CN114055426A - 一种用于搬运物料盘的机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于搬运物料盘的机械手，用于安装在工作台上，机械手包括底座、摇摆机构、升降机构以及抓取机构；工作台顶面安装有两条导轨，两条导轨沿工作台长度方向设置，两条导轨上均滑动连接有两个滑块，底座底面固定连接于滑块顶面；工作台顶面固定连接有直齿条，直齿条沿导轨长度方向设置，底座上安装有第一电机，第一电机的输出轴同轴固接有齿轮，齿轮啮合于直齿条；摇摆机构安装于底座的顶面，升降机构安装于摇摆机构上，抓取机构安装于升降机构的底端；抓取机构用于抓取物料盘，升降机构用于驱动抓取机构升降，摇摆机构用于驱动升降机构水平转向。本申请具有提高工厂空间的利用率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及搬运设备技术领域，尤其是涉及一种用于搬运物料盘的机械手。
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手机器各自的优点。
相关技术中，物料盘内的电容器芯子装粉需要进行热压成型，通常状态下，通过在加粉装置与热压机之间设置转运台，转运台上设置有许多转运托盘，通过转运托盘将物料运输至热压机处。
针对上述中的相关技术，发明人认为：转运台需要设置多处折弯处，以供转运台上的物料盘转向，需要加设装置驱动物料盘转向，以至于转运台所占面积较大，工厂空间利用率低。
发明内容
为了提高工厂空间的利用率，本申请提供一种用于搬运物料盘的机械手。
本申请提供的一种用于搬运物料盘的机械手采用如下的技术方案：
一种用于搬运物料盘的机械手，用于安装在工作台上，机械手包括底座、摇摆机构、升降机构以及抓取机构；所述工作台顶面安装有两条导轨，所述两条导轨沿所述工作台长度方向设置，两条所述导轨上均滑动连接有两个滑块，所述底座底面固定连接于滑块顶面；所述工作台顶面固定连接有直齿条，所述直齿条沿所述导轨长度方向设置，所述底座上安装有第一电机，所述第一电机的输出轴同轴固接有齿轮，所述齿轮啮合于所述直齿条；所述摇摆机构安装于所述底座的顶面，所述升降机构安装于所述摇摆机构上，所述抓取机构安装于所述升降机构的底端；所述抓取机构用于抓取物料盘，所述升降机构用于驱动所述抓取机构升降，所述摇摆机构用于驱动所述升降机构水平转向。
通过采用上述技术方案，第一电机驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，在齿轮与齿条的作用下，底座沿着直齿条长度方向在导轨上滑动，滑动至抓取物料处，摇摆机构驱动升降机构到达物料盘上方，升降机构驱动抓取机构下降，抓取机构将物料盘抓取，升降机构再驱动抓取机构上升，再通过第一电机将底座运送至热压处，摇摆机构调整升降机构的位置，升降机构驱动抓取机构下降，抓取机构将物料盘放置在热压处，便可以实现物料盘的转运，无需在转运台上设置多处折弯工物料盘转向，也无需设置装置驱动物料盘转向，从而可以减少转运台的占地面积，进而可以提高工厂空间利用率。
可选的，所述摇摆机构包括支座、第一摇摆臂和第二摇摆臂，所述支座安装于所述底座的顶端，所述第一摇摆臂的一端转动连接于所述支座的顶面，所述第一摇摆臂水平设置，所述第二摇摆臂的一端转动连接于所述第一摇摆臂远离所述支座一端的顶面，所述第二摇摆臂水平设置，所述升降机构安装于所述第二摇摆臂远离所述第一摇摆臂的一端。
通过采用上述技术方案，当需要将升降机构对准物料盘，第一摇摆臂在支座上转动，大幅度调节升降机构位置，第二摇摆臂在第一摇摆臂上转动，小幅度调节升降机构的位置，在第一摇摆臂和第二摇摆臂的协同作用下，使得升降机构能够更加准确的对准物料盘，从而可以提高抓取机构抓取物料盘的稳定性。
可选的，所述升降机构包括滚珠丝杠、蜗轮、蜗杆和第二电机，所述滚珠丝杠穿设于所述第二摇摆臂远离所述第一摇摆臂的一端，所述滚珠丝杠的螺母外壁固定连接有两个轴承，两个所述轴承的外环固定连接于所述第二摇摆臂的内；所述蜗轮同轴固定连接于所述滚珠丝杠的螺母座外壁；所述第二电机安装于所述第二摇摆臂内，所述蜗杆同轴固定连接于所述第二电机的输出轴上，所述蜗杆啮合于所述蜗轮。
通过采用上述技术方案，当需要驱动抓取机构升降是，第二电机带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动螺母座转动，螺母座驱动滚珠丝杠可以上升或下降，滚珠丝杠便可以带动抓取机构上升或下降，滚珠丝杠具有自锁功能，且精度更高，有利于抓取机构的精度定位，且抓取物料盘更加稳定。
可选的，所述抓取机构包括中心架、气缸、活动爪和固定爪，所述中心架固定连接于所述升降机构的底端，所述气缸安装于所述中心架内，所述活动爪固定连接于所述气缸的活塞杆上，所述固定爪固定连接于所述气缸远离活塞杆的一端，所述活动爪和所述固定爪用于抓取物料盘。
通过采用上述技术方案，气缸通过活塞杆带动，活动爪张开，使物料盘位于活动爪和固定爪之间，气缸带动活塞杆收回，活动爪与固定爪将物料盘抓紧，便可以将物料盘进行运输，较通过转运台转运，利用抓取机构抓取效率更高。
可选的，所述中心架包括顶板、侧板和底板，所述顶板固定连接于所述升降机构的底端，所述侧板有两个，两个所述侧板分别固定连接于所述顶板相互对称的两侧，所述底板固定连接于两个所述侧板之间，且位于所述顶板的下方，所述气缸固定连接于所述顶板的底面。
通过采用上述技术方案，气缸固定连接于顶板，且气缸通过两个侧板和一个底板包围，使得气缸不易与外界物体相碰撞，减少活动爪和固定爪发生偏移的可能性，有利于提高抓取机构抓取的精准度。
可选的，所述活动爪包括第一连接板、第二连接板和卡爪，所述第一连接板固定连接于所述气缸的活塞杆上，所述第二连接板固定连接于所述第一连接板的底端，所述卡爪有两个，两个所述卡爪均固定连接于所述第二连接板的底端端面，所述卡爪靠近所述气缸的一侧侧面固定连接有尖头，所述尖头位于所述卡爪的底端，所述固定爪与所述活动爪结构相同。
通过采用上述技术方案，当活动爪和固定爪在抓取物料盘时，活动爪的尖头插入物料盘的底面，再通过活动爪推动物料盘，使固定爪的尖头插入物料盘底面，将物料盘抓起，利用四个卡爪将物料盘夹紧，有利于提高卡爪抓取物料盘的稳定性。
可选的，所述卡爪靠近所述气缸的一侧侧面设置有缺口，所述缺口用于物料盘插入。
通过采用上述技术方案，卡爪靠近所述气缸的一侧侧面设置有缺口，物料盘插入缺口内，缺口对物料盘进一步限制，从而可以及进一步提高卡爪抓取物料盘的稳定性。
可选的，所述底板上穿设有四个滑杆，所述滑杆的两端分别贯穿所述底板的底面和顶面，四个所述滑杆的底端固定连接有压板，所述滑杆上套设有弹簧，所述弹簧位于所述底板和所述压板之间，所述滑杆顶端固定连接有限位块。
通过采用上述技术方案，在弹簧的作用下，压板抵紧物料盘的顶面，使得物料盘在转运过程中很难出现晃动，且物料盘内的物料在压板的阻碍下不易因晃动而震荡出，有利于进一步提高物料盘的稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
第一电机驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，在齿轮与齿条的作用下，底座沿着直齿条长度方向在导轨上滑动，滑动至抓取物料处，摇摆机构驱动升降机构到达物料盘上方，升降机构驱动抓取机构下降，抓取机构将物料盘抓取，升降机构再驱动抓取机构上升，再通过第一电机将底座运送至热压处，摇摆机构调整升降机构的位置，升降机构驱动抓取机构下降，抓取机构将物料盘放置在热压处，便可以实现物料盘的转运，无需在转运台上设置多处折弯工物料盘转向，也无需设置装置驱动物料盘转向，从而可以减少转运台的占地面积，进而可以提高工厂空间利用率；
气缸通过活塞杆带动，活动爪张开，使物料盘位于活动爪和固定爪之间，气缸带动活塞杆收回，活动爪与固定爪将物料盘抓紧，便可以将物料盘进行运输，较通过转运台转运，利用抓取机构抓取效率更高；
在弹簧的作用下，压板抵紧物料盘的顶面，使得物料盘在转运过程中很难出现晃动，且物料盘内的物料在压板的阻碍下不易因晃动而震荡出，有利于进一步提高物料盘的稳定性。
附图说明
图1是本申请实施例的机械手和工作台的结构示意图。
图2是本申请实施例的机械手的结构示意图。
图3是升降机构的剖面结构示意图。
图4是抓取机构的结构示意图。
附图标记说明：
1、工作台；11、导轨；12、滑块；13、直齿条；2、底座；201、支撑板；202、增高架；21、第一电机；22、齿轮；3、摇摆机构；31、支座；32、第一摇摆臂；33、第二摇摆臂；4、升降机构；41、滚珠丝杠；411、轴承；412、限位板；42、蜗轮；43、蜗杆；44、第二电机；5、抓取机构；51、中心架；511、顶板；512、侧板；513、底板；52、气缸；53、活动爪；531、第一连接板；532、第二连接板；533、卡爪；5331、尖头；5332、缺口；54、固定爪；61、滑杆；611、限位块；62、压板；63、弹簧。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于搬运物料盘的机械手。参照图1，机械手安装于工作台1的顶面，机械手包括底座2、摇摆机构3、升降机构4以及抓取机构5，底座2滑动连接于工作台1的顶面，摇摆机构3安装于底座2上，升降机构4安装于摇摆机构3上，抓取机构5安装于升降机构4上，摇摆机构3用于驱动升降机构4水平摆动，升降机构4用于驱动抓取机构5上下运动，抓取机构5用于抓取物料盘。
参照图2，工作台1顶面固定连接有两个导轨11，导轨11沿工作台1长度方向设置，每个导轨11上滑动连接有两个滑块12；底座2包括支撑板201和增高架202，支撑板201底面固定连接于四个滑块12的顶面，增高架202固定连接于支撑板201的顶面，摇摆机构3安装于增高架202的顶端；工作台1顶面固定连接有直齿条13，直齿条13位于两个导轨11之间，且与导轨11相互平行，第一电机21固定连接于支撑板201的顶面，第一电机21的输出轴延伸出支撑板201的底面，第一电机21的输出轴同轴固定连接有齿轮22，齿轮22与直齿条13啮合。
第一电机21驱动齿轮22转动，齿轮22与齿条啮合，在齿轮22与齿条的作用下，底座2沿着直齿条13长度方向在导轨11上滑动，滑动至抓取物料处，当抓取物料后，再通过第一电机21驱动底座2移动到热压处，抓取机构5将物料盘放置在热压处，便可以实现物料盘的转运，无需在转运台上设置多处折弯工物料盘转向，也无需设置装置驱动物料盘转向，从而可以减少转运台的占地面积，进而可以提高工厂空间利用率。
参照图2，摇摆机构3包括支座31、第一摇摆臂32和第二摇摆臂33，支座31固定连接于增高架202的顶端，第一摇摆臂32的一端转动连接于支座31的顶面，第一摇摆臂32的水平设置，第二摇摆臂33的一端转动连接于第一摇摆臂32远离支座31一端的顶面，第二摇摆臂33水平设置，通过第一摇摆臂32和第二摇摆臂33的协同作用将升降机构4能够更加精准的对准物料盘。
参照图2和图3，升降机构4包括滚珠丝杠41、蜗轮42、蜗杆43以及第二电机44，滚珠丝杠41穿设于第二摇摆臂33远离第一摇摆臂32的一端，滚珠丝杠41竖直设置，滚珠丝杠41贯穿第二摇摆臂33的顶面和的底面，滚珠丝杠41的螺母座外壁固定连接有两个轴承411，两个轴承411分别位于螺母座的顶端和底端，两个轴承411的外壁固定连接于第二摇摆臂33内，蜗轮42同轴固定连接于滚珠丝杠41的螺母座外壁，且位于两个轴承411之间，第二电机44安装于第二摇摆臂33内，蜗杆43同轴固定连接于第二电机44的输出轴上，蜗杆43与蜗轮42啮合，滚珠丝杠41顶端固定连接有限位板412。
参照图2和图4，抓取机构5包括中心架51、气缸52、活动爪53以及固定爪54，中心架51包括顶板511、侧板512以及底板513，顶板511固定连接于滚珠丝杠41的丝杠轴的底端，侧板512有两个，两个侧板512分别固定连接于顶板511对称的两侧，底板513固定连接于两个侧板512之间，顶板511和底板513分别位于侧板512的顶端和底端；气缸52固定连接于顶板511的底面，气缸52的活塞杆延伸出中心架51外；活动爪53包括第一连接板531、第二连接板532和卡爪533，第一连接板531固定连接于所述气缸52活塞杆的端部，第二连接板532固定连接于第一连接板531远离气缸52的一侧侧面，卡爪533有两个，卡爪533呈长方体，两个卡爪533均一体成型于第二连接板532的底端端面，卡爪533靠近气缸52一侧的侧面一体成型有尖头5331，尖头5331位于卡爪533的底端；卡爪533靠近气缸52的一侧侧面设置有用于插接物料盘的缺口5332，缺口5332与卡爪533两侧连通，通过缺口5332将物料盘进行限位；固定爪54的结构与活动爪53的结构相同，固定爪54的第二连接板532固定连接于气缸52远离活塞杆的一端端面。
参照图4，底板513上设置有四个贯穿底板513底面和底板513顶面的滑杆61，滑杆61顶端固定连接有限位块611，限位板412抵接于底板513的顶面，限位块611用于阻碍滑杆61滑出底板513，滑杆61滑动连接于底板513上，四个滑杆61的底端固定连接有压板62，压板62位于固定爪54和活动爪53之间，压板62抵接于物料板的顶面，滑杆61上套设有弹簧63，弹簧63的顶端抵接于底板513的底面，弹簧63的底端抵接于物料板的顶面。
当对物料盘抓取时，先是压板62抵接物料盘，压板62受力压缩弹簧63，弹簧63反作用压紧压板62，压板62抵紧物料盘；气缸52驱动活动爪53，活动爪53的尖头5331插入物料盘的底面，活动爪53推动物料盘向固定爪54移动，固定爪54的尖头5331插入物料盘的底面，固定爪54和活动爪53将物料盘夹紧，便可以将物料盘进行运输，较通过转运台转运，利用抓取机构5抓取效率更高。
本申请实施例一种用于搬运物料盘的机械手的实施原理为：第一电机21驱动齿轮22转动，齿轮22与齿条啮合，在齿轮22与齿条的作用下，底座2沿着直齿条13长度方向在导轨11上滑动，滑动至抓取物料处，在第一摇摆臂32和第二摇摆臂33的协同作用下，将滚珠丝杠41对准物料盘，第二电机44在驱动滚珠丝杠41下降，气缸52驱动活动爪53在固定爪54的协同下将物料盘抓起，第二电机44再驱动滚珠丝杠41上升，再通过第一电机21将底座2运送至热压处，第一摇摆臂32和第二摇摆臂33调整物料盘位置，第二电机44驱动滚珠丝杠41下降，活动爪53松开将物料盘放置在热压处，便可以实现物料盘的转运，无需在转运台上设置多处折弯工物料盘转向，也无需设置装置驱动物料盘转向，从而可以减少转运台的占地面积，进而可以提高工厂空间利用率。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 (8)
1.一种用于搬运物料盘的机械手，用于安装在工作台(1)上，其特征在于：包括底座(2)、摇摆机构(3)、升降机构(4)以及抓取机构(5)；所述工作台(1)顶面安装有两条导轨(11)，所述两条导轨(11)沿所述工作台(1)长度方向设置，两条所述导轨(11)上均滑动连接有两个滑块(12)，所述底座(2)底面固定连接于滑块(12)顶面；所述工作台(1)顶面固定连接有直齿条(13)，所述直齿条(13)沿所述导轨(11)长度方向设置，所述底座(2)上安装有第一电机(21)，所述第一电机(21)的输出轴同轴固接有齿轮(22)，所述齿轮(22)啮合于所述直齿条(13)；所述摇摆机构(3)安装于所述底座(2)的顶面，所述升降机构(4)安装于所述摇摆机构(3)上，所述抓取机构(5)安装于所述升降机构(4)的底端；所述抓取机构(5)用于抓取物料盘，所述升降机构(4)用于驱动所述抓取机构(5)升降，所述摇摆机构(3)用于驱动所述升降机构(4)水平转向。
2.根据权利要求1所述的一种用于搬运物料盘的机械手，其特征在于：所述摇摆机构(3)包括支座(31)、第一摇摆臂(32)和第二摇摆臂(33)，所述支座(31)安装于所述底座(2)的顶端，所述第一摇摆臂(32)的一端转动连接于所述支座(31)的顶面，所述第一摇摆臂(32)水平设置，所述第二摇摆臂(33)的一端转动连接于所述第一摇摆臂(32)远离所述支座(31)一端的顶面，所述第二摇摆臂(33)水平设置，所述升降机构(4)安装于所述第二摇摆臂(33)远离所述第一摇摆臂(32)的一端。
3.根据权利要求2所述的一种用于搬运物料盘的机械手，其特征在于：所述升降机构(4)包括滚珠丝杠(41)、蜗轮(42)、蜗杆(43)和第二电机(44)，所述滚珠丝杠(41)穿设于所述第二摇摆臂(33)远离所述第一摇摆臂(32)的一端，所述滚珠丝杠(41)的螺母外壁固定连接有两个轴承(411)，两个所述轴承(411)的外环固定连接于所述第二摇摆臂(33)的内；所述蜗轮(42)同轴固定连接于所述滚珠丝杠(41)的螺母座外壁；所述第二电机(44)安装于所述第二摇摆臂(33)内，所述蜗杆(43)同轴固定连接于所述第二电机(44)的输出轴上，所述蜗杆(43)啮合于所述蜗轮(42)。
4.根据权利要求1所述的一种用于搬运物料盘的机械手，其特征在于：所述抓取机构(5)包括中心架(51)、气缸(52)、活动爪(53)和固定爪(54)，所述中心架(51)固定连接于所述升降机构(4)的底端，所述气缸(52)安装于所述中心架(51)内，所述活动爪(53)固定连接于所述气缸(52)的活塞杆上，所述固定爪(54)固定连接于所述气缸(52)远离活塞杆的一端，所述活动爪(53)和所述固定爪(54)用于抓取物料盘。
5.根据权利要求4所述的一种用于搬运物料盘的机械手，其特征在于：所述中心架(51)包括顶板(511)、侧板(512)和底板(513)，所述顶板(511)固定连接于所述升降机构(4)的底端，所述侧板(512)有两个，两个所述侧板(512)分别固定连接于所述顶板(511)相互对称的两侧，所述底板(513)固定连接于两个所述侧板(512)之间，且位于所述顶板(511)的下方，所述气缸(52)固定连接于所述顶板(511)的底面。
6.根据权利要求4所述的一种用于搬运物料盘的机械手，其特征在于：所述活动爪(53)包括第一连接板(531)、第二连接板(532)和卡爪(533)，所述第一连接板(531)固定连接于所述气缸(52)的活塞杆上，所述第二连接板(532)固定连接于所述第一连接板(531)的底端，所述卡爪(533)有两个，两个所述卡爪(533)均固定连接于所述第二连接板(532)的底端端面，所述卡爪(533)靠近所述气缸(52)的一侧侧面固定连接有尖头(5331)，所述尖头(5331)位于所述卡爪(533)的底端，所述固定爪(54)与所述活动爪(53)结构相同。
7.根据权利要求6所述的一种用于搬运物料盘的机械手，其特征在于：所述卡爪(533)靠近所述气缸(52)的一侧侧面设置有缺口(5332)，所述缺口(5332)用于物料盘插入。
8.根据权利要求5所述的一种用于搬运物料盘的机械手，其特征在于：所述底板(513)上穿设有四个滑杆(61)，所述滑杆(61)的两端分别贯穿所述底板(513)的底面和顶面，四个所述滑杆(61)的底端固定连接有压板(62)，所述滑杆(61)上套设有弹簧(63)，所述弹簧(63)位于所述底板(513)和所述压板(62)之间，所述滑杆(61)顶端固定连接有限位块(611)。
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- 2021-12-06 CN CN202111476029.3A patent/CN114055426A/zh active Pending
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