CN113954055B - 一种分拣机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分拣机械手，所述分拣机械手包括底座、活动设置在所述底座上方且与之平行的横板以及固定在所述横板的下部且与所述横板向垂直的固定板，双向驱动机构正向工作，驱动夹持件朝向固定板运动，在夹持件运动的后一段行程中，限位机构触发运动，在夹持件运动至与待分拣物件相对应的位置时，限位机构解除了对弹性储备机构的约束，从而使得弹性储能机构储备的弹性势能释放，使得两个夹持件闭合，将物件稳定夹持，随后，双向驱动机构反向工作，夹持件以及物件朝向远离固定板的方向运动，在此运动过程中的后一段行程中，弹性储能机构反向运动并重新储备弹性势能，限位机构再次对弹性储能机构进行限位，两个夹持件张开，物件掉落。
Description
技术领域
本发明涉及分拣设备相关技术领域，具体是一种分拣机械手。
背景技术
机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程，按加工方式上的差别，机械加工可分为切削加工和压力加工，在实际的加工中，往往是通过流水线对加工物件进行输送，加工完成后再由工作人员对物件进行分拣。
现如今流水线上的分拣工作，通常是由人工操作，如此一来，
工作强度大，且分拣的效率难以得到保证，或现有的分拣机械手，
结构复杂，在使用时依赖人工操控，难以达到理想中的使用效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分拣机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种分拣机械手，所述分拣机械手包括底座、通过气动伸缩机构活动设置在所述底座上方且与之平行的横板以及固定在所述横板的下部且与所述横板垂直的固定板，还包括：
夹持件，所述夹持件圆弧状设置，且通过弹性储能机构在所述横板的下方设置有两个，所述弹性储能机构用于驱动两个所述夹持件张开或闭合，在两个所述夹持件处于张开状态时，所述弹性储能机构储备有弹性势能，在其释放弹性势能时驱动两个所述夹持件闭合，
以对物件进行夹持；
双向驱动机构，所述双向驱动机构安装在所述横板的下部，且与所述推拉组件连接，用于驱动所述夹持件在水平方向上做直线运动，以使所述夹持件运动至分拣位置以及对被夹持的物件进行转移；
限位机构，所述限位机构安装在所述横板与所述双向驱动机构之间，用于对所述弹性储能机构进行约束，在夹持件运动至与待分拣物件相对应的位置时，所述限位机构解除对所述弹性储能机构的约束，以使所述弹性储能机构释放弹性势能。
作为本发明进一步的方案：所述气动伸缩机构包括固定在所述底座上且与之垂直的竖直板、活动设置在所述竖直板上的伸缩板以及安装在所述竖直板上的气缸；
所述竖直板的内部为中空设置，所述伸缩板与所述竖直板滑动套合，且所述伸缩板远离所述竖直板的一端与所述横板的底部固定，所述气缸的活动端与所述伸缩板固定。
作为本发明再进一步的方案：所述双向驱动机构包括转动安装在所述伸缩板与所述固定板之间且与所述横板相平行的丝杆、设置在所述丝杆上且与所述丝杆螺纹配合的活动板，以及安装在所述固定板的侧部上用于驱动所述丝杆转动的驱动装置；
所述夹持件与所述弹性储能机构安装在所述活动板的下方，且所述固定板与所述伸缩板之间还设置有一组导向结构。
作为本发明再进一步的方案：所述弹性储能机构包括安装在所述活动板下部的推拉组件和弹性组件，所述推拉组件与所述弹性组件连接，所述弹性组件用于储备弹性势能，在释放弹性势能时通过所述推拉组件驱动两个所述夹持件闭合；
所述推拉组件包括安装在所述活动板的底部并与之垂直的固定杆和滑动设置在所述固定杆上且与所述弹性组件连接的套管；
两个所述夹持件均转动安装在所述固定杆远离所述活动板的一端上，二者各通过一根推拉杆与所述套管连接，所述推拉杆的两端分别与所述套管和所述夹持件铰接。
作为本发明再进一步的方案：所述弹性组件包括安装在所述活动板下部的固定管、滑动设置在所述固定管中且一端通过连杆与所述套管连接的伸缩轴，以及滑动设置在所述固定管中且与所述伸缩轴的外壁固定的滑动件；
所述固定管上开设有一个条形通槽，所述滑动件穿过所述条形通槽延伸至所述固定管的外部与所述限位机构配合，所述固定管中还设置有一个套设在所述伸缩轴外周上的弹簧；
所述伸缩轴的另一端上还设置有一个吸附块，所述吸附块与固定在所述伸缩板上的磁铁配合。
作为本发明再进一步的方案：所述限位机构包括安装在所述活动板上的抽拉组件和两组单向传动组件，所述抽拉组件用于对所述滑动件进行限位；
所述抽拉组件包括转动安装在所述活动板上的圆盘和滑动设置在所述活动板上且与所述滑动件抵接的滑动板，所述圆盘与所述单向传动组件配合；
所述滑动板上设置有两个与之垂直的固定条板，所述圆盘的偏心处固定有一个处于两个所述固定条板之间的突出柱，所述突出柱通过两个所述固定条板与所述滑动板滑动配合；
所述单向传动组件包括转动安装在所述活动板上部的棘轮以及固定设置在所述横板底部的棘爪板；
所述棘爪板的底部等距开设有多个倾斜槽，且每个所述倾斜槽中均铰接有一个与所述棘轮配合的棘爪，所述棘轮通过传动带与所述圆盘连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，在进行分拣工作时，通过气动伸缩机构调节夹持件的高度进行调节，使其与待分拣物件处于同一水平线上；
双向驱动机构正向工作，驱动夹持件朝向固定板运动，在夹持件运动的后一段行程中，限位机构触发运动，在夹持件运动至与待分拣物件相对应的位置时，限位机构解除了对所述弹性储能机构的约束，从而使得弹性储能机构所述储备的弹性势能释放，使得两个夹持件闭合，将物件稳定夹持，随后，双向驱动机构反向工作，夹持件以及物件朝向远离固定板的方向运动，在此运动过程中的后一段行程中，弹性储能机构反向运动并重新储备弹性势能，限位机构再次对弹性储能机构进行限位，两个夹持件张开，从而使得物件掉落至指定区域，如此一来，实现了对物件的自动分拣功能，大大提高了分拣工作的效率，适于推广使用。
附图说明
图1为分拣机械手一种实施例的结构示意图。
图2为图1中A处的结构放大图。
图3为图1中B处的结构放大图。
图4为分拣机械手一种实施例中夹持件处于打开状态时的侧视图。
图5为分拣机械手一种实施例中抽拉组件的结构示意图。
图中：1-底座；2-竖直板；3-伸缩板；4-横板；5-固定板；6-驱动装置；7-丝杆；8-活动板；9-磁铁；10-吸附块；11-气缸；12-固定杆；13-套管；14-夹持件；15-推拉杆；16-圆盘；17-滑动板；18-固定条板；19-固定管；20-伸缩轴；21-弹簧；22-滑动件；23-棘轮；24-棘爪板；25-连杆。
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。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种分拣机械手，所述分拣机械手包括底座1、通过气动伸缩机构活动设置在所述底座1上方且与之平行的横板4以及固定在所述横板4的下部且与所述横板4垂直的固定板5，还包括：
夹持件14，所述夹持件14圆弧状设置，且通过弹性储能机构在所述横板4的下方设置有两个，所述弹性储能机构用于驱动两个所述夹持件14张开或闭合，在两个所述夹持件14处于张开状态时，所述弹性储能机构储备有弹性势能，在其释放弹性势能时驱动两个所述夹持件14闭合，以对物件进行夹持；
双向驱动机构，所述双向驱动机构安装在所述横板4的下部，且与所述推拉组件连接，用于驱动所述夹持件14在水平方向上做直线运动，以使所述夹持件14运动至分拣位置以及对被夹持的物件进行转移；
限位机构，所述限位机构安装在所述横板4与所述双向驱动机构之间，用于对所述弹性储能机构进行约束，在夹持件14运动至与待分拣物件相对应的位置时，所述限位机构解除对所述弹性储能机构的约束，以使所述弹性储能机构释放弹性势能。
在本发明实施例中，在进行分拣工作时，通过气动伸缩机构调节夹持件14的高度进行调节，使其与待分拣物件处于同一水平线上；
双向驱动机构正向工作，驱动夹持件14朝向固定板5运动，在夹持件14运动的后一段行程中，限位机构触发运动，在夹持件14运动至与待分拣物件相对应的位置时，限位机构解除了对所述弹性储能机构的约束，从而使得弹性储能机构所述储备的弹性势能释放，使得两个夹持件14闭合，将物件稳定夹持；
随后，双向驱动机构反向工作，夹持件14以及物件朝向远离固定板5的方向运动，在此运动过程中的后一段行程中，弹性储能机构反向运动并重新储备弹性势能，限位机构再次对弹性储能机构进行限位，两个夹持件14张开，从而使得物件掉落至指定区域；
综上所述，实现了对物件的自动分拣功能，大大提高了分拣工作的效率，适于推广使用。
作为本发明的一种实施例，所述气动伸缩机构包括固定在所述底座1上且与之垂直的竖直板2、活动设置在所述竖直板2上的伸缩板3以及安装在所述竖直板2上的气缸11；
所述竖直板2的内部为中空设置，所述伸缩板3与所述竖直板2滑动套合，且所述伸缩板3远离所述竖直板2的一端与所述横板4的底部固定，所述气缸11的活动端与所述伸缩板3固定。
在本发明实施例中，在开始分拣之前，需要进行相应的调试操作，气缸11在延伸时，使得伸缩板3朝向竖直板2的外部滑动，如此一来，便使得横板4以及夹持件14上升，反之，则使得二者下降，实现了对夹持件14高度的调节，扩大了该分拣机械手的适用范围。
其中，所述气缸11也可采用液压缸、电动伸缩杆或其他升降驱动装置来进行替换，本申请对此不做具体限定，可根据实际的需求进行选择。
作为本发明的一种实施例，所述双向驱动机构包括转动安装在所述伸缩板3与所述固定板5之间且与所述横板4相平行的丝杆7、设置在所述丝杆7上且与所述丝杆7螺纹配合的活动板8，以及安装在所述固定板5的侧部上用于驱动所述丝杆7转动的驱动装置6；
所述夹持件14与所述弹性储能机构安装在所述活动板8的下方，且所述固定板5与所述伸缩板3之间还设置有一组导向结构(图中未示出)。
在本发明实施例中，当驱动装置6正向工作时，将驱动丝杆7正向转动并与活动板8进行螺纹配合，从而夹持件14跟随活动板8朝向固定板5(即待分拣物件的方向)运动，反之，驱动装置6反向工作时，则使得物件被转移至指定的位置。
需要说明的是，所述驱动装置6为正反转电机，采用4IK/80YYJT型号电机，该型号电机性能稳定，也可采用其他型号电机，只要满足驱动要求即可，本申请对此不作具体限定；
此外，所述导向结构包括固定在所述伸缩板3与所述固定板5之间的导向杆以及滑动设置在所述导向杆上且与所述活动板8固定连接的滑块；
详细地说，所述活动板8的侧部开设有一个供所述丝杆7穿过的通孔，所述通孔的内壁上设置有与所述丝杆7配合的螺纹。
作为本发明的一种实施例，所述弹性储能机构包括安装在所述活动板8下部的推拉组件和弹性组件，所述推拉组件与所述弹性组件连接，所述弹性组件用于储备弹性势能，在释放弹性势能时通过所述推拉组件驱动两个所述夹持件14闭合；
所述推拉组件包括安装在所述活动板8的底部并与之垂直的固定杆12和滑动设置在所述固定杆12上且与所述弹性组件连接的套管13；
两个所述夹持件14均转动安装在所述固定杆12远离所述活动板8的一端上，二者各通过一根推拉杆15与所述套管13连接，所述推拉杆15的两端分别与所述套管13和所述夹持件14铰接。
在本发明实施例中，弹性组件在释放弹性势能时，将驱动套管13在固定杆12上向下滑动，从而套管13通过推拉杆15使得两个夹持件14同时转动，并闭合，反之，弹性组件在储备弹性势能的过程中，套管13向上滑动，两个所述夹持件14则打开。
作为本发明的一种实施例，所述弹性组件包括安装在所述活动板8下部的固定管19、滑动设置在所述固定管19中且一端通过连杆25与所述套管13连接的伸缩轴20，以及滑动设置在所述固定管19中且与所述伸缩轴20的外壁固定的滑动件22；
所述固定管19上开设有一个条形通槽，所述滑动件22穿过所述条形通槽延伸至所述固定管19的外部与所述限位机构配合，所述固定管19中还设置有一个套设在所述伸缩轴20外周上的弹簧21；
所述伸缩轴20的另一端上还设置有一个吸附块10，所述吸附块10与固定在所述伸缩板3上的磁铁9配合。
进一步说，在两个夹持件14处于打开状态时，弹簧21处于被压缩状态，所述限位机构对所述滑动件22进行限位。
在本发明实施例中，夹持件14在朝向固定板5运动后，吸附块10与磁铁9逐渐脱离，在夹持件14运动的后一段行程中，限位机构解除对滑动件22的限制，从而弹簧21释放弹性势能，使得伸缩轴20朝向固定管19的外部弹射，并通过连杆25带动推拉组件运动，两个夹持件14闭合，反之，夹持件14在朝向远离固定板5运动的后一段行程中，首先，吸附块10与磁铁9结合，伸缩轴20与滑动件22恢复至初始位置，弹簧21再次被压缩，两个夹持件14打开，物件掉落至指定区域，随后，限位机构运动，再次对滑动件22进行限位。
作为本发明的一种实施例，所述限位机构包括安装在所述活动板8上的抽拉组件和两组单向传动组件，所述抽拉组件用于对所述滑动件22进行限位；
所述抽拉组件包括转动安装在所述活动板8上的圆盘16和滑动设置在所述活动板8上且与所述滑动件22抵接的滑动板17，所述圆盘16与所述单向传动组件配合；
所述滑动板17上设置有两个与之垂直的固定条板18，所述圆盘16的偏心处固定有一个处于两个所述固定条板18之间的突出柱，所述突出柱通过两个所述固定条板18与所述滑动板17滑动配合。
在本发明实施例中，在需要对物件进行夹持时，一组单向传动组件带动圆盘16顺时针转动90度，此过程中，圆盘16偏心处的突出柱通过固定条板18驱动滑动板17向上滑动，从而使得滑动板17与滑动件22脱离，弹簧21释放弹性势能，在磁铁9与吸附块10结合后，另一组单向传动组件带动圆盘16逆时针转动90度，使得滑动板17恢复至初始位置，再次对滑动件22进行限位。
作为本发明的一种实施例，所述单向传动组件包括转动安装在所述活动板8上部的棘轮23以及固定设置在所述横板4底部的棘爪板24；
所述棘爪板24的底部等距开设有多个倾斜槽，且每个所述倾斜槽中均铰接有一个与所述棘轮23配合的棘爪，所述棘轮23通过传动带与所述圆盘16连接。
注意的是，两组所述单向传动组件中的棘轮23和棘爪板24的安装方向错开，且其中的两个棘轮23为同轴固定安装。
在本发明实施例中，需要对物件进行夹持时，其中一组单向传动组件中的棘轮23和棘爪板24配合，棘轮23通过传动带带动圆盘16顺时针转动90度，在磁铁9与吸附块10结合后，另一组单向传动组件中的棘轮23和棘爪板24配合，使得圆盘16逆时针转动90度。
需要补充说明的是，棘轮与棘爪是一种现有技术的应用，对于其具体工作原理，本申请在此不做详细说明。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种分拣机械手，所述分拣机械手包括底座(1)、通过气动伸缩机构活动设置在所述底座(1)上方且与之平行的横板(4)以及固定在所述横板(4)的下部且与所述横板(4)垂直的固定板(5)，其特征在于，还包括：
夹持件(14)，所述夹持件(14)圆弧状设置，且通过弹性储能机构在所述横板(4)的下方设置有两个，所述弹性储能机构用于驱动两个所述夹持件(14)张开或闭合，在两个所述夹持件(14)处于张开状态时，所述弹性储能机构储备有弹性势能，在其释放弹性势能时驱动两个所述夹持件(14)闭合，以对物件进行夹持；
双向驱动机构，所述双向驱动机构安装在所述横板(4)的下部，且与推拉组件连接，用于驱动所述夹持件(14)在水平方向上做直线运动，以使所述夹持件(14)运动至分拣位置以及对被夹持的物件进行转移；
限位机构，所述限位机构安装在所述横板(4)与所述双向驱动机构之间，用于对所述弹性储能机构进行约束，在夹持件(14)运动至与待分拣物件相对应的位置时，所述限位机构解除对所述弹性储能机构的约束，以使所述弹性储能机构释放弹性势能。
2.根据权利要求1所述的一种分拣机械手，其特征在于，所述气动伸缩机构包括固定在所述底座(1)上且与之垂直的竖直板(2)、活动设置在所述竖直板(2)上的伸缩板(3)以及安装在所述竖直板(2)上的气缸(11)；
所述竖直板(2)的内部为中空设置，所述伸缩板(3)与所述竖直板(2)滑动套合，且所述伸缩板(3)远离所述竖直板(2)的一端与所述横板(4)的底部固定，所述气缸(11)的活动端与所述伸缩板(3)固定。
3.根据权利要求2所述的一种分拣机械手，其特征在于，所述双向驱动机构包括转动安装在所述伸缩板(3)与所述固定板(5)之间且与所述横板(4)相平行的丝杆(7)、设置在所述丝杆(7)上且与所述丝杆(7)螺纹配合的活动板(8)，以及安装在所述固定板(5)的侧部上用于驱动所述丝杆(7)转动的驱动装置(6)；
所述夹持件(14)与所述弹性储能机构安装在所述活动板(8)的下方，且所述固定板(5)与所述伸缩板(3)之间还设置有一组导向结构。
4.根据权利要求3所述的一种分拣机械手，其特征在于，所述弹性储能机构包括安装在所述活动板(8)下部的推拉组件和弹性组件，所述推拉组件与所述弹性组件连接，所述弹性组件用于储备弹性势能，在释放弹性势能时通过所述推拉组件驱动两个所述夹持件(14)闭合。
5.根据权利要求4所述的一种分拣机械手，其特征在于，所述推拉组件包括安装在所述活动板(8)的底部并与之垂直的固定杆(12)和滑动设置在所述固定杆(12)上且与所述弹性组件连接的套管(13)；
两个所述夹持件(14)均转动安装在所述固定杆(12)远离所述活动板(8)的一端上，二者各通过一根推拉杆(15)与所述套管(13)连接，所述推拉杆(15)的两端分别与所述套管(13)和所述夹持件(14)铰接。
6.根据权利要求5所述的一种分拣机械手，其特征在于，所述弹性组件包括安装在所述活动板(8)下部的固定管(19)、滑动设置在所述固定管(19)中且一端通过连杆(25)与所述套管(13)连接的伸缩轴(20)，以及滑动设置在所述固定管(19)中且与所述伸缩轴(20)的外壁固定的滑动件(22)；
所述固定管(19)上开设有一个条形通槽，所述滑动件(22)穿过所述条形通槽延伸至所述固定管(19)的外部与所述限位机构配合，所述固定管(19)中还设置有一个套设在所述伸缩轴(20)外周上的弹簧(21)；
所述伸缩轴(20)的另一端上还设置有一个吸附块(10)，所述吸附块(10)与固定在所述伸缩板(3)上的磁铁(9)配合。
7.根据权利要求6所述的一种分拣机械手，其特征在于，所述限位机构包括安装在所述活动板(8)上的抽拉组件和两组单向传动组件，所述抽拉组件用于对所述滑动件(22)进行限位。
8.根据权利要求7所述的一种分拣机械手，其特征在于，所述抽拉组件包括转动安装在所述活动板(8)上的圆盘(16)和滑动设置在所述活动板(8)上且与所述滑动件(22)抵接的滑动板(17)，所述圆盘(16)与所述单向传动组件配合；
所述滑动板(17)上设置有两个与之垂直的固定条板(18)，所述圆盘(16)的偏心处固定有一个处于两个所述固定条板(18)之间的突出柱，所述突出柱通过两个所述固定条板(18)与所述滑动板(17)滑动配合。
9.根据权利要求8所述的一种分拣机械手，其特征在于，所述单向传动组件包括转动安装在所述活动板(8)上部的棘轮(23)以及固定设置在所述横板(4)底部的棘爪板(24)；
所述棘爪板(24)的底部等距开设有多个倾斜槽，且每个所述倾斜槽中均铰接有一个与所述棘轮(23)配合的棘爪，所述棘轮(23)通过传动带与所述圆盘(16)连接。
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