CN115781749B - 一种数控机床用的智能机械手 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械手技术领域，尤其是数控机床用的智能机械手，包括控制箱和两个夹持爪，两个所述夹持爪上均设有夹持组件，且夹持组件包括嵌入柱和夹持架，所述夹持爪的外壁开有嵌入槽，且嵌入槽的内壁开有两个滑动槽，两个滑动槽的内壁均滑动连接有连接滑块，嵌入柱固定连接于两个连接滑块的外壁。本发明通过设置有承压板、检测框和称重传感器，在进行金属的夹持时，三号液压缸带动夹持爪进行移动的过程中，当嵌入柱移动至最里端后，金属与承压板之间的挤压力通过称重传感器进行实时反映，从而确保金属夹持过程中受到的挤压力属于可控范围，避免过度挤压造成金属直接形变，进一步的对金属起到保护的作用。

Description

一种数控机床用的智能机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种数控机床用的智能机械手。

背景技术

机械手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；机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门；金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质；金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关；在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在；金属矿物多数是氧化物及硫化物；其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐；金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属延展性良好的原因；金属元素在化合物中通常只显正价；相对原子质量较大的被称为重金属。

现有的数控机床加工中，多需要对金属加工，需要通过夹持型机械手对金属进行夹持，现有的夹持型机械手在进行金属的夹持时，一般都是通过控制组件带动夹持爪对金属进行夹持，夹持的过程中，夹持爪的抓合力容易造成金属的形变或者损伤，同时，夹持的金属重量过大时，单一的夹持爪的抓合力需要调节至最大，这将造成金属的形变或者损伤增加，导致该夹持型机械手的使用价值较低，因此，为了提高夹持型机械手的夹持效果和降低金属的形变和损伤程度，需要在夹持型机械手上增加多重夹持方式，从而提高夹持效果，受力分摊，降低金属形变和损伤程度。

发明内容

本发明提出的数控机床用的智能机械手，包括控制箱和两个夹持爪，两个所述夹持爪上均设有夹持组件，且夹持组件包括嵌入柱和夹持架，所述夹持爪的外壁开有嵌入槽，且嵌入槽的内壁开有两个滑动槽，两个滑动槽的内壁均滑动连接有连接滑块，嵌入柱固定连接于两个连接滑块的外壁，所述夹持架通过铰链连接于嵌入柱的外壁，且夹持架靠近嵌入柱的外壁等距离固定连接有复位弹簧，复位弹簧的另一端固定连接于嵌入柱的外壁，所述夹持架的外壁固定连接有中间板，且中间板的两侧外壁均通过合页连接有挤压弧板，两个挤压弧板的外壁均等距离固定连接有摩擦齿，两个所述挤压弧板靠近夹持架的外壁均等距离固定连接有挤压弹簧，且挤压弹簧的另一端固定连接于夹持架的外壁。

作为本发明进一步的方案，所述嵌入柱的外壁固定连接有检测框，且检测框的内壁固定连接有称重传感器，称重传感器的外壁设有承压板，承压板卡接于检测框的内部，承压板的外壁设有橡胶垫。

作为本发明进一步的方案，所述控制箱的内壁固定连接有调节轨，且调节轨的内壁滑动连接有两个调节滑块，夹持爪固定连接于调节滑块的外壁，控制箱靠近两个调节滑块的内壁均固定连接有三号液压缸，三号液压缸的输出端固定连接于调节滑块的外壁。

作为本发明进一步的方案，所述控制箱靠近下方的外壁开有穿孔，且控制箱位于穿孔上方和下方处均固定连接有轴架，每相对应的两个轴架的相对一侧外壁通过轴承连接有多个滑动柱。

作为本发明进一步的方案，两个所述夹持爪的相对一侧外壁均设有填充限位组件，且两个夹持爪的相背一侧外壁均设有防掉落组件。

作为本发明进一步的方案，所述填充限位组件包括填充气囊和挤压辊，且填充气囊设于夹持爪的内侧，夹持爪位于填充气囊上方的内侧固定连接有贴合板。

作为本发明进一步的方案，所述贴合板的外壁等距离设有伸缩杆，且多个伸缩杆的另一端固定连接有同一个固定架，固定架的相对一侧内壁等距离通过轴承连接有连接轴，挤压辊固定连接于每个连接轴的外壁，挤压辊的外壁环形分布有阻力片，阻力片呈上扬构造。

作为本发明进一步的方案，所述固定架的两侧外壁均固定连接有安装板，且安装板远离填充气囊的外壁等距离设有电磁铁，安装板的另一侧外壁固定连接有微型电箱。

作为本发明进一步的方案，所述防掉落组件包括多个抵触叶片，且夹持爪的外壁固定连接有外架，外架的外壁固定连接有气缸，气缸的输出端固定连接有下压板，下压板的外壁固定连接有一号液压缸，一号液压缸的输出端固定连接有移动架，移动架的外壁固定连接有两个安装架，两个安装架的相对一侧外壁通过轴承连接有同一个转动轴，抵触叶片环形分布于转动轴的外壁。

作为本发明进一步的方案，所述移动架的另一侧外壁固定连接有连接架，且连接架面向抵触叶片的外壁固定连接有二号液压缸，二号液压缸的输出端固定连接有卡板。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置有夹持组件，在进行金属夹持时，将金属放置于夹持组件之间，继而调节三号液压缸带动夹持爪对金属进行夹持，夹持的过程中，金属与橡胶垫接触，橡胶垫的安装降低金属受到的挤压损坏，随着夹持爪的推动，橡胶垫被挤压形变，从而使得金属对承压板进行挤压，嵌入柱向夹持爪上的内部移动，移动的过程中，夹持架被动向夹持爪内侧移动，夹持架的外壁慢慢的与夹持爪的内部贴合，从而使得夹持架上的挤压弧板与金属的外壁慢慢接触，接触的过程中，挤压弹簧被压缩，挤压弹簧的反作用力带动挤压弧板与金属的外壁密切贴合，通过摩擦齿增加接触点的紧密性，从而将单一的夹持爪夹持改成夹持爪和夹持架双重夹持，增加夹持的牢固性，夹持爪和夹持架从不同的角度上对金属进行夹持，使得金属受力分摊，降低对其造成的形变和损伤，从而提高该夹持型机械手的使用价值。

2、通过设置有承压板、检测框和称重传感器，在进行金属的夹持时，三号液压缸带动夹持爪进行移动的过程中，当嵌入柱移动至最里端后，金属与承压板之间的挤压力通过称重传感器进行实时反映，从而确保金属夹持过程中受到的挤压力属于可控范围，避免过度挤压造成金属直接形变，进一步的对金属起到保护的作用。

3、通过设置有防掉落组件，在通过夹持组件对金属进行夹持后，调节气缸将抵触叶片移动至夹持组件下方的平面中，继而调节一号液压缸带动抵触叶片移动至金属的下方，使得抵触叶片与金属的底端接触，接着调节二号液压缸带动卡板卡入相邻的两个抵触叶片之间，从而实现抵触叶片的限定，在出现金属掉落的情况时，则金属与抵触叶片之间产生重力挤压，抵触叶片出现短暂的旋转，从而对重力起到一个卸载的效果，抵触叶片对金属起到一个支撑的作用，确保金属夹持过程中的安全性，同时，当单个抵触叶片出现损伤时，则其他位置的抵触叶片将会翻转至损坏的抵触叶片处，起到一个衔接的作用，确保该防掉落组件可以正常工作。

4、通过设置有填充限位组件，进行金属的夹持时，金属的上方对填充限位组件进行挤压，则填充气囊被压缩，固定架上的伸缩杆被压缩，填充气囊的反作用力带动固定架上的挤压辊对金属的上方进行挤压，从而进一步提高金属夹持的牢固性，挤压辊上均匀分布有上扬的阻力片，对金属起到一个防下滑的作用，金属夹持完成后，电磁铁通电，通过多个电磁铁对金属产生较大的吸附力，更进一步提高金属夹持后移动的牢固性，从而提高该夹持型机械手的使用价值。

附图说明

图1为本发明提出的数控机床用的智能机械手的整体结构示意图；

图2为本发明提出的数控机床用的智能机械手的整体结构仰视图；

图3为本发明提出的数控机床用的智能机械手的夹持组件示意图；

图4为图3的整体结构剖视图；

图5为本发明提出的数控机床用的智能机械手的防掉落组件示意图；

图6为本发明提出的数控机床用的智能机械手的填充限位组件示意图；

图7为图6的整体结构俯视图；

图8为本发明提出的数控机床用的智能机械手的控制箱结构剖视图。

图中：1、控制箱；2、轴架；3、填充气囊；4、外架；5、一号液压缸；6、抵触叶片；7、检测框；8、下压板；9、气缸；10、夹持爪；11、安装架；12、滑动柱；13、移动架；14、嵌入柱；15、夹持架；16、橡胶垫；17、挤压弹簧；18、挤压弧板；19、中间板；20、滑动槽；21、连接滑块；22、承压板；23、称重传感器；24、摩擦齿；25、复位弹簧；26、转动轴；27、卡板；28、二号液压缸；29、连接架；30、贴合板；31、伸缩杆；32、固定架；33、连接轴；34、电磁铁；35、挤压辊；36、阻力片；37、安装板；38、微型电箱；39、调节轨；40、调节滑块；41、三号液压缸。

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。

参照图1-8，数控机床用的智能机械手，包括控制箱1和两个夹持爪10，两个夹持爪10上均设有夹持组件，且夹持组件包括嵌入柱14和夹持架15，夹持爪10的外壁开有嵌入槽，且嵌入槽的内壁开有两个滑动槽20，两个滑动槽20的内壁均滑动连接有连接滑块21，嵌入柱14固定连接于两个连接滑块21的外壁，夹持架15通过铰链连接于嵌入柱14的外壁，且夹持架15靠近嵌入柱14的外壁等距离固定连接有复位弹簧25，复位弹簧25的另一端固定连接于嵌入柱14的外壁，夹持架15的外壁固定连接有中间板19，且中间板19的两侧外壁均通过合页连接有挤压弧板18，两个挤压弧板18的外壁均等距离固定连接有摩擦齿24，两个挤压弧板18靠近夹持架15的外壁均等距离固定连接有挤压弹簧17，且挤压弹簧17的另一端固定连接于夹持架15的外壁。

通过设置有夹持组件，在进行金属夹持时，将金属放置于夹持组件之间，继而调节三号液压缸41带动夹持爪10对金属进行夹持，夹持的过程中，金属与橡胶垫16接触，橡胶垫16的安装降低金属受到的挤压损坏，随着夹持爪10的推动，橡胶垫16被挤压形变，从而使得金属对承压板22进行挤压，嵌入柱14向夹持爪10上的内部移动，移动的过程中，夹持架15被动向夹持爪10内侧移动，夹持架15的外壁慢慢的与夹持爪10的内部贴合，从而使得夹持架15上的挤压弧板18与金属的外壁慢慢接触，接触的过程中，挤压弹簧17被压缩，挤压弹簧17的反作用力带动挤压弧板18与金属的外壁密切贴合，通过摩擦齿24增加接触点的紧密性，从而将单一的夹持爪10夹持改成夹持爪10和夹持架15双重夹持，增加夹持的牢固性，夹持爪10和夹持架15从不同的角度上对金属进行夹持，使得金属受力分摊，降低对其造成的形变和损伤，从而提高该夹持型机械手的使用价值

参照图3和图4，嵌入柱14的外壁固定连接有检测框7，且检测框7的内壁固定连接有称重传感器23，称重传感器23的外壁设有承压板22，承压板22卡接于检测框7的内部，承压板22的外壁设有橡胶垫16，通过设置有承压板22、检测框7和称重传感器23，在进行金属的夹持时，三号液压缸41带动夹持爪10进行移动的过程中，当嵌入柱14移动至最里端后，金属与承压板22之间的挤压力通过称重传感器23进行实时反映，从而确保金属夹持过程中受到的挤压力属于可控范围，避免过度挤压造成金属直接形变，进一步的对金属起到保护的作用。

参照图1和图8，控制箱1的内壁固定连接有调节轨39，且调节轨39的内壁滑动连接有两个调节滑块40，夹持爪10固定连接于调节滑块40的外壁，控制箱1靠近两个调节滑块40的内壁均固定连接有三号液压缸41，三号液压缸41的输出端固定连接于调节滑块40的外壁。

本发明中，控制箱1靠近下方的外壁开有穿孔，且控制箱1位于穿孔上方和下方处均固定连接有轴架2，每相对应的两个轴架2的相对一侧外壁通过轴承连接有多个滑动柱12。

参照图5-7，两个夹持爪10的相对一侧外壁均设有填充限位组件，且两个夹持爪10的相背一侧外壁均设有防掉落组件。

参照图6和图7，填充限位组件包括填充气囊3和挤压辊35，且填充气囊3设于夹持爪10的内侧，夹持爪10位于填充气囊3上方的内侧固定连接有贴合板30。

本发明中，贴合板30的外壁等距离设有伸缩杆31，且多个伸缩杆31的另一端固定连接有同一个固定架32，固定架32的相对一侧内壁等距离通过轴承连接有连接轴33，挤压辊35固定连接于每个连接轴33的外壁，挤压辊35的外壁环形分布有阻力片36，阻力片36呈上扬构造。

本发明中，固定架32的两侧外壁均固定连接有安装板37，且安装板37远离填充气囊3的外壁等距离设有电磁铁34，安装板37的另一侧外壁固定连接有微型电箱38，通过设置有填充限位组件，进行金属的夹持时，金属的上方对填充限位组件进行挤压，则填充气囊3被压缩，固定架32上的伸缩杆31被压缩，填充气囊3的反作用力带动固定架32上的挤压辊35对金属的上方进行挤压，从而进一步提高金属夹持的牢固性，挤压辊35上均匀分布有上扬的阻力片36，对金属起到一个防下滑的作用，金属夹持完成后，电磁铁34通电，通过多个电磁铁34对金属产生较大的吸附力，更进一步提高金属夹持后移动的牢固性，从而提高该夹持型机械手的使用价值。

参照图5，防掉落组件包括多个抵触叶片6，且夹持爪10的外壁固定连接有外架4，外架4的外壁固定连接有气缸9，气缸9的输出端固定连接有下压板8，下压板8的外壁固定连接有一号液压缸5，一号液压缸5的输出端固定连接有移动架13，移动架13的外壁固定连接有两个安装架11，两个安装架11的相对一侧外壁通过轴承连接有同一个转动轴26，抵触叶片6环形分布于转动轴26的外壁。

本发明中，移动架13的另一侧外壁固定连接有连接架29，且连接架29面向抵触叶片6的外壁固定连接有二号液压缸28，二号液压缸28的输出端固定连接有卡板27，通过设置有防掉落组件，在通过夹持组件对金属进行夹持后，调节气缸9将抵触叶片6移动至夹持组件下方的平面中，继而调节一号液压缸5带动抵触叶片6移动至金属的下方，使得抵触叶片6与金属的底端接触，接着调节二号液压缸28带动卡板27卡入相邻的两个抵触叶片6之间，从而实现抵触叶片6的限定，在出现金属掉落的情况时，则金属与抵触叶片6之间产生重力挤压，抵触叶片6出现短暂的旋转，从而对重力起到一个卸载的效果，抵触叶片6对金属起到一个支撑的作用，确保金属夹持过程中的安全性，同时，当单个抵触叶片6出现损伤时，则其他位置的抵触叶片6将会翻转至损坏的抵触叶片6处，起到一个衔接的作用，确保该防掉落组件可以正常工作。

使用时，在进行金属夹持时，将金属放置于夹持组件之间，继而调节三号液压缸41带动夹持爪10对金属进行夹持，调节的过程中，嵌入柱14向夹持爪10上的内部移动，移动的过程中，夹持架15被动向夹持爪10内侧移动，夹持架15的外壁慢慢的与夹持爪10的内部贴合，从而使得夹持架15上的挤压弧板18与金属的外壁慢慢接触，接触的过程中，挤压弹簧17被压缩，挤压弹簧17的反作用力带动挤压弧板18与金属的外壁密切贴合，三号液压缸41带动夹持爪10进行移动的过程中，当嵌入柱14移动至最里端后，金属与承压板22之间的挤压力通过称重传感器23进行实时反映，夹持进行的过程中，金属的上方对填充限位组件进行挤压，则填充气囊3被压缩，固定架32上的伸缩杆31被压缩，填充气囊3的反作用力带动固定架32上的挤压辊35对金属的上方进行挤压，电磁铁34通电，通过多个电磁铁34对金属产生较大的吸附力，更进一步提高金属夹持后移动的牢固性，金属的上端限定后，调节气缸9将抵触叶片6移动至夹持组件下方的平面中，继而调节一号液压缸5带动抵触叶片6移动至金属的下方，使得抵触叶片6与金属的底端接触，接着调节二号液压缸28带动卡板27卡入相邻的两个抵触叶片6之间，从而实现抵触叶片6的限定，金属完全夹持后，机械手带动其进行移动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.数控机床用的智能机械手，包括控制箱(1)和两个夹持爪(10)，其特征在于，两个所述夹持爪(10)上均设有夹持组件，且夹持组件包括嵌入柱(14)和夹持架(15)，所述夹持爪(10)的外壁开有嵌入槽，且嵌入槽的内壁开有两个滑动槽(20)，两个滑动槽(20)的内壁均滑动连接有连接滑块(21)，嵌入柱(14)固定连接于两个连接滑块(21)的外壁，所述夹持架(15)通过铰链连接于嵌入柱(14)的外壁，且夹持架(15)靠近嵌入柱(14)的外壁等距离固定连接有复位弹簧(25)，复位弹簧(25)的另一端固定连接于嵌入柱(14)的外壁，所述夹持架(15)的外壁固定连接有中间板(19)，且中间板(19)的两侧外壁均通过合页连接有挤压弧板(18)，两个挤压弧板(18)的外壁均等距离固定连接有摩擦齿(24)，两个所述挤压弧板(18)靠近夹持架(15)的外壁均等距离固定连接有挤压弹簧(17)，且挤压弹簧(17)的另一端固定连接于夹持架(15)的外壁。

2.根据权利要求1所述的数控机床用的智能机械手，其特征在于，所述嵌入柱(14)的外壁固定连接有检测框(7)，且检测框(7)的内壁固定连接有称重传感器(23)，称重传感器(23)的外壁设有承压板(22)，承压板(22)卡接于检测框(7)的内部，承压板(22)的外壁设有橡胶垫(16)。

3.根据权利要求1所述的数控机床用的智能机械手，其特征在于，所述控制箱(1)的内壁固定连接有调节轨(39)，且调节轨(39)的内壁滑动连接有两个调节滑块(40)，夹持爪(10)固定连接于调节滑块(40)的外壁，控制箱(1)靠近两个调节滑块(40)的内壁均固定连接有三号液压缸(41)，三号液压缸(41)的输出端固定连接于调节滑块(40)的外壁。

4.根据权利要求3所述的数控机床用的智能机械手，其特征在于，所述控制箱(1)靠近下方的外壁开有穿孔，且控制箱(1)位于穿孔上方和下方处均固定连接有轴架(2)，每相对应的两个轴架(2)的相对一侧外壁通过轴承连接有多个滑动柱(12)。

5.根据权利要求1所述的数控机床用的智能机械手，其特征在于，两个所述夹持爪(10)的相对一侧外壁均设有填充限位组件，且两个夹持爪(10)的相背一侧外壁均设有防掉落组件。

6.根据权利要求5所述的数控机床用的智能机械手，其特征在于，所述填充限位组件包括填充气囊(3)和挤压辊(35)，且填充气囊(3)设于夹持爪(10)的内侧，夹持爪(10)位于填充气囊(3)上方的内侧固定连接有贴合板(30)。

7.根据权利要求6所述的数控机床用的智能机械手，其特征在于，所述贴合板(30)的外壁等距离设有伸缩杆(31)，且多个伸缩杆(31)的另一端固定连接有同一个固定架(32)，固定架(32)的相对一侧内壁等距离通过轴承连接有连接轴(33)，挤压辊(35)固定连接于每个连接轴(33)的外壁，挤压辊(35)的外壁环形分布有阻力片(36)，阻力片(36)呈上扬构造。

8.根据权利要求7所述的数控机床用的智能机械手，其特征在于，所述固定架(32)的两侧外壁均固定连接有安装板(37)，且安装板(37)远离填充气囊(3)的外壁等距离设有电磁铁(34)，安装板(37)的另一侧外壁固定连接有微型电箱(38)。

9.根据权利要求5所述的数控机床用的智能机械手，其特征在于，所述防掉落组件包括多个抵触叶片(6)，且夹持爪(10)的外壁固定连接有外架(4)，外架(4)的外壁固定连接有气缸(9)，气缸(9)的输出端固定连接有下压板(8)，下压板(8)的外壁固定连接有一号液压缸(5)，一号液压缸(5)的输出端固定连接有移动架(13)，移动架(13)的外壁固定连接有两个安装架(11)，两个安装架(11)的相对一侧外壁通过轴承连接有同一个转动轴(26)，抵触叶片(6)环形分布于转动轴(26)的外壁。

10.根据权利要求9所述的数控机床用的智能机械手，其特征在于，所述移动架(13)的另一侧外壁固定连接有连接架(29)，且连接架(29)面向抵触叶片(6)的外壁固定连接有二号液压缸(28)，二号液压缸(28)的输出端固定连接有卡板(27)。

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