CN114852685A - 一种吸附、释放转运机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸附转运领域，公开一种吸附、释放转动机构，包括固定板以及竖直转动于固定板上的转动臂，在转动臂侧壁上竖直导向设置有吸附臂，吸附臂上设置有至少一个可吸附工件的吸附部，在吸附部和转动臂之间设置有吸附调节机构，吸附部的吸附或释放受控于位于转动臂上的第三驱动机构，吸附调节机构包括于吸附部上竖直均布的吸附孔，于转动臂上竖直均布的气压调节孔以及若干两端分别与气压调节孔和吸附孔连接的同步气管，第三驱动机构包括于气压调节孔内密封升降设置的活塞、于活塞下端竖直延伸的驱动杆以及位于固定板下方且与驱动杆固定连接的可驱使活塞升降的驱动部，该机构可显著增加吸附成功率、吸附的适用性以及吸附的灵活性。

Description

一种吸附、释放转运机构

技术领域

本发明涉及吸附转运设备领域，尤其涉及一种吸附、释放转运机构。

背景技术

流水线是一种工业上的生产方式，即一个工位只完成一个工序，接着通过输送设备自动传输到下一工位进行下一工序作业。

在两个工序中，往往需要应用到转运工具将上一工位的工件稳定、精确转运到下一工位上，现有的能实现稳定且高精度转运的转运工具大多为机械臂，例如公告号为CN213562658U的中国专利公开的一种吸附式抓取工件转运机械臂，包括机械臂主体，所述机械臂主体上安装有气动控制机构和气动吸盘，每个气动吸盘连接有独立的气泵，气动吸盘下端吸附有工件，机械臂主体上端一侧设有连接板，且连接板另一侧连接有安装板，安装板下端两侧均设有固定条，且固定条的两端均连接有调节轨道，并且调节轨道上均安装有定位调节块，所述安装板上端还均匀连接有安装座，且安装座的一侧安装有液压机械臂。

上述的机械臂在使用中存在以下不足：吸盘为单一吸盘，大小不变，只能吸附比吸盘大的工件，且该工件上不能存在孔洞，一旦存在多个孔洞，就无法使气动吸盘内部形成负压空间，这就导致，吸盘吸附的工件的类型和尺寸存在很大的局限，存在适用性差的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中吸附型机械臂吸附工件存在适用性差的缺点，提供了一种能够显著提高吸附适用性的吸附、释放转运机构。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种吸附、释放转动机构，包括固定板以及竖直转动设置在固定板上的转动臂，转动臂的转动受控于第一驱动机构，在转动臂侧壁上竖直导向设置有吸附臂，吸附臂的竖直升降受控于第二驱动机构，吸附臂垂直于转动臂且其端部设置有至少一个可吸附工件的吸附部，在吸附部和转动臂之间设置有可调节吸附部吸附位置的吸附调节机构，吸附部的吸附或释放受控于位于转动臂上的第三驱动机构，吸附调节机构包括于吸附部上竖直均布的吸附孔，于转动臂上竖直均布的气压调节孔以及若干两端分别与气压调节孔和吸附孔连接的同步气管，同步气管包括主气管以及连接于主气管一端的至少一根第一分气管，第一分气管与吸附孔可拆卸密封连接，主气管远离分气管的一端与气压调节孔密封连接，第三驱动机构包括于气压调节孔内密封升降设置的活塞、于活塞下端竖直延伸的驱动杆以及位于固定板下方且与驱动杆固定连接的可驱使活塞升降的驱动部。

采用上述方案，吸附臂在第二驱动机构作用下可实现升降，吸附部在第三驱动机构驱动下可实现吸附或解吸，转动臂在第一驱动机构下可携带吸附臂转动，故，吸附部可实现旋转、升降、吸附及解吸功能，而增设的吸附调节机构，在吸附部上均布吸附孔，在转动臂上均布气压调节孔，通过若干根同步气管将吸附孔和气压调节孔串联形成吸附管路，在吸附不同形状、尺寸的工件时，即使工件上布设有许多空隙，操作者通过改变第一分气管的连接位置，将第一分气管上的分气管布设在吸附时可以接触到工件的位置处的吸附孔上，可以通过增加同步气管的设置个数、单位面积设置密度等灵活调节吸附部的吸附面积，驱动部驱动时，只需同步调节驱动杆进行升降，就能控制所有连接有同步气管的吸附孔进行独立吸附，不会因为个别吸附孔对应工件孔隙时导致吸附失败的状况出现，提高吸附成功率、吸附灵活性以及吸附的适用性。

作为优选，驱动部包括一竖直固定的油缸或气缸，所有的驱动杆均固定在一连接块上，油缸或气缸的活塞杆端部与连接块固定连接。

采用上述方案，通过油缸或气缸活塞杆的伸缩就能带动驱动杆进行升降，活塞随着驱动杆移动，就能实现连接有同步气管的吸附孔吸附或解吸工件。

作为优选，吸附臂靠近转动臂的一端设置有可供转动臂插入的导向套，第二驱动机构包括转动设置于导向套下端且与导向套同心的配合套、于配合套外壁凸设的第一固定块以及固定于固定板上的第一电机，在固定板上竖直转动设置有一丝杆，第一电机与丝杆下端连接，第一固定块上设置有与丝杆配合的螺纹孔。

采用上述方案，导向套可驱使吸附臂导向升降于转动臂上，由于丝杆只能竖直转动运动，配合套需要处于静止状态，而配合套与导向套转动配合，就能避免导向套锁死，转动套可以与转动臂同步转动，随着第一电机的驱动，可以驱使与丝杆连接的第一固定块竖直升降运动，从而带动导向套沿转动臂竖直升降运动。

作为优选，第一驱动机构包括于转动臂上同心固定的从动齿轮、于固定板上固定的第二电机以及于第二电机的电机轴上同心固定的与从动齿轮啮合的驱动齿轮。

采用上述方案，第二电机转动，能够带动其上的驱动齿轮转动，由于从动齿轮与驱动齿轮啮合，从动齿轮同步转动，就能带动与从动齿轮固定的转动臂的转动运动。

作为优选，转动臂包括与配合套固定的固定臂以及与吸附部连接的伸缩臂，伸缩臂和固定臂相对的一侧分别设置有伸缩块和可供伸缩块插入的插槽，在伸缩块和插槽之间设置有调节伸缩块在插槽内的长度的调节限位机构。

采用上述方案，伸缩臂可相对固定臂进行伸缩，并通过调节限位机构进行限位，可以调节吸附臂的长度，调节吸附部可吸附的工件的距离。

作为优选，调节限位机构包括于伸缩块侧壁上沿长度方向设置的齿条以及于固定臂上伸缩设置的在伸出时与齿条啮合且在回缩时远离齿条的齿块，齿块的伸缩受控于一电磁控制机构。

采用上述方案，齿条和齿块的限位方式调节精度高，通过电磁控制机构控制齿块伸缩的调节方式易于操作，可降低调节时间。

作为优选，电磁控制机构包括于固定臂内壁向外凹陷的容置槽、于容置槽底部固定的电磁铁以及两端与齿块和电磁铁固定的弹簧，齿块的伸缩受控于电磁铁的得电或失电。

采用上述方案，电磁铁得电时，齿块受电磁铁吸附缩入容置槽，伸缩块与插槽解锁，可调节伸缩块在插槽内的距离；电磁铁失电时，齿块在弹簧作用下伸出与齿条啮合，伸缩块锁止在插槽内，从而限位伸缩臂的移动。

作为优选，吸附臂设置有两个且对称设置于转动臂的两侧，每个转动臂上的吸附部均通过同步气管与转动臂气密性连接。

采用上述方案，吸附臂对称设置两个后，可以实现一边吸附上一工序的工件，另一边吸附下一工序的工件，然后转动180度后，同时释放，将上一工序的工件放置在下一工序的工位上，并将下一工序的工件放置在接收处，可同步实现上料和下料，简化设备的同时显著提升工作效率。

作为优选，主气管远离第一分气管的一端设置有至少一根第二分气管，第二分气管与气压调节孔气密性连接。

采用上述方案，可以根据第二分气管的设置个数来增加吸附部的负压，提升吸附部单一吸附孔的吸附强度。

作为优选，吸附部由弹性材料制成或吸附部底部固定有弹性层，弹性层上均布有与吸附孔对应的过气孔。

采用上述方案，弹性设置后，可以增加吸附部与工件之间的气密性，避免接触部位发生漏气，还能减少两者之间的接触磨损，保护工件和吸附部。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

1、吸附臂在第二驱动机构作用下可实现升降，吸附部在第三驱动机构驱动下可实现吸附或解吸，转动臂在第一驱动机构下可携带吸附臂转动，故，吸附部可实现旋转、升降、吸附及解吸功能，而增设的吸附调节机构，在吸附部上均布吸附孔，在转动臂上均布气压调节孔，通过若干根同步气管将吸附孔和气压调节孔串联形成吸附管路，在吸附不同形状、尺寸的工件时，即使工件上布设有许多空隙，操作者通过改变第一分气管的连接位置，将第一分气管上的分气管布设在吸附时可以接触到工件的位置处的吸附孔上，可以通过增加同步气管的设置个数、单位面积设置密度等灵活调节吸附部的吸附面积，驱动部驱动时，只需同步调节驱动杆进行升降，就能控制所有连接有同步气管的吸附孔进行独立吸附，不会因为个别吸附孔对应工件孔隙时导致吸附失败的状况出现，提高吸附成功率、吸附灵活性以及吸附的适用性。

2、吸附臂对称设置两个后，可以实现一边吸附上一工序的工件，另一边吸附下一工序的工件，然后转动180度后，同时释放，将上一工序的工件放置在下一工序的工位上，并将下一工序的工件放置在接收处，可同步实现上料和下料，简化设备的同时显著提升工作效率。

附图说明

图1是实施例1的一种吸附、释放转运机构的轴测图；

图2是实施例1的一种吸附、释放转运机构的拆分图；

图3是实施例1的一种吸附、释放转运机构的主视图；

图4是图3的A-A的剖视图；

图5是图4的B-B的剖视图；

图6是实施例2的一种吸附、释放转运机构的主视图；

图7是实施例2的一种吸附、释放转运机构的轴测图；

图8是实施例3的吸附臂的俯视图；

图9是图8的C-C的剖视图；

图10是图9的A的放大图；

图11是实施例3的一种吸附、释放转运机构应用时的轴测图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1、固定板；2、转动臂； 201、气压调节孔；3、吸附臂；301、固定臂；302、伸缩臂；4、吸附部；401、吸附孔；5、配合套；6、第一固定块；7、第一电机；8、固定轴套；9、第二固定块；10、丝杆；11、油缸；12、第二电机；13、从动齿轮；14、导向套；15、活塞；16、驱动杆；17、连接块；18、驱动齿轮；19、同步气管；1901、主气管；1902、第一分气管；1903、第二分气管；20、导杆；21、伸缩块；22、齿条；23、插槽；24、容置槽；25、齿块；26、电磁铁；27、弹簧；28、旋转料架；29、转动传动工位；30、限位环；31、固定板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种吸附、释放转运机构，结合图1-图4所示，包括固定板1以及竖直转动设置在固定板1上的转动臂2，在固定板1上竖直固定有一固定轴套8，转动臂2插设于固定轴套8上，在转动臂2上凸设有限位转动臂2相对固定轴套8 竖直滑移的限位环30，转动臂2与固定轴套8之间设置有转动轴承，转动臂2 的转动受控于第一驱动机构，参照图5所示，转动臂2的下部穿过固定轴8以及固定板1之后，在其端部设置有从动齿轮13，第一驱动机构包括从动齿轮13，在固定板1的下方固定有第二电机12，第二电机12的电机轴上同心固定有与从动齿轮13啮合的驱动齿轮18，当第二电机12启动时，就能驱使转动臂2进行转动，在本实施例中，第二电机12、驱动齿轮18、从动齿轮13均位于固定板1 下方。

在转动臂2侧壁上竖直导向设置有吸附臂3，吸附臂3垂直于转动臂2，吸附臂3的竖直升降受控于第二驱动机构，结合图1-图4所示，吸附臂3靠近转动臂2的一端设置有可供转动臂2插入的导向套14，转动臂2和导向套14之间的导向可通过在转动臂2的外侧壁设置竖直的滑槽以及在导向套14的内侧壁设置竖直的滑块的配合方式实现，也可通过本实施例中的设置方式，将导向套14 的横截面设置成非圆形，转动臂2超出固定轴套8的部分的截面与导向套14适配即可，第二驱动机构包括转动设置在导向套14下端且与导向套14同心的配合套5，配合套5和导向套14之间通过平面轴承转动配合，在配合套5外壁凸设有第一固定块6，在固定轴套8外壁上凸设有第二固定块9，在第二固定块9 上转动设置有一丝杆10，丝杆10端部设置有光杆段，光杆段与第二固定块9之间通过轴承转动连接，在固定板1上设置固定有第一电机7，第一电机7的电机轴与丝杆10底部固定连接，在第一固定块6上设置有与丝杆10配合的螺纹孔，当第一电机7启动后，丝杆10同步转动，驱使第一固定块6竖直升降运动，从而驱使导向套14竖直升降，由于配合套5与导向套14转动配合，就能实现导向套14边转动边升降，为了保证导向套14升降的稳定性，在固定轴套8远离丝杆10的一侧该竖直固定设置有一导杆20，在配合套5上凸设有与导杆20导向配合的导套。

吸附臂3的端部设置有至少一个可吸附工件的吸附部4，参照图1和图5所示，吸附部4整体由弹性材料制成或吸附部4的顶部和底部固定有弹性层，若设置的为弹性层，该弹性层上均布有与吸附孔401对应的过气孔，本实施例中，吸附部4整体由橡胶制成，本实施例设置有三个吸附部4，这三个吸附部4呈弧形间隔分布，在吸附部4和转动臂2之间设置有可调节吸附部4吸附位置的吸附调节机构，吸附调节机构包括于吸附部4上竖直均布的吸附孔401，于转动臂 2上竖直均布的气压调节孔201以及若干两端分别与气压调节孔201和吸附孔 401连接的同步气管19，同步气管19包括主气管1901以及连接于主气管1901 一端的至少一根第一分气管1902，本实施例中，一根主气管1901配备2根～4 根第一分气管1902，第一分气管1902与吸附孔401可拆卸密封连接，第一分气管1902远离主气管1901的一端与气压调节孔201密封连接，第一分气管1902 端部过盈插入吸附孔401内，主气管1901远离第一分气管1902的一端设置有至少一根第二分气管1903，第二分气管1903与气压调节孔201可拆卸气密性连接，第一主气管1901配备1～4根第二分气管1903，第二分气管1903过盈插入至气压调节孔201内进行连接，转动臂2上端可固定均布有过气孔的橡胶层，第二分气管1903过盈插设在橡胶层上实现弹性过盈连接，在吸附部4升降和转动过程中，主气管1901始终处于松弛状态。

吸附部4的吸附或释放受控于位于转动臂2上的第三驱动机构，参照图3 所示，第三驱动机构包括于气压调节孔201内密封升降设置的活塞15、于活塞 15下端竖直延伸的驱动杆16以及位于固定板1下方且与驱动杆16固定连接的可驱使活塞15升降的驱动部，所有的驱动杆16同步固定在一固定板上31，驱动部包括竖直固定设置的油缸11或气缸，本实施例中设置的为油缸11，油缸11 的缸体固定在地面，油缸11的活塞端部固定有一连接块17，该连接块17通过平面轴承转动连接在固定板31上，随着油缸11活塞的伸缩，可驱使驱动杆16 和活塞15进行升降，同时不妨碍驱动杆16和活塞15随转动臂2进行转动，当驱动杆下降时，活塞15远离驱动杆16的一端体积变大，进而抽取同步气管19 内的气体，最终使吸附部4的吸附孔401形成负压，对工件进行吸附；当驱动杆16上升时，活塞15远离驱动杆16的一端体积变小，进而将气体充入同步气管19内，最终使吸附部4的吸附孔401恢复常压，释放工件。

第一电机7和第二电机12为伺服电机或步进电机，第一电机7、第二电机 12以及油缸11的电磁阀均与控制器连接，控制器为PLC，第一电机7、第二电机12的启闭时机、转速以及电磁阀的切换时机均由控制器现有的逻辑编程实现，在此不再赘述。

采用本结构对工件的转运过程如下：

首先，第二电机12正转驱使转动臂2转动至设定角度后停止；

接着，第一电机7正转驱使吸附臂下降至所需高度(吸附部4弹性抵压在工件上)后停止；

进一步，油缸11活塞回缩，与工件直接接触的吸附孔401内负压增大吸附住工件；

进一步，活塞保持静止且第二电机12反转，将吸附臂转动至吸附部4位于下一工位上方停止；

进一步，第一电机7反向转动，驱使吸附部4下降至工件放置在下一工位上为止；

进一步，油缸11活塞伸出，吸附部4释放工件；

进一步，第一电机7正向转动，驱使吸附部4上升离开工件，

最后，第二电机12正转，转动臂2复位；

重复上述步骤就能进行工件的连续吸取和释放作业。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，参照图5-图6所示，吸附臂3设置有两个且对称设置于转动臂2的两侧，两个吸附臂3同时与导向套14固定连接，每个转动臂2上的吸附部4均通过同步气管19与转动臂2气密性连接，本实施例中，每个吸附臂3上均设置有3个吸附部4，吸附部4呈弧形间隔分布。

吸附臂3对称设置两个后，可以实现一边吸附上一工序的工件，另一边吸附下一工序的工件，然后转动180度后，同时释放，将上一工序的工件放置在下一工序的工位上，并将下一工序的工件放置在接收处，可同步实现上料和下料，简化设备的同时显著提升工作效率。

例如图10所示，在两个转动工位上，其中一个工位为现有的旋转料架28，上面的工件绕旋转料架28周向间隔堆垛，该旋转料架28可实现堆垛的工件的上升和转动，另一个工位为转动传动工位29，该工位上周向间隔凸设有可放置工件的放置块，利用实施例2的转运机构，可同时吸取3个旋转料架28上的工件以及转动传动工位29上的3个工件，旋转180°后，将转动传动工位29上的 3个工件同时释放在转动传动工位29的放置块上，同时将原本3个转动传动工位29上的工件释放到旋转料架28上的成品堆垛位。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上作出进一步改进，可进一步增加适用性，参照图7-图9所示，转动臂2包括与配合套5固定的固定臂301以及与吸附部4 连接的伸缩臂302，伸缩臂302和固定臂301相对的一侧分别设置有伸缩块21 和可供伸缩块21插入的插槽23，在伸缩块21和插槽23之间设置有调节伸缩块21在插槽23内的长度的调节限位机构。

调节限位机构包括于伸缩块21侧壁上沿长度方向设置的齿条22以及于固定臂301上伸缩设置的在伸出时与齿条22啮合且在回缩时远离齿条22的齿块 25，齿块25的伸缩受控于一电磁控制机构，电磁控制机构包括于固定臂301内壁向外凹陷的容置槽24、于容置槽24底部固定的电磁铁26以及两端与齿块25 和电磁铁26固定的弹簧27，齿块25的伸缩受控于电磁铁26的得电或失电，电磁铁26得电时，齿块25受电磁铁26吸附缩入容置槽24，伸缩块21与插槽23 解锁，可调节伸缩块21在插槽23内的距离；电磁铁26失电时，齿块25在弹簧27作用下伸出与齿条22啮合，伸缩块21锁止在插槽23内，从而限位伸缩臂302的移动。

伸缩臂302可相对固定臂301进行伸缩，并通过调节限位机构进行限位，可以调节吸附臂3的长度，调节吸附部4可吸附的工件的距离。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸附、释放转动机构，包括固定板(1)以及竖直转动设置在固定板(1)上的转动臂(2)，转动臂(2)的转动受控于第一驱动机构，其特征在于：在转动臂(2)侧壁上竖直导向设置有吸附臂(3)，吸附臂(3)的竖直升降受控于第二驱动机构，吸附臂(3)垂直于转动臂(2)且其端部设置有至少一个可吸附工件的吸附部(4)，在吸附部(4)和转动臂(2)之间设置有可调节吸附部(4)吸附位置的吸附调节机构，吸附部(4)的吸附或释放受控于位于转动臂(2)上的第三驱动机构，吸附调节机构包括于吸附部(4)上竖直均布的吸附孔(401)，于转动臂(2)上竖直均布的气压调节孔(201)以及若干两端分别与气压调节孔(201)和吸附孔(401)连接的同步气管(19)，同步气管(19)包括主气管(1901)以及连接于主气管(1901)一端的至少一根第一分气管(1902)，第一分气管(1902)与吸附孔(401)可拆卸密封连接，主气管(1901)远离分气管的一端与气压调节孔(201)密封连接，第三驱动机构包括于气压调节孔(201)内密封升降设置的活塞(15)、于活塞(15)下端竖直延伸的驱动杆(16)以及位于固定板(1)下方且与驱动杆(16)固定连接的可驱使活塞(15)升降的驱动部。

2.根据权利要求1所述的一种吸附、释放转动机构，其特征在于：驱动部包括一竖直固定的油缸(11)或气缸，所有的驱动杆(16)均固定在一固定板(31)上，油缸(11)或气缸的活塞杆端部与固定板(31)转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种吸附、释放转动机构，其特征在于：吸附臂(3)靠近转动臂(2)的一端设置有可供转动臂(2)插入的导向套(14)，第二驱动机构包括转动设置于导向套(14)下端且与导向套(14)同心的配合套(5)、于配合套(5)外壁凸设的第一固定块(6)以及固定于固定板(1)上的第一电机(7)，在固定板(1)上竖直转动设置有一丝杆(10)，第一电机(7)与丝杆(10)下端连接，第一固定块(6)上设置有与丝杆(10)配合的螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的一种吸附、释放转动机构，其特征在于：第一驱动机构包括于转动臂(2)上同心固定的从动齿轮(13)、于固定板(1)上固定的第二电机(12)以及于第二电机(12)的电机轴上同心固定的与从动齿轮(13)啮合的驱动齿轮(18)。

5.根据权利要求1所述的一种吸附、释放转动机构，其特征在于：转动臂(2)包括与配合套(5)固定的固定臂(301)以及与吸附部(4)连接的伸缩臂(302)，伸缩臂(302)和固定臂(301)相对的一侧分别设置有伸缩块(21)和可供伸缩块(21)插入的插槽(23)，在伸缩块(21)和插槽(23)之间设置有调节伸缩块(21)在插槽(23)内的长度的调节限位机构。

6.根据权利要求5所述的一种吸附、释放转动机构，其特征在于：调节限位机构包括于伸缩块(21)侧壁上沿长度方向设置的齿条(22)以及于固定臂(301)上伸缩设置的在伸出时与齿条(22)啮合且在回缩时远离齿条(22)的齿块(25)，齿块(25)的伸缩受控于一电磁控制机构。

7.根据权利要求6所述的一种吸附、释放转动机构，其特征在于：电磁控制机构包括于固定臂(301)内壁向外凹陷的容置槽(24)、于容置槽(24)底部固定的电磁铁(26)以及两端与齿块(25)和电磁铁(26)固定的弹簧(27)，齿块(25)的伸缩受控于电磁铁(26)的得电或失电。

8.根据权利要求1所述的一种吸附、释放转动机构，其特征在于：吸附臂(3)设置有两个且对称设置于转动臂(2)的两侧，每个转动臂(2)上的吸附部(4)均通过同步气管(19)与转动臂(2)气密性连接。

9.根据权利要求1所述的一种吸附、释放转动机构，其特征在于：主气管(1901)远离第一分气管(1902)的一端设置有至少一根第二分气管(1903)，第二分气管(1903)与气压调节孔(201)气密性连接。

10.根据权利要求1所述的一种吸附、释放转动机构，其特征在于：吸附部(4)由弹性材料制成或吸附部(4)底部固定有弹性层，弹性层上均布有与吸附孔(401)对应的过气孔。

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