CN114310864B - 一种多行程选择的伸缩机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多行程选择的伸缩机械手，属于机械手相关领域。一种多行程选择的伸缩机械手，包括翻转块、移动块、伸缩臂、伸长块、夹持装置、气缸连接组件和加长伸缩组件；移动块设于翻转块顶端，移动块与翻转块伸缩连接，伸缩臂设于移动块顶端，伸缩臂与移动块转动连接，伸长块设于伸缩臂右端，伸缩臂与伸长块伸缩连接，伸长块的后端转动设有夹持装置,夹持装置用于进行夹持与放松动作；气缸连接组件包括动力端、连接部件与限位部件，连接部件与动力端通过管道连接；本方案设置了气缸连接组件与加长伸缩组件，气缸连接组件为通过一个气泵同时控制多个气缸，从而能够节约驱动的能耗，也便于动力的控制。

Description

一种多行程选择的伸缩机械手

技术领域

本发明属于机械手相关领域，更具体地说，涉及一种多行程选择的伸缩机械手。

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。

现在的机械手一般应用于加工制造业中，而在加工制造业中有许多大体积的产品，或是在大型设备中使用机械手，因此对于机械手的行程长度、范围等都要求较高，而现有的机械手为了控制成本、重量和能耗等指标，难以提高机械手的运动行程，因此在部分加工生产厂景中难以满足使用需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种多行程选择的伸缩机械手，它设置了气缸连接组件与加长伸缩组件，气缸连接组件为通过一个气泵同时控制多个气缸，从而能够节约驱动的能耗，也便于动力的控制，加长伸缩组件能够二次伸缩，并在未伸缩时收纳于伸缩臂内，节约了空间，二次伸缩后大幅度的扩大了夹持装置的可夹持范围，更具实用性。

本发明的一种多行程选择的伸缩机械手，包括翻转块、移动块、伸缩臂、伸长块、夹持装置、气缸连接组件和加长伸缩组件；

移动块设于翻转块顶端，移动块与翻转块伸缩连接，伸缩臂设于移动块顶端，伸缩臂与移动块转动连接，伸长块设于伸缩臂右端，伸缩臂与伸长块伸缩连接，伸长块的后端转动设有夹持装置,夹持装置用于进行夹持与放松动作；

气缸连接组件包括动力端、连接部件与限位部件，连接部件与动力端通过管道连接，连接部件分别与伸长块与翻转块固定连接，进而通过动力端控制伸长块与伸缩臂、翻转块与移动块的伸缩，限位部件固定设于移动块顶端，伸缩臂在移动块上转动运动时，管道会同步运动，限位部件内设有弹性元件，通过弹性元件限位管道的运动；

加长伸缩组件设于伸缩臂内，加长伸缩组件包括初次伸缩部件与二次伸缩部件，初次伸缩部件与伸缩臂滑动连接，二次伸缩部件通过磁性可拆卸设于初次伸缩部件内，二次伸缩部件与初次伸缩部件滑动连接，初次伸缩部件与二次伸缩部件依次伸缩滑动。

作为本发明的进一步改进，连接部件包括垂直气缸和水平气缸,垂直气缸的固定端固定设于移动块左端，翻转块的左端面固定设有固定块,垂直气缸的伸长端与固定块固定连接，水平气缸的固定端固定设于伸缩臂顶端，伸长块顶端固定设有水平连接块,水平气缸的伸长端与水平连接块固定连接。

作为本发明的进一步改进，动力端包括气泵,气泵固定设于移动块左端面，气泵位于垂直气缸上侧，气泵顶端的出气端设有电磁阀,电磁阀顶端固定设有固定气管与运动气管,固定气管与垂直气缸连通，运动气管与水平气缸连通，电磁阀用于控制固定气管和运动气管的连通状态。

作为本发明的进一步改进，限位部件包括固定座,固定座固定设于移动块左端面，固定座位于气泵上侧，固定座顶端铰接有扭簧杆,扭簧杆与固定座的铰接处设有连接扭簧,运动气管位于扭簧杆左侧，连接扭簧用于推动扭簧杆向运动气管一侧翻转，扭簧杆顶端转动设有导向轮,导向轮与运动气管接触。

作为本发明的进一步改进，初次伸缩部件包括初次伸缩杆,伸缩臂右端面开设有初次伸缩腔,初次伸缩杆与初次伸缩腔滑动连接，初次伸缩杆右端与伸长块固定连接，初次伸缩杆左端面设有倾斜面，倾斜面设有上下两侧。

作为本发明的进一步改进，二次伸缩部件包括连接块,初次伸缩杆左端面开设有二次伸缩腔,连接块与二次伸缩腔滑动连接，二次伸缩腔内固定设有磁吸副,磁吸副设有磁性部分与磁吸部分，磁吸副的磁吸部分与初次伸缩腔右壁固定连接，磁吸副的磁性部分与连接块右端面固定连接，磁吸副的磁性部分与磁吸部分在相互靠近时自动吸附，连接块左端固定设有限位块,限位块与初次伸缩腔内壁滑动连接。

作为本发明的进一步改进，初次伸缩腔的上下壁分别滑动设有弹块,两侧弹块相互远离的一端固定设有弹簧,弹簧用于推动相应的弹块向相互靠近的一侧滑动，初次伸缩杆位于两侧弹块之间时，两侧弹块被限位于初次伸缩腔的上下壁内，初次伸缩杆滑动至远离伸缩臂的一端时，两侧弹块伸出至初次伸缩腔内并将限位块限位。

作为本发明的进一步改进，翻转块下侧设有底座、转动座和支撑板，转动座转动设于底座顶端，底座内固定设有第一电机，第一电机的输出轴与转动座固定连接，支撑板固定设于转动座顶端，支撑板后端固定设有第二电机,第二电机的输出轴与翻转块固定连接，第二电机用于带动翻转块绕着第二电机转动，移动块右侧设有有电动推杆,电动推杆的固定端与移动块右端面铰接，电动推杆的伸缩端与伸缩臂铰接，伸长块后端固定设有第三电机,第三电机的输出轴与夹持装置固定连接，第三电机用于带动夹持装置绕着第三电机转动，第一电机、第二电机、电动推杆、气泵、电磁阀、第三电机和夹持装置均通过外界电力与控制系统进行控制。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案设置了气缸连接组件与加长伸缩组件，气缸连接组件为通过一个气泵同时控制多个气缸，从而能够节约驱动的能耗，也便于动力的控制，加长伸缩组件能够二次伸缩，并在未伸缩时收纳于伸缩臂内，节约了空间，二次伸缩后大幅度的扩大了夹持装置的可夹持范围，更具实用性。

（2）本方案设置了垂直气缸与水平气缸，能够分别控制两个方向的伸缩，也同时能够在两个方向上同时进行伸缩。

（3）本方案设置了导向轮，导向轮与运动气管接触，并且通过扭簧的力带动导向轮将运动气管压紧，进而便于运动气管的稳定运作。

（4）本方案通过磁吸副与弹块对加长伸缩组件进行限位，进而使二次伸缩时，限位块位于初次伸缩腔内进行辅助导滑，进而提高了二次伸缩的稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图

图3为图1的A的结构放大示意图；

图4为图1的B的结构放大示意图；

图5为图3的C的结构放大示意图；

图6为图4的D 的结构放大示意图。

图中标号说明：

11、底座；12、转动座；13、支撑板；14、翻转块；15、第一电机；16、第二电机；17、固定块；18、移动块；19、垂直气缸；20、导向柱；21、电动推杆；22、伸缩臂；23、伸长块；24、夹持装置；25、第三电机；26、初次伸缩腔；27、连接块；28、初次伸缩杆；29、限位块；30、磁吸副；31、弹块；32、弹簧；33、气泵；34、固定气管；35、电磁阀；37、运动气管；38、水平气缸；39、扭簧杆；40、导向轮；41、连接扭簧；42、固定座；43、水平连接块；44、二次伸缩腔。

具体实施方式

具体实施例一：请参阅图1-6的一种多行程选择的伸缩机械手，包括翻转块14、移动块18、伸缩臂22、伸长块23、夹持装置24、气缸连接组件和加长伸缩组件；

移动块18设于翻转块14顶端，移动块18与翻转块14伸缩连接，伸缩臂22设于移动块18顶端，伸缩臂22与移动块18转动连接，伸长块23设于伸缩臂22右端，伸缩臂22与伸长块23伸缩连接，伸长块23的后端转动设有夹持装置24,夹持装置24用于进行夹持与放松动作；

气缸连接组件包括动力端、连接部件与限位部件，连接部件与动力端通过管道连接，连接部件分别与伸长块23与翻转块14固定连接，进而通过动力端控制伸长块23与伸缩臂22、翻转块14与移动块18的伸缩，限位部件固定设于移动块18顶端，伸缩臂22在移动块18上转动运动时，管道会同步运动，限位部件内设有弹性元件，通过弹性元件限位管道的运动；

加长伸缩组件设于伸缩臂22内，加长伸缩组件包括初次伸缩部件与二次伸缩部件，初次伸缩部件与伸缩臂22滑动连接，二次伸缩部件通过磁性可拆卸设于初次伸缩部件内，二次伸缩部件与初次伸缩部件滑动连接，初次伸缩部件与二次伸缩部件依次伸缩滑动。

连接部件包括垂直气缸19和水平气缸38,垂直气缸19的固定端固定设于移动块18左端，翻转块14的左端面固定设有固定块17,垂直气缸19的伸长端与固定块17固定连接，水平气缸38的固定端固定设于伸缩臂22顶端，伸长块23顶端固定设有水平连接块43,水平气缸38的伸长端与水平连接块43固定连接。

动力端包括气泵33,气泵33固定设于移动块18左端面，气泵33位于垂直气缸19上侧，气泵33顶端的出气端设有电磁阀35,电磁阀35顶端固定设有固定气管34与运动气管37,固定气管34与垂直气缸19连通，运动气管37与水平气缸38连通，电磁阀35用于控制固定气管34和运动气管37的连通状态。

限位部件包括固定座42,固定座42固定设于移动块18左端面，固定座42位于气泵33上侧，固定座42顶端铰接有扭簧杆39,扭簧杆39与固定座42的铰接处设有连接扭簧41,运动气管37位于扭簧杆39左侧，连接扭簧41用于推动扭簧杆39向运动气管37一侧翻转，扭簧杆39顶端转动设有导向轮40,导向轮40与运动气管37接触。

翻转块14下侧设有底座11、转动座12和支撑板13，转动座12转动设于底座11顶端，底座11内固定设有第一电机15，第一电机15的输出轴与转动座12固定连接，支撑板13固定设于转动座12顶端，支撑板13后端固定设有第二电机16,第二电机16的输出轴与翻转块14固定连接，第二电机16用于带动翻转块14绕着第二电机16转动，移动块18右侧设有有电动推杆21,电动推杆21的固定端与移动块18右端面铰接，电动推杆21的伸缩端与伸缩臂22铰接，伸长块23后端固定设有第三电机25,第三电机25的输出轴与夹持装置24固定连接，第三电机25用于带动夹持装置24绕着第三电机25转动，第一电机15、第二电机16、电动推杆21、气泵33、电磁阀35、第三电机25和夹持装置24均通过外界电力与控制系统进行控制。

通过外界电力与控制系统控制第一电机15的输出轴转动从而能够带动转动座12在底座11顶端转动，通过外界电力与控制系统控制第二电机16的输出轴转动从而能够带动翻转块14绕着第二电机16翻转摆动，当需要伸长移动块18的高度时，通过外界电力与控制系统启动气泵33，并通过电磁阀35控制固定气管34处于连通状态，从而将气体充入垂直气缸19内使垂直气缸19伸长，此时通过导向柱20与移动块18的滑动连接，从而推动移动块18向上移动，从而伸长移动块18的高度，当需要伸长伸长块23时，通过外界电力与控制系统控制电磁阀35与运动气管37连通，从而带动水平气缸38伸长，通过水平气缸38的伸长从而推动水平连接块43移动，此时通过初次伸缩杆28与初次伸缩腔26内壁的滑动连接，从而带动伸长块23伸长，从而扩大夹持装置24的夹紧范围，同时通过外界电力与控制系统控制第三电机25转动，从而能够带动夹持装置24转动，同时通过外界电力与控制系统能够单独控制电动推杆21的伸缩，从而通过移动块18与伸缩臂22的转动连接，带动伸缩臂22绕着与移动块18的连接点翻转摆动，当伸缩臂22翻转摆动时，运动气管37处于自由状态，此时通过连接扭簧41的扭簧力推动扭簧杆39向运动气管37一侧翻转，从而推动导向轮40将运动气管37张紧，进而防止运动气管37随意摆动而影响气泵33与水平气缸38之间的连通，电磁阀35能够同时连通固定气管34与运动气管37，从而同时驱动伸长块23与移动块18伸长。

具体实施例二：在具体实施例一的基础上，一种多行程选择的伸缩机械手，初次伸缩部件包括初次伸缩杆28,伸缩臂22右端面开设有初次伸缩腔26,初次伸缩杆28与初次伸缩腔26滑动连接，初次伸缩杆28右端与伸长块23固定连接，初次伸缩杆28左端面设有倾斜面，倾斜面设有上下两侧。

二次伸缩部件包括连接块27,初次伸缩杆28左端面开设有二次伸缩腔44,连接块27与二次伸缩腔44滑动连接，二次伸缩腔44内固定设有磁吸副30,磁吸副30设有磁性部分与磁吸部分，磁吸副30的磁吸部分与初次伸缩腔26右壁固定连接，磁吸副30的磁性部分与连接块27右端面固定连接，磁吸副30的磁性部分与磁吸部分在相互靠近时自动吸附，连接块27左端固定设有限位块29,限位块29与初次伸缩腔26内壁滑动连接。

初次伸缩腔26的上下壁分别滑动设有弹块31,两侧弹块31相互远离的一端固定设有弹簧32,弹簧32用于推动相应的弹块31向相互靠近的一侧滑动，初次伸缩杆28位于两侧弹块31之间时，两侧弹块31被限位于初次伸缩腔26的上下壁内，初次伸缩杆28滑动至远离伸缩臂22的一端时，两侧弹块31伸出至初次伸缩腔26内并将限位块29限位。

当需要进一步伸长伸长块23时，通过气泵33持续进气，从而通过运动气管37的连接带动水平气缸38持续伸长，水平气缸38的伸长带动水平连接块43移动，从而带动伸长块23伸长，通过伸长块23的持续伸长从而带动初次伸缩杆28持续向初次伸缩腔26外滑动，此时由于磁吸副30处于吸附状态，从而带动限位块29跟随初次伸缩杆28滑动，此时当初次伸缩杆28的两侧倾斜面移动至两侧弹块31之间时，初次伸缩杆28无法继续限位弹块31，通过两侧弹簧32的推力从而推动两侧弹块31向下移动至初次伸缩腔26内，此时两侧弹块31将限位块29限位，同时通过初次伸缩杆28的持续移动，从而使磁吸副30克服磁吸力而分离，从而带动连接块27在二次伸缩腔44内滑动，此时位于初次伸缩腔26内的连接块27与限位块29为初次伸缩杆28的滑动提供支撑力与导向。当需要收回初次伸缩杆28从而进行复位时，通过气泵33抽吸水平气缸38内的气体，从而带动水平气缸38收缩，从而带动初次伸缩杆28移动复位至初次伸缩腔26内，此时初次伸缩杆28左端面的两侧倾斜面与两侧弹块31导滑，从而推动上下两侧弹块31分别克服两侧弹簧32的推力而向上复位，此时磁吸副30靠近后相互吸附，从而推动限位块29移动复位至初次伸缩腔26的内侧。

Claims (3)

1.一种多行程选择的伸缩机械手，其特征在于：包括翻转块（14）、移动块（18）、伸缩臂（22）、伸长块（23）、夹持装置（24）、气缸连接组件和加长伸缩组件；

移动块（18）设于翻转块（14）顶端，移动块（18）与翻转块（14）伸缩连接，伸缩臂（22）设于移动块（18）顶端，伸缩臂（22）与移动块（18）转动连接，伸长块（23）设于伸缩臂（22）右端，伸缩臂（22）与伸长块（23）伸缩连接，伸长块（23）的后端转动设有夹持装置（24）,夹持装置（24）用于进行夹持与放松动作；

气缸连接组件包括动力端、连接部件与限位部件，连接部件与动力端通过管道连接，连接部件分别与伸长块（23）与翻转块（14）固定连接，进而通过动力端控制伸长块（23）与伸缩臂（22）、翻转块（14）与移动块（18）的伸缩，限位部件固定设于移动块（18）顶端，伸缩臂（22）在移动块（18）上转动运动时，管道会同步运动，限位部件内设有弹性元件，通过弹性元件限位管道的运动；

加长伸缩组件设于伸缩臂（22）内，加长伸缩组件包括初次伸缩部件与二次伸缩部件，初次伸缩部件与伸缩臂（22）滑动连接，二次伸缩部件通过磁性可拆卸设于初次伸缩部件内，二次伸缩部件与初次伸缩部件滑动连接，初次伸缩部件与二次伸缩部件依次伸缩滑动；

连接部件包括垂直气缸（19）和水平气缸（38）,垂直气缸（19）的固定端固定设于移动块（18）左端，翻转块（14）的左端面固定设有固定块（17）,垂直气缸（19）的伸长端与固定块（17）固定连接，水平气缸（38）的固定端固定设于伸缩臂（22）顶端，伸长块（23）顶端固定设有水平连接块（43）,水平气缸（38）的伸长端与水平连接块（43）固定连接；

动力端包括气泵（33）,气泵（33）固定设于移动块（18）左端面，气泵（33）位于垂直气缸（19）上侧，气泵（33）顶端的出气端设有电磁阀（35）,电磁阀（35）顶端固定设有固定气管（34）与运动气管（37）,固定气管（34）与垂直气缸（19）连通，运动气管（37）与水平气缸（38）连通，电磁阀（35）用于控制固定气管（34）和运动气管（37）的连通状态；

初次伸缩部件包括初次伸缩杆（28）,伸缩臂（22）右端面开设有初次伸缩腔（26）,初次伸缩杆（28）与初次伸缩腔（26）滑动连接，初次伸缩杆（28）右端与伸长块（23）固定连接，初次伸缩杆（28）左端面设有倾斜面，倾斜面设有上下两侧；

二次伸缩部件包括连接块（27）,初次伸缩杆（28）左端面开设有二次伸缩腔（44）,连接块（27）与二次伸缩腔（44）滑动连接，二次伸缩腔（44）内固定设有磁吸副（30）,磁吸副（30）设有磁性部分与磁吸部分，磁吸副（30）的磁吸部分与初次伸缩腔（26）右壁固定连接，磁吸副（30）的磁性部分与连接块（27）右端面固定连接，磁吸副（30）的磁性部分与磁吸部分在相互靠近时自动吸附，连接块（27）左端固定设有限位块（29）,限位块（29）与初次伸缩腔（26）内壁滑动连接；

初次伸缩腔（26）的上下壁分别滑动设有弹块（31）,两侧弹块（31）相互远离的一端固定设有弹簧（32）,弹簧（32）用于推动相应的弹块（31）向相互靠近的一侧滑动，初次伸缩杆（28）位于两侧弹块（31）之间时，两侧弹块（31）被限位于初次伸缩腔（26）的上下壁内，初次伸缩杆（28）滑动至远离伸缩臂（22）的一端时，两侧弹块（31）伸出至初次伸缩腔（26）内并将限位块（29）限位。

2.根据权利要求1所述的一种多行程选择的伸缩机械手，其特征在于：限位部件包括固定座（42）,固定座（42）固定设于移动块（18）左端面，固定座（42）位于气泵（33）上侧，固定座（42）顶端铰接有扭簧杆（39）,扭簧杆（39）与固定座（42）的铰接处设有连接扭簧（41）,运动气管（37）位于扭簧杆（39）左侧，连接扭簧（41）用于推动扭簧杆（39）向运动气管（37）一侧翻转，扭簧杆（39）顶端转动设有导向轮（40）,导向轮（40）与运动气管（37）接触。

3.根据权利要求1所述的一种多行程选择的伸缩机械手，其特征在于：翻转块（14）下侧设有底座（11）、转动座（12）和支撑板（13），转动座（12）转动设于底座（11）顶端，底座（11）内固定设有第一电机（15），第一电机（15）的输出轴与转动座（12）固定连接，支撑板（13）固定设于转动座（12）顶端，支撑板（13）后端固定设有第二电机（16）,第二电机（16）的输出轴与翻转块（14）固定连接，第二电机（16）用于带动翻转块（14）绕着第二电机（16）转动，移动块（18）右侧设有有电动推杆（21）,电动推杆（21）的固定端与移动块（18）右端面铰接，电动推杆（21）的伸缩端与伸缩臂（22）铰接，伸长块（23）后端固定设有第三电机（25）,第三电机（25）的输出轴与夹持装置（24）固定连接，第三电机（25）用于带动夹持装置（24）绕着第三电机（25）转动，第一电机（15）、第二电机（16）、电动推杆（21）、气泵（33）、电磁阀（35）、第三电机（25）和夹持装置（24）均通过外界电力与控制系统进行控制。