；10、机械臂；11、伸缩滑槽；12、滑座；13、滑块；14、伸缩杆；15、活动开口；16、夹持卡口；17、夹持卡爪；18、滑套；19、限位环；20、导向杆；21、锁紧弹簧；22、固定杆；23、导向轴套；24、导向轮；25、渐开面；26、卸料面；27、锁紧面；28、安装孔；29、固定支架；30、导向滑槽。

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。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置，包括底座板1、传送带2、工件3、工作台4、电机5、转向蜗杆6、轴承座7、转向蜗轮8、支撑立柱9、机械臂10、伸缩滑槽11、滑座12、滑块13、伸缩杆14、活动开口15、夹持卡口16、夹持卡爪17、滑套18、限位环19、导向杆20、锁紧弹簧21、固定杆22、导向轴套23、导向轮24、渐开面25、卸料面26、锁紧面27、安装孔28、固定支架29和导向滑槽30，底座板1的左端上表面设置有传送带2，且传送带2的上表面等距均匀的放置有工件3，并且底座板1的右端上表面设置有工作台4，底座板1中部右侧的前端固定安装有电机5，且电机5的轴端固定连接有转向蜗杆6，并且转向蜗杆6的前后两端均轴承连接有轴承座7，轴承座7均固定安装于底座板1的上表面，且底座板1的中部上表面与支撑立柱9的下端端头构成轴承连接结构，支撑立柱9的下端键连接有转向蜗轮8，且转向蜗轮8的右侧与转向蜗杆6的左侧中部相啮合，并且支撑立柱9的上端端头与机械臂10的中部下表面构成固定连接结构，机械臂10的内部左右两侧均设置有伸缩滑槽11，且伸缩滑槽11的内侧均滑动连接有滑块13，并且滑块13固定连接于滑座12的左右两侧，滑座12在机械臂10的前后两端均设置有1个，且滑座12的外端端面均固定连接有伸缩杆14，伸缩杆14的侧面均设置有滑块13，且滑块13与伸缩滑槽11构成滑动连接结构，并且伸缩杆14的外端穿过活动开口15与夹持卡爪17相连接，活动开口15设置于机械臂10的前后两端端头，且机械臂10的前后两端设置有夹持卡口16，滑座12的中部均固定安装有滑套18，且滑套18的内端均与限位环19相配合，并且限位环19均与导向杆20构成固定连接结构，导向杆20的前后两端分别与机械臂10内侧的前后两端向连接，且导向杆20的前后两端均嵌套连接有锁紧弹簧21，并且机械臂10前后两端的下侧表面均设置有导向滑槽30，导向滑槽30的内侧均滑动连接有固定杆22，且固定杆22的上端均与滑座12的下表面相连接，并且固定杆22的下端外侧均轴承连接有导向轴套23，导向轴套23均与导向轮24相配合，且导向轮24设置于机械臂10的下侧，并且导向轮24的左右两侧均设置有渐开面25、卸料面26和锁紧面27，导向轮24上以圆周形式均匀的设置有4个安装孔28，且导向轮24通过安装孔28固定安装于固定支架29的上端，并且固定支架29的下端固定连接于底座板1的上端表面。

传送带2与工作台4均为现有技术，且传送带2与工作台4的高度低于机械臂10的下表面，能便于防止传送带2与工作台4对机械臂10产生干涉，使机械臂10可以在传送带2与工作台4的上表面进行转动。

伸缩滑槽11的截面形状为横向的T字形结构，且机械臂10左右两侧的伸缩滑槽11为对称结构，能便于通过机械臂10左右两侧的伸缩滑槽11与滑座12左右两侧的滑块13相配合，使滑座12与伸缩杆14可以在机械臂10中运动时的稳定性提高，提高抓取精确度。

滑块13的截面形状为横向的T字形结构，且滑块13以左右对称的形式设置于滑座12的左右两侧，能便于通过滑块13与伸缩滑槽11的配合，使滑块13与伸缩滑槽11互相咬合，便于使伸缩杆14贴合于机械臂10的一侧，提高伸缩杆14运动时的稳定性。

伸缩杆14分别设置于机械臂10的前端右侧和机械臂10的后端左侧，且伸缩杆14的位置与活动开口15和夹持卡口16的位置相对应，并且机械臂10前后两端的夹持卡爪17朝向相反，能便于使机械臂10在转动时机械臂10前后两端的夹持卡爪17可以同时进行夹持动作，将传送带2上的工件3夹持的同时对工作台4上已经加工完成的工件3进行夹持，提高工作效率。

夹持卡爪17的内侧侧面设置有夹持卡口16，且夹持卡口16的结构形状为圆弧形开口，并且夹持卡口16的侧面均布满防滑槽，能便于通过圆弧形的夹持卡口16提高夹持稳定性，提高定位准确性，防止工件3脱落。

限位环19的结构形状为圆环形，且限位环19的直径大于滑套18的内径，能便于通过限位环19对滑套18进行阻挡，使夹持卡爪17保持一个初始位置不动，防止锁紧弹簧21将夹持卡爪17推到与夹持卡口16完全闭合的位置，从而提高夹持卡爪17开合的效率。

锁紧弹簧21外端分别与机械臂10内部的前后两端相贴合，且锁紧弹簧21的内端分别与滑座12的外端相贴合，能便于通过锁紧弹簧21推动滑座12使夹持卡爪17在常规状态下保持夹紧状态。

工作原理：根据图1和图3，启动电机5，电机5带动转向蜗杆6在轴承座7上进行稳定的转动；

转向蜗杆6转动时通过与其啮合的转向蜗轮8带动支撑立柱9进行转动，支撑立柱9带动机械臂10进行顺时针转动；

根据图1和图8，机械臂10在顺时针转动的过程中，机械臂10前后两端的导向轴套23与导向轮24相接触，使导向轴套23沿着导向轮24的侧面进行滚动；

导向轴套23首先接触到导向轮24上的渐开面25，通过渐开面25与导向轴套23的配合带动滑座12向外侧进行移动；

滑座12通过滑块13与伸缩滑槽11的配合稳定的在机械臂10的内侧沿着导向杆20进行滑动；

滑座12向外端运动时对锁紧弹簧21进行压缩，同时通过伸缩杆14带动夹持卡爪17向外端进行运动，使得夹持卡爪17与夹持卡口16之间的开口增大；

当导向轴套23滚动至卸料面26时夹持卡爪17与夹持卡口16之间的开口增加到最大距离；

同时机械臂10前后两端夹持卡爪17分别接触到传送带2与工作台4上的工件3；

机械臂10持续转动，机械臂10前后两端夹持卡爪17分别带动传送带2与工作台4上的工件3进行滑动，同时导向轴套23进入到锁紧面27；

此时锁紧弹簧21开始释放，推动滑座12向内端进行移动，使得夹持卡爪17向夹持卡口16方向进行靠拢，从而对工件3进行夹紧；

机械臂10持续顺时针转动，将传送带2与工作台4上的工件3位置进行调换，同时导向轴套23经过渐开面25，松开对工件3的夹持；

夹持卡爪17推动工件3到合适位置，同时导向轴套23处于卸料面26，然后电机5反转；

机械臂10进行逆时针转动，夹持卡爪17脱离工件3，同时导向轴套23反向进入到渐开面25；

在锁紧弹簧21的作用下夹持卡爪17逐渐收缩，直到机械臂10转动至初始位置，完成一次工件3的上料与卸料；

此时传送带2启动，将加工完成的工件3向前移动，使新的工件3到达指定位置等待抓料。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置的使用方法，所述装置包括底座板(1)，其特征在于：所述底座板(1)的左端上表面设置有传送带(2)，且传送带(2)的上表面等距均匀的放置有工件(3)，并且底座板(1)的右端上表面设置有工作台(4)，所述底座板(1)中部右侧的前端固定安装有电机(5)，且电机(5)的轴端固定连接有转向蜗杆(6)，并且转向蜗杆(6)的前后两端均轴承连接有轴承座(7)，所述轴承座(7)均固定安装于底座板(1)的上表面，且底座板(1)的中部上表面与支撑立柱(9)的下端端头构成轴承连接结构，所述支撑立柱(9)的下端键连接有转向蜗轮(8)，且转向蜗轮(8)的右侧与转向蜗杆(6)的左侧中部相啮合，并且支撑立柱(9)的上端端头与机械臂(10)的中部下表面构成固定连接结构，所述机械臂(10)的内部左右两侧均设置有伸缩滑槽(11)，且伸缩滑槽(11)的内侧均滑动连接有滑块(13)，并且滑块(13)固定连接于滑座(12)的左右两侧，所述滑座(12)在机械臂(10)的前后两端均设置有1个，且滑座(12)的外端端面均固定连接有伸缩杆(14)，所述伸缩杆(14)的侧面均设置有滑块(13)，且滑块(13)与伸缩滑槽(11)构成滑动连接结构，并且伸缩杆(14)的外端穿过活动开口(15)与夹持卡爪(17)相连接，所述活动开口(15)设置于机械臂(10)的前后两端端头，且机械臂(10)的前后两端设置有夹持卡口(16)，所述滑座(12)的中部均固定安装有滑套(18)，且滑套(18)的内端均与限位环(19)相配合，并且限位环(19)均与导向杆(20)构成固定连接结构，所述导向杆(20)的前后两端分别与机械臂(10)内侧的前后两端相连接，且导向杆(20)的前后两端均嵌套连接有锁紧弹簧(21)，并且机械臂(10)前后两端的下侧表面均设置有导向滑槽(30)，所述导向滑槽(30)的内侧均滑动连接有固定杆(22)，且固定杆(22)的上端均与滑座(12)的下表面相连接，并且固定杆(22)的下端外侧均轴承连接有导向轴套(23)，所述导向轴套(23)均与导向轮(24)相配合，且导向轮(24)设置于机械臂(10)的下侧，并且导向轮(24)的左右两侧均设置有渐开面(25)、卸料面(26)和锁紧面(27)，所述导向轮(24)上以圆周形式均匀的设置有4个安装孔(28)，且导向轮(24)通过安装孔(28)固定安装于固定支架(29)的上端，并且固定支架(29)的下端固定连接于底座板(1)的上端表面；

所述伸缩杆(14)分别设置于机械臂(10)的前端右侧和机械臂(10)的后端左侧，且伸缩杆(14)的位置与活动开口(15)和夹持卡口(16)的位置相对应，并且机械臂(10)前后两端的夹持卡爪(17)朝向相反；

所述锁紧弹簧(21)外端分别与机械臂(10)内部的前后两端相贴合，且锁紧弹簧(21)的内端分别与滑座(12)的外端相贴合；

所述滑块(13)的截面形状为横向的T字形结构，且滑块(13)以左右对称的形式设置于滑座(12)的左右两侧；

所述夹持卡爪(17)的内侧侧面设置有夹持卡口(16)，且夹持卡口(16)的结构形状为圆弧形开口，并且夹持卡口(16)的侧面均布满防滑槽；

使用时，启动电机(5)，电机(5)带动转向蜗杆(6)在轴承座(7)上进行稳定的转动；转向蜗杆(6)转动时通过与其啮合的转向蜗轮(8)带动支撑立柱(9)进行转动，支撑立柱(9)带动机械臂(10)进行顺时针转动；机械臂(10)在顺时针转动的过程中，机械臂(10)前后两端的导向轴套(23)与导向轮(24)相接触，使导向轴套(23)沿着导向轮(24)的侧面进行滚动；导向轴套(23)首先接触到导向轮(24)上的渐开面(25)，通过渐开面(25)与导向轴套(23)的配合带动滑座(12)向外侧进行移动；滑座(12)通过滑块(13)与伸缩滑槽(11)的配合稳定的在机械臂(10)的内侧沿着导向杆(20)进行滑动；滑座(12)向外端运动时对锁紧弹簧(21)进行压缩，同时通过伸缩杆(14)带动夹持卡爪(17)向外端进行运动，使得夹持卡爪(17)与夹持卡口(16)之间的开口增大；

当导向轴套(23)滚动至卸料面(26)时夹持卡爪(17)与夹持卡口(16)之间的开口增加到最大距离；同时机械臂(10)前后两端夹持卡爪(17)分别接触到传送带(2)与工作台(4)上的工件(3)；机械臂(10)持续转动，机械臂(10)前后两端夹持卡爪(17)分别带动传送带(2)与工作台(4)上的工件(3)进行滑动，同时导向轴套(23)进入到锁紧面(27)；此时锁紧弹簧(21)开始释放，推动滑座(12)向内端进行移动，使得夹持卡爪(17)向夹持卡口(16)方向进行靠拢，从而对工件(3)进行夹紧；机械臂(10)持续顺时针转动，将传送带(2)与工作台(4)上的工件(3)位置进行调换，同时导向轴套(23)经过渐开面(25)，松开对工件(3)的夹持；夹持卡爪(17)推动工件(3)到合适位置，同时导向轴套(23)处于卸料面(26)，然后电机(5)反转；机械臂(10)进行逆时针转动，夹持卡爪(17)脱离工件(3)，同时导向轴套(23)反向进入到渐开面(25)；在锁紧弹簧(21)的作用下夹持卡爪(17)逐渐收缩，直到机械臂(10)转动至初始位置，完成一次工件(3)的上料与卸料；此时传送带(2)启动，将加工完成的工件(3)向前移动，使新的工件(3)到达指定位置等待抓料。

2.根据权利要求1所述的一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置的使用方法，其特征在于：所述伸缩滑槽(11)的截面形状为横向的T字形结构，且机械臂(10)左右两侧的伸缩滑槽(11)为对称结构。

3.根据权利要求1所述的一种轴承套圈双臂机械手自动上下料装置的使用方法，其特征在于：所述限位环(19)的结构形状为圆环形，且限位环(19)的直径大于滑套(18)的内径。

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