CN113911720B - 一种物料搬运机构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种物料搬运机构，涉及物料输送领域，其包括机架和固设于机架的导轨，导轨包括依次连接的提升节段、圆弧节段和平移节段，导轨上沿其延伸路径滑动配合有随动块，机架上设置有用于驱动随动块移动的动力组件，随动块上转动连接有悬臂夹持组件；机架上固设有水平轴，悬臂夹持组件上设置有水平保持组件，水平保持组件包括转动连接于悬臂夹持组件的下转动部，下转动部远离其与悬臂夹持组件连接的一端转动连接有上转动部，上转动部远离其与下转动部连接的一端滑动配合于水平轴且能绕水平轴转动。本申请具有在保持物料的朝向不变的情况下，实现对物料的搬运的效果。
Description
技术领域
本发明涉及物料输送领域，尤其是涉及一种物料搬运机构。
背景技术
自动化输送线用于多种行业产品加工、装配的原材料及半成品物料在各加工或装配工位间的传送。生产线的实际布置情况是，连接每个生产环节之间的生产线之间往往存在高度差，需要在不同高度的生产线之间传送物料或构件时，需要通过物料搬运机构对物料或构件进行搬运。
相关技术中，物料搬运机构包括轨道、滑动配合于轨道上的夹取组件和用于驱动夹取组件沿轨道移动的动力组件，轨道包括竖直提升部和水平输送部，夹取组件夹持物料后，在动力组件的作用下沿轨道移动，实现物料的提升和平移。
针对上述的物料搬运机构，由于夹取组件仅能相对于轨道沿轨道的路径移动，若轨道存在角度变化，则在移动过程中，物料的朝向会随夹取组件角度的变化而发生偏转，不适用于在提升及平移过程中需要保持朝向不变的物料。因此，本申请提供一种用于保持物料朝向不变的物料搬运机构。
发明内容
为了保持物料搬运过程中的朝向不变，本申请提供一种物料搬运机构。
本申请提供的一种物料搬运机构采用如下的技术方案：
一种物料搬运机构，包括机架和固设于机架的导轨，所述导轨包括依次连接的提升节段、圆弧节段和平移节段，所述导轨上沿其延伸路径滑动配合有随动块，所述机架上设置有用于驱动随动块移动的动力组件，所述随动块上转动连接有悬臂夹持组件；所述机架上固设有水平轴，所述水平轴的轴向与导轨的水平投影的延伸方向平行，所述悬臂夹持组件与水平轴之间的转动轴的轴向与水平轴的轴向垂直；所述悬臂夹持组件上设置有水平保持组件，所述水平保持组件包括转动连接于悬臂夹持组件的下转动部，所述下转动部远离其与悬臂夹持组件连接的一端转动连接有上转动部，所述上转动部远离其与下转动部连接的一端滑动配合于水平轴且能绕水平轴转动，所述下转动部与悬臂夹持组件之间的转动轴的轴向与水平轴的轴向平行，所述上转动部与下转动部之间的转动轴的轴向与水平轴的轴向平行。
通过采用上述技术方案，物料搬运机构对物料进行搬运时，首先调整好物料的朝向，通过悬臂夹持组件夹取物料，然后启动动力组件驱动随动块移动，悬臂夹取组件与随动块一同经过导轨的提升节段、圆弧节段和平移节段，最后，在这一运动过程中，当随动块相对于水平轴发生竖直方向上的位移时，上转动部和下转动部随着随动块的移动而开合，通过上转动部的一端与水平轴的配合，限制了悬臂夹持组件相对于水平轴的转动，当随动块从提升节段经圆弧节段向平移节段移动时，悬臂夹持组件相对随动块转动，使悬臂夹持组件仅能沿水平轴的轴向移动，在保持物料的朝向不变的情况下，实现对物料的搬运；在实际应用的过程中，通过一套连贯、完整的机构，实现了对物料的提升、平移，应用于生产线中时，实现了对物料多工位、多工序的搬运工作，集成度较高，提高了生产线的生产效率，具有广阔的市场前景。
优选的，所述导轨竖直方向的宽度大于导轨水平方向的厚度。
通过采用上述技术方案，使得导轨的刚度更强，不易在外力的作用下折弯，且节省空间，使得物料搬运机构的整体空间适配性更强。
优选的，所述随动块与导轨之间设置有导引组件，所述导引组件包括沿随动块的移动方向间隔设置有多组的导引件；所述导引件包括转动连接于随动块的导引板，所述导引板沿导轨的宽度方向设置，所述导引板的两端分别转动连接有用于与导轨宽度方向的两侧滚动配合的滚轮。
通过采用上述技术方案，随动块沿导轨的延伸路径运动至圆弧节段时，位于运动方向前侧的导引件先进入于圆弧节段中，随圆弧节段角度的变化而各自转动，直至随动块通过圆弧节段，实现了导引组件与导轨之间的配合，另外，竖向设置的导轨对位于上方的滚轮有支撑作用，增加了导引组件的稳定性。
优选的，所述水平保持组件还包括固设于悬臂夹持组件的固定块，所述固定块上固设有定位销，所述上转动部靠近水平轴的一端竖向开设有定位孔，所述定位孔与定位销适配，所述随动块与水平轴之间的竖直间距不断减小时，所述定位销进入于定位孔中。
通过采用上述技术方案，随着随动块的移动，定位销逐渐进入于定位孔中，限制悬臂夹持组件和上转动部沿水平轴轴向的相对移动，进而对水平保持组件和悬臂夹持组件进行进一步定位，增加了悬臂夹持组件和水平保持组件移动过程中的同步性。
优选的，所述平移节段水平设置，所述提升节段竖直设置，所述提升节段于平移节段的两端设置有两组。
通过采用上述技术方案，对平移节段和水平段进行呈倒U型的布置，应用于生产线中时，实现对物料的提升、平移和下放。
优选的，所述导轨的相邻节段之间通过销钉和销槽的配合连接，所述销钉和销槽沿导轨延伸方向的切向设置。
通过采用上述技术方案，先将销钉的两端分别插入于相邻节段的销槽中，再将相邻节段相对的两侧壁抵紧，实现相邻节段之间的连接，连接步骤简单；导轨安装完成后，导轨的提升段与圆弧段的连接处在导轨中的平移节段和圆弧节段重力的作用下始终处于压紧的状态，连接强度高；另外，通过销钉和销槽配合的方式进行连接，无需用到焊接等步骤，整个连接过程污染小。
优选的，所述动力组件包括沿导轨的延伸路径且呈闭环状的皮带、抵紧于皮带内侧的主动轮和从动轮、用于驱动主动轮转动的电机，所述随动块固设于皮带外壁。
通过采用上述技术方案，驱动随动块移动时，启动电机，主动轮在电机的作用下转动，进而带动皮带及从动轮转动，皮带带动随动块移动，实现对随动块的驱动。
优选的，所述皮带外壁上固设有延伸边，所述随动块上开设有连接槽，所述延伸边伸入于连接槽中，所述连接槽中设置有用于将延伸边压紧于连接槽侧壁的压紧组件。
通过采用上述技术方案，通过压紧组件将延伸边压紧于连接槽中，实现随动块与皮带之间的连接，连接工序简单。
优选的，所述导引件设置有两组。
通过采用上述技术方案，两组导引件的设置使得随动块的运动方向确定的前提下，增加了随动块于圆弧节段的转动的流畅性，使随动块不易出现卡顿的情况。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 运动过程中，当随动块相对于水平轴发生竖直方向上的位移时，上转动部和下转动部随着随动块的移动而开合，通过上转动部的一端与水平轴的配合，限制了悬臂夹持组件相对于水平轴的转动，当随动块从提升节段经圆弧节段向平移节段移动时，悬臂夹持组件相对随动块转动，使悬臂夹持组件仅能沿水平轴的轴向移动，在保持物料的朝向不变的情况下，实现对物料的搬运；
2．在实际应用的过程中，通过一套连贯、完整的机构，实现了对物料的提升、平移，应用于生产线中时，实现了对物料多工位、多工序的搬运工作，集成度较高，提高了生产线的生产效率，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1是显示悬臂夹持组件处于平移节段时的物料搬运机构的整体结构示意图。
图2是显示导轨相邻节段之间的连接结构的局部剖面示意图。
图3是显示导引组件与导轨之间的连接结构以及水平保持组件和水平轴、悬臂夹持组件之间的连接结构的局部结构示意图。
图4是显示悬臂夹持组件处于提升节段时的物料搬运机构的整体结构示意图。
图5是显示悬臂夹持组件处于圆弧节段时的物料搬运机构的整体结构示意图。
图6是显示导引组件处于圆弧节段时的局部结构示意图。
图7是显示悬臂夹持组件结构的局部结构示意图。
图8是显示水平保持组件结构的局部结构示意图。
图9是显示随动块与皮带之间的连接结构的局部爆炸示意图。
附图标记说明：
1、机架；2、导轨；20、弧形配合部；21、平移节段；22、提升节段；23、圆弧节段；241、销槽；242、销钉；3、随动块；31、连接槽；32、让位槽；33、压紧螺栓；4、导引组件；41、导引件；411、导引板；412、滚轮；5、悬臂夹持组件；51、悬臂；52、安装板；53、直线驱动件；54、夹持件；6、水平轴；7、水平保持组件；71、下转动部；711、固定块；7111、定位销；712、下转动侧板；7121、内转轴；713、连接杆；72、上转动部；721、上转动侧板；7211、外转轴；722、水平保持杆；7221、定位孔；7222、沉槽；8、动力组件；81、皮带；811、延伸边；82、主动轮；83、电机；84、下从动轮；85、上从动轮；86、张紧轮；9、压紧板；91、导向板。
具体实施方式
以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种物料搬运机构。
参照图1，一种物料搬运机构，包括机架1、固设于机架1的导轨2、滑动配合于导轨2的随动块3、设置于随动块3的悬臂夹持组件5、用于驱动随动块3运动的动力组件8和用于使悬臂夹持组件5的朝向保持不变的水平保持组件7。
导轨2于竖直面内呈倒U型设置，导轨2竖直方向的宽度大于导轨2水平方向的厚度，导轨2宽度方向的两侧设置为弧形配合部20，导轨2底端固定于机架1。导轨2包括水平设置的平移节段21、竖向设置于平移节段21两端的提升节段22和用于连接提升节段22和平移节段21的圆弧节段23，平移节段21、提升节段22和圆弧节段23的宽度相同。
参照图2，提升节段22和圆弧节段23的具体连接方式为，提升节段22和圆弧节段23相对的两侧壁上分别开设有相对应的销槽241，销槽241竖向设置，销槽241沿导轨2的宽度方向间隔设置有两个，两个竖向对应的销槽241中紧固配合有销钉242。提升节段22与圆弧节段23安装完成后，在导轨2中的平移节段21以及圆弧节段23的重力的作用下始终处于压紧状态。
圆弧节段23和平移节段21之间的连接方式与提升节段22和圆弧节段23的连接方式仅销槽241和销钉242的方向不同，圆弧节段23和平移节段21之间的销槽241和销钉242沿平移节段21的延伸方向设置。
其他实施例中，提升节段22、圆弧节段23和平移节段21之间的连接方式也可以为焊接。
参照图3，随动块3通过导引组件4沿导轨2的延伸路径滑动配合于导轨2。
结合图3和图4，导引组件4包括两组导引件41，两组导引件41沿导轨2的延伸路径间隔设置。导引件41包括通过连接轴转动连接于随动块3的导引板411，连接轴的轴向与导轨2垂直，导引板411沿导轨2的宽度方向设置，导引板411远离随动块3的侧壁与导轨2的外壁之间留有间隙；导引件41还包括两个分别转动连接于导引板411两端的滚轮412，两个滚轮412分别滚动配合于导轨2宽度方向的两侧的弧形配合部20，且两个滚轮412分别与两个弧形配合部20卡接配合。
参照图4，随动块3于导轨2的提升节段22移动时，导引件41呈水平状态。
结合图5和图6，随动块3沿导轨2的延伸路径移动至圆弧节段23时，两组导引件41先后进入圆弧节段23中，随圆弧节段23角度的变化而各自转动，直至随动块3通过圆弧节段23。
回看图1，随动块3移动至导轨2的平移节段21时，导引件41转动至竖直，实现了随动块3于提升节段22、圆弧节段23和平移节段21之间的运动。
参照图7，悬臂夹持组件5包括转动连接于随动块3的悬臂51，悬臂51的轴向与连接轴的轴向平行，悬臂51通过螺栓轴向固定于随动块3，限制悬臂51相对于随动块3沿悬臂51轴向的移动。悬臂51远离随动块3的一端固定有安装板52，安装板52远离悬臂51的一侧固定有竖向设置的直线驱动件53，直线驱动件53的输出端固定有夹持件54。
具体的，直线驱动件53和夹持件54的类型可以根据实际需要进行选择。例如，直线驱动件53可以设置为气缸、电缸等，夹持件54可以设置为真空吸盘用于吸附物料或设置为夹爪用于夹持物料。
回看图3，机架1上于导轨2的平移节段21上方固定有水平轴6，水平轴6的横截面形状为圆形，水平轴6的轴向与平移节段21的延伸方向平行。
水平保持组件7包括下转动部71和转动连接于下转动部71的上转动部72。下转动部71包括套设固定于悬臂51外侧的固定块711，固定块711的两侧分别固定有内转轴7121，两个内转轴7121外侧分别转动连接有下转动侧板712，内转轴7121的轴向与水平轴6的轴向平行；两个下转动侧板712远离固定块711的一端共同固定有连接杆713。上转动部72包括两个上转动侧板721，两个上转动侧板721分别位于两个下转动侧板712外侧，连接杆713的两侧分别固定有外转轴7211，外转轴7211的轴向与水平轴6的轴向平行，上转动侧板721的一端通过外转轴7211转动连接于连接杆713；两个上转动侧板721远离连接杆713的一端共同固定有水平保持杆722，上转动侧板721靠近水平保持杆722的一端滑动套设于水平轴6外侧，且上转动侧板721能绕水平轴6转动；水平保持杆722沿水平轴6的轴向设置，水平保持杆722滑动套设于水平轴6外侧，且水平保持杆722能绕水平轴6转动。
随动块3在动力组件8的作用下沿导轨2的延伸路径移动时，水平保持杆722始终沿水平轴6的轴向移动，当悬臂夹持组件5发生竖直方向的位移时，上转动部72和下转动部71随悬臂夹持组件5的位移而转动；由于水平保持杆722始终水平移动，限制水平保持组件7绕悬臂51轴向的转动，而由于固定块711固定于悬臂51外侧，进而限制了悬臂夹持组件5绕悬臂51轴向的转动，使悬臂夹持组件5在随动块3转动时始终保持朝向不变的状态，即使夹持件54的朝向保持不变。
水平保持杆722远离连接杆713的一侧开设有沉槽7222，沉槽7222的设置减轻了水平保持杆722的重量，且减小了水平保持杆722与水平轴6之间的摩擦力，便于水平保持杆722移动。
结合图3和图8，固定块711顶端远离连接杆713的侧壁上固定有定位销7111，定位销7111的轴向与悬臂51的轴向平行，水平保持杆722底端开设有与定位销7111相适配的定位孔7221。当随动块3于导轨2的提升节段22移动至导轨2的平移节段21时，定位销7111逐渐进入于定位孔7221中，当随动块3移动至导轨2的平移节段21时，定位销7111位于定位孔7221顶端，限制水平保持杆722和随动块3沿水平轴6轴向的相对移动，对水平保持组件7和悬臂夹持组件5进行进一步定位，增加了悬臂夹持组件5和水平保持组件7于圆弧节段23移动过程中的同步性。
为便于定位销7111进入于定位孔7221中，定位孔7221的底端边缘处设置有倒角。
回看图1，动力组件8包括沿导轨2的延伸路径呈矩形闭环状设置的皮带81，随动块3固定于皮带81外壁。动力组件8还包括转动连接于机架1的主动轮82、下从动轮84和上从动轮85，主动轮82抵紧于皮带81的底端内壁，机架1上固定有用于驱动主动轮82转动的电机；下从动轮84于皮带81底端的两个端部设置有两个，上从动轮85于皮带81顶端的两个端部设置有两个，下从动轮84和上从动轮85分别抵紧于皮带81端部内壁，下从动轮84的直径小于上从动轮85的直径。本实施例中，皮带81设置为同步带，主动轮82设置为同步带轮。
动力组件8还包括转动连接于机架1上的张紧轮86，张紧轮86位于主动轮82和其中一个下从动轮84之间，张紧轮86抵紧于皮带81的外壁，将皮带81进一步张紧。
参照图9，随动块3和皮带81之间的具体连接方式为，皮带81包括两个接头端，两个接头端分别向外延伸有延伸边811，两个延伸边811相互抵紧。随动块3底端开设有连接槽31，连接槽31贯穿随动块3的厚度方向，皮带81上的两个延伸边811伸入于连接槽31中。连接槽31的一侧设置有用于将两个延伸边811压紧于连接槽31相对侧壁的压紧组件，压紧组件包括滑动配合于连接槽31的压紧板9，压紧板9的两侧一体成型有与其垂直的导向板91，随动块3厚度方向的两侧壁上分别开设有用于对导向板91让位的让位槽32，导向板91的内壁与让位槽32的侧壁滑动接触，对压紧板9的移动起到了导向作用。压紧组件还包括螺纹连接于随动块3的压紧螺栓33，压紧螺栓33间隔设置有两个，压紧螺栓33沿压紧板9的移动方向设置，压紧螺栓33的一端伸出于连接槽31的侧壁且抵接于压紧板9远离延伸边811的一侧，通过拧紧压紧螺栓33以驱动压紧板9移动，将两个延伸边811压紧于连接槽31中，实现随动块3和皮带81之间的连接。
本申请实施例一种物料搬运机构的实施原理为：
初始位置时，随动块3和悬臂夹持组件5位于导轨2左侧的提升节段22，通过悬臂夹持组件5中的直线驱动件53和夹持件54对物料进行抓取，抓取完成后，启动电机83带动皮带81传动，随动块3随皮带81的移动而沿导轨2的延伸路径移动，悬臂夹持组件5与随动块3一同移动；
当随动块3在导轨2的提升节段22运动时，水平保持组件7中的上转动部72和下转动部71随悬臂夹持组件5的位移而转动，悬臂夹持组件5与随动块3一同移动，实现物料的提升；
当随动块3运动到导轨2的圆弧节段23时，两组导引件41先后进入圆弧节段23中，随圆弧节段23角度的变化而各自转动，直至随动块3通过圆弧节段23，在这一过程中，由于水平保持杆722始终水平移动，限制水平保持组件7绕悬臂51轴向的转动，而由于固定块711固定于悬臂51外侧，进而限制了悬臂夹持组件5绕悬臂51轴向的转动，使悬臂夹持组件5在随动块3转动时始终保持朝向不变的状态，即使夹持件54及物料的朝向保持不变；
当随动块3运动到导轨2的平移节段21时，随动块3、悬臂夹持组件5和水平保持组件7水平移动，实现物料的平移；
当随动块3通过导轨2右侧的圆弧节段23至导轨2右侧的提升节段22时，实现物料的下放。
本申请中的物料搬运机构，通过夹取，提升，平移和放置，在保持物料的朝向不变的情况下，实现对物料的搬运，将物料于初始位置搬运至目标位置。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种物料搬运机构，其特征在于：包括机架(1)和固设于机架(1)的导轨(2)，所述导轨(2)包括依次连接的提升节段(22)、圆弧节段(23)和平移节段(21)，所述导轨(2)上沿其延伸路径滑动配合有随动块(3)，所述机架(1)上设置有用于驱动随动块(3)移动的动力组件(8)，所述随动块(3)上转动连接有悬臂夹持组件(5)；所述机架(1)上固设有水平轴(6)，所述水平轴(6)的轴向与导轨(2)的水平投影的延伸方向平行，所述悬臂夹持组件(5)与水平轴(6)之间的转动轴的轴向与水平轴(6)的轴向垂直；所述悬臂夹持组件(5)上设置有水平保持组件(7)，所述水平保持组件(7)包括转动连接于悬臂夹持组件(5)的下转动部(71)，所述下转动部(71)远离其与悬臂夹持组件(5)连接的一端转动连接有上转动部(72)，所述上转动部(72)远离其与下转动部(71)连接的一端滑动配合于水平轴(6)且能绕水平轴(6)转动，所述下转动部(71)与悬臂夹持组件(5)之间的转动轴的轴向与水平轴(6)的轴向平行，所述上转动部(72)与下转动部(71)之间的转动轴的轴向与水平轴(6)的轴向平行。
2.根据权利要求1所述的一种物料搬运机构，其特征在于：所述导轨(2)竖直方向的宽度大于导轨(2)水平方向的厚度。
3.根据权利要求2所述的一种物料搬运机构，其特征在于：所述随动块(3)与导轨(2)之间设置有导引组件(4)，所述导引组件(4)包括沿随动块(3)的移动方向间隔设置有多组的导引件(41)；所述导引件(41)包括转动连接于随动块(3)的导引板(411)，所述导引板(411)沿导轨(2)的宽度方向设置，所述导引板(411)的两端分别转动连接有用于与导轨(2)宽度方向的两侧滚动配合的滚轮(412)。
4.根据权利要求1所述的一种物料搬运机构，其特征在于：所述水平保持组件(7)还包括固设于悬臂夹持组件(5)的固定块(711)，所述固定块(711)上固设有定位销(7111)，所述上转动部(72)靠近水平轴(6)的一端竖向开设有定位孔(7221)，所述定位孔(7221)与定位销(7111)适配，所述随动块(3)与水平轴(6)之间的竖直间距不断减小时，所述定位销(7111)进入于定位孔(7221)中。
5.根据权利要求1所述的一种物料搬运机构，其特征在于：所述平移节段(21)水平设置，所述提升节段(22)竖直设置，所述提升节段(22)于平移节段(21)的两端设置有两组。
6.根据权利要求5所述的一种物料搬运机构，其特征在于：所述导轨(2)的相邻节段之间通过销钉(242)和销槽(241)的配合连接，所述销钉(242)和销槽(241)沿导轨(2)延伸方向的切向设置。
7.根据权利要求1所述的一种物料搬运机构，其特征在于：所述动力组件(8)包括沿导轨(2)的延伸路径且呈闭环状的皮带(81)、抵紧于皮带(81)内侧的主动轮(82)和从动轮、用于驱动主动轮(82)转动的电机(83)，所述随动块(3)固设于皮带(81)外壁。
8.根据权利要求7所述的一种物料搬运机构，其特征在于：所述皮带(81)外壁上固设有延伸边(811)，所述随动块(3)上开设有连接槽(31)，所述延伸边(811)伸入于连接槽(31)中，所述连接槽(31)中设置有用于将延伸边(811)压紧于连接槽(31)侧壁的压紧组件。
9.根据权利要求3所述的一种物料搬运机构，其特征在于：所述导引件(41)设置有两组。
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