CN116040314B - 一种板材搬运机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，提供了一种板材搬运机械手，包括固定壳、抽真空组件、驱动部、第一吸附部、第二吸附部、第三吸附部和调节机构，所述第一吸附部包括第一直管，第二吸附部中的第一传动齿轮通过第二电动伸缩杆连接第二直管，第三吸附部中的二传动齿轮通过第三电动伸缩杆连接第三直管，第一直管、第二直管和第三直管的同一端均与抽真空组件连接，且以上三个直管表面均安装有若干个橡胶吸嘴，第一传动齿轮和第二传动齿轮均活动套设在第一直管表面，所述驱动部分布在第一传动齿轮和第二传动齿轮之间，且驱动部的两侧分别与第一传动齿轮和第二传动齿轮传动连接，具备适用范围广、实用性强和方便使用的特点。

Description

一种板材搬运机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体是涉及一种板材搬运机械手。

背景技术

机械手是自动化生产设备中的重要部件，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。

板材搬运时用到的机械手，一般都是真空吸附式机械手，利用真空吸嘴产生的吸附力将板材吸附固定，然后再完成所需的搬运动作，但并不是所有的板材表面都是光滑平整的，有些板材是弧形板，有些板材是类似于石棉瓦的波纹板，面对这些板材时，现有的机械手中的真空吸嘴无法与波纹板中的凹陷特征或弧形板的弧形表面紧密贴合，容易出现吸附力不足导致的板材掉落的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种板材搬运机械手，包括固定壳、抽真空组件、驱动部、第一吸附部、第二吸附部、第三吸附部和调节机构，所述固定壳安装在调节机构上方，所述驱动部和第一吸附部均安装在固定壳的同一侧，所述抽真空组件安装在固定壳的另一侧，所述第一吸附部包括第一直管；

所述第二吸附部包括第一传动齿轮、第二电动伸缩杆和第二直管，所述第二电动伸缩杆的一端固定连接在第一传动齿轮表面，第二电动伸缩杆的另一端与第二直管固定连接；

所述第三吸附部包括第二传动齿轮、第三电动伸缩杆和第三直管，所述第三电动伸缩杆的一端固定连接在第二传动齿轮表面，第三电动伸缩杆的另一端与第三直管固定连接；

所述第一直管、第二直管和第三直管的同一端均与抽真空组件连接，且以上三个直管表面均安装有若干个橡胶吸嘴；

所述第一传动齿轮和第二传动齿轮均活动套设在第一直管表面，所述驱动部分布在第一传动齿轮和第二传动齿轮之间，且驱动部的两侧分别与第一传动齿轮和第二传动齿轮传动连接。

作为本发明的进一步方案，所述驱动部包括第一电动伸缩杆和升降杆，所述第一电动伸缩杆下方与固定壳固定连接，第一电动伸缩杆上方与升降杆顶部固定连接，所述升降杆顶部的横截面为Z形，且Z形的升降杆两侧均设置有齿槽，所述第一传动齿轮和第二传动齿轮分别与升降杆两侧的齿槽啮合连接。

作为本发明的进一步方案，所述第二直管和第三直管关于第一直管的轴线中心对称，所述第二电动伸缩杆和第三电动伸缩杆的尺寸一致，所述第一直管、第二直管和第三直管的尺寸一致。

作为本发明的进一步方案，所述固定壳一侧固定连接有支架，所述第一直管的两端安装在支架下方，所述第一电动伸缩杆下方固定连接在支架上表面，所述支架上表面还固定连接有两个第一限位环，Z形的所述升降杆两侧分别滑动连接在两个第一限位环内。

作为本发明的进一步方案，所述第一直管表面固定套设有三个第二限位环，所述第一传动齿轮和第二传动齿轮分别位于相邻的两个所述第二限位环之间。

作为本发明的进一步方案，所述第二吸附部还包括第一凸台和第二凸台，所述第三吸附部还包括第三凸台和第四凸台，所述第一凸台和第三凸台分别固定安装在第一传动齿轮和第二传动齿轮靠近升降杆的一侧，所述第二凸台和第四凸台分别固定连接在第二直管和第三直管的上表面，所述第二电动伸缩杆的两端分别与第一凸台和第二凸台固定连接，所述第三电动伸缩杆的两端分别与第三凸台和第四凸台固定连接。

作为本发明的进一步方案，所述抽真空组件包括真空泵、导气管、四通接头和柔性管，所述真空泵通过导气管连接四通接头的一个接口，所述四通接头的另一个接口与第一直管连接，所述四通接头的另外两个接口分别通过柔性管连接第二直管和第三直管，所述真空泵固定安装在固定壳侧壁，所述固定壳下方开设有避让孔，所述柔性管位于避让孔内。

作为本发明的进一步方案，所述调节机构包括移动车体、水平调节部、液压升降杆和悬臂，所述移动车体上表面设置有水平调节部，所述液压升降杆下方固定连接在水平调节部表面，所述悬臂固定连接在液压升降杆上方，所述固定壳上方与悬臂固定连接。

综上本发明的有益效果是：（1）能够根据波纹板表面凹陷特征的位置调节第一直管、第二直管和第三直管的间距，从而使三个直管表面的若干个橡胶吸嘴能够与凹陷特征的表面吸附，增大了橡胶吸嘴与波纹板的实际接触面积，从而增强了橡胶吸嘴对波纹板的吸附力；

（2）当第一直管的橡胶吸嘴放置在弧形板的中间位置时，驱动部通过第一传动齿轮和第二传动齿轮能够根据弧形板的弧度调节第二直管和第三直管的角度，从而使橡胶吸嘴能够与弧形板贴合，从而增强了橡胶吸嘴对弧形板的吸附力，具备适用范围广、实用性强和方便使用的特点。

附图说明

图1为本发明实施例一种板材搬运机械手的立体图。

图2为本发明实施例一种板材搬运机械手的侧视图。

图3为本发明实施例一种板材搬运机械手的整体正视图。

图4为本发明实施例中驱动部的立体图。

图5为本发明实施例中第一吸附部的立体图。

图6为本发明实施例中第二吸附部的立体图。

图7为本发明实施例中第三吸附部的立体图。

图8为本发明实施例中第一吸附部、第二吸附部、第三吸附部和驱动部的装配图。

图9为本发明实施例一种板材搬运机械手搬运波纹板的示意图。

图10为本发明实施例一种板材搬运机械手搬运弧形板的示意图。

图11为本发明图10中a的局部放大图。

附图标记：1-固定壳、11-支架、12-避让孔、13-第一限位环、2-抽真空组件、21-真空泵、22-导气管、23-四通接头、24-柔性管、3-驱动部、31-第一电动伸缩杆、32-升降杆、33-齿槽、4-第一吸附部、41-第一直管、42-橡胶吸嘴、43-第二限位环、5-第二吸附部、51-第一传动齿轮、52-第一凸台、53-第二电动伸缩杆、54-第二直管、55-第二凸台、6-第三吸附部、61-第二传动齿轮、62-第三凸台、63-第三电动伸缩杆、64-第三直管、65-第四凸台、7-调节机构、71-移动车体、72-水平调节部、73-液压升降杆、74-悬臂、8-波纹板、81-凹陷特征、9-弧形板。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

请参阅图1至图8，本发明实施例提供的一种板材搬运机械手，包括固定壳1、抽真空组件2、驱动部3、第一吸附部4、第二吸附部5、第三吸附部6和调节机构7，所述固定壳1安装在调节机构7上方，所述驱动部3和第一吸附部4均安装在固定壳1的同一侧，所述抽真空组件2安装在固定壳1的另一侧，所述第一吸附部4包括第一直管41；

所述第二吸附部5包括第一传动齿轮51、第二电动伸缩杆53和第二直管54，所述第二电动伸缩杆53的一端固定连接在第一传动齿轮51表面，第二电动伸缩杆53的另一端与第二直管54固定连接；

所述第三吸附部6包括第二传动齿轮61、第三电动伸缩杆63和第三直管64，所述第三电动伸缩杆63的一端固定连接在第二传动齿轮61表面，第三电动伸缩杆63的另一端与第三直管64固定连接；

所述第一直管41、第二直管54和第三直管64的同一端均与抽真空组件2连接，且以上三个直管表面均安装有若干个橡胶吸嘴42；

所述第一传动齿轮51和第二传动齿轮61均活动套设在第一直管41表面，所述驱动部3分布在第一传动齿轮51和第二传动齿轮61之间，且驱动部3的两侧分别与第一传动齿轮51和第二传动齿轮61传动连接。

进一步的，所述第二直管54和第三直管64关于第一直管41的轴线中心对称，所述第二电动伸缩杆53和第三电动伸缩杆63的尺寸一致，所述第一直管41、第二直管54和第三直管64的尺寸一致。

进一步的，所述第一直管41表面固定套设有三个第二限位环43，所述第一传动齿轮51和第二传动齿轮61分别位于相邻的两个所述第二限位环43之间，三个第二限位环43能够防止第一传动齿轮51和第二传动齿轮61发生轴向位移。

进一步的，所述抽真空组件2包括真空泵21、导气管22、四通接头23和柔性管24，所述真空泵21通过导气管22连接四通接头23的一个接口，所述四通接头23的另一个接口与第一直管41连接，所述四通接头23的另外两个接口分别通过柔性管24连接第二直管54和第三直管64，所述真空泵21固定安装在固定壳1侧壁，所述固定壳1下方开设有避让孔12，所述柔性管24位于避让孔12内。

在本发明实施例中，真空泵21能够通过导气管22、四通接头23和柔性管24同时对第一直管41、第二直管54和第三直管64抽真空，第一直管41、第二直管54和第三直管64利用均匀分布在其表面的若干个橡胶吸嘴42吸附固定在板材表面，从而达到抓取板材的目的，最后利用调节机构7搬运板材。

请参阅图1至图11，本发明的一个实施例中，所述驱动部3包括第一电动伸缩杆31和升降杆32，所述第一电动伸缩杆31下方与固定壳1固定连接，第一电动伸缩杆31上方与升降杆32顶部固定连接，所述升降杆32顶部的横截面为Z形，且Z形的升降杆32两侧均设置有齿槽33，所述第一传动齿轮51和第二传动齿轮61分别与升降杆32两侧的齿槽33啮合连接。

进一步的，所述固定壳1一侧固定连接有支架11，所述第一直管41的两端安装在支架11下方，所述第一电动伸缩杆31下方固定连接在支架11上表面，所述支架11上表面还固定连接有两个第一限位环13，Z形的所述升降杆32两侧分别滑动连接在两个第一限位环13内，第一限位环13能够防止升降杆32发生偏移或晃动。

在本发明实施例中，由于升降杆32两侧的齿槽33是与第一传动齿轮51和第二传动齿轮61的不同侧的轮齿啮合的，因此根据齿轮传动原理，当Z形的升降杆32朝着某一方向移动时，升降杆32能够带动第一传动齿轮51和第二传动齿轮61朝着相反的方向旋转。

请参阅图1至图8，本发明的一个实施例中，所述第二吸附部5还包括第一凸台52和第二凸台55，所述第三吸附部6还包括第三凸台62和第四凸台65，所述第一凸台52和第三凸台62分别固定安装在第一传动齿轮51和第二传动齿轮61靠近升降杆32的一侧，所述第二凸台55和第四凸台65分别固定连接在第二直管54和第三直管64的上表面，所述第二电动伸缩杆53的两端分别与第一凸台52和第二凸台55固定连接，所述第三电动伸缩杆63的两端分别与第三凸台62和第四凸台65固定连接。

在本发明实施例中，第一凸台52和第三凸台62分别固定安装在第一传动齿轮51和第二传动齿轮61靠近升降杆32的一侧，目的是防止第一凸台52和第三凸台62在转动过程中出现彼此之间相互干涉或与周边部件干涉的情况，第二凸台55和第四凸台65分别固定连接在第二直管54和第三直管64的上表面，目的是防止第二凸台55和第四凸台65与板材干涉。

请参阅图1至图3，本发明的一个实施例中，所述调节机构7包括移动车体71、水平调节部72、液压升降杆73和悬臂74，所述移动车体71上表面设置有水平调节部72，所述液压升降杆73下方固定连接在水平调节部72表面，所述悬臂74固定连接在液压升降杆73上方，所述固定壳1上方与悬臂74固定连接。

在本发明实施例中，水平调节部72包括滑动平台以及水平安装的液压伸缩杆，所述液压升降杆73下方固定安装在滑动平台上方，液压伸缩杆一端固定安装在移动车体71表面，另一端与滑动平台固定连接，当水平调节部72还可使用其它的结构作为替代，此处不做限制，只要是能够调节机械手的水平位置即可，液压升降杆73则是用来调节机械手的高度，由于调节机构7在现有技术中较为常见，便不再进行赘述。

工作原理：当搬运表面平滑的板材时，直接将第一直管41、第二直管54和第三直管64表面的橡胶吸嘴42吸附在板材表面即可；

当搬运表面有凹陷特征81的波纹板8时，首先通过第二电动伸缩杆53和第三电动伸缩杆63分别带动第二直管54和第三直管64水平移动，用于根据凹陷特征81的位置调节第一直管41、第二直管54和第三直管64的间距，然后将第一直管41、第二直管54和第三直管64分别放置与之对应的凹陷特征81内，从而使三个直管表面的若干个橡胶吸嘴42能够与凹陷特征81的表面吸附，增大了橡胶吸嘴42与波纹板8的实际接触面积，从而增强了橡胶吸嘴42对波纹板8的吸附力；

当搬运表面弧形板9时，首先将第一直管41的橡胶吸嘴42放置在弧形板9的中间位置或靠近中间的位置，然后启动第一电动伸缩杆31带动升降杆32向下移动，移动的升降杆32利用两侧的齿槽33分别与第一传动齿轮51和第二传动齿轮61啮合的方式达到带动第二直管54和第三直管64以及第二电动伸缩杆53和第三电动伸缩杆63围绕第一直管41的轴线同时转动一定的角度，直至第二直管54和第三直管64的橡胶吸嘴42与弧形板9表面接触时停止，从而使橡胶吸嘴42能够与弧形板9贴合，此时第一直管41、第二直管54和第三直管64表面的橡胶吸嘴42可以将弧形板9表面吸附，从而增强了橡胶吸嘴42对弧形板9的吸附力，具备适用范围广、实用性强和方便使用的特点，当然，第二直管54和第三直管64在转动过程中，第二电动伸缩杆53和第三电动伸缩杆63还可分别带动第二直管54和第三直管64移动，以此来达到快速将第二直管54和第三直管64移动至弧形板9表面适当位置的目的。

调节机构7既能够根据以上不同形式的板材调节第一直管41、第二直管54和第三直管64的位置，还能够将被第一直管41、第二直管54和第三直管64表面的橡胶吸嘴42吸附后的板材搬运到其它位置，具体操作方式不做赘述。

相较于传统的机械手，本发明能够较好的适用于表面平滑的板材、表面有凹陷特征81的波纹板8以及弧形板9的抓取和搬运，具备适用范围广、实用性强和方便使用的特点。

对于本领域技术人员而言，虽然说明了本发明的几个实施方式以及实施例，但这些实施方式以及实施例是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等效的范围内。

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 (8)

1.一种板材搬运机械手，包括固定壳、抽真空组件、驱动部、第一吸附部、第二吸附部、第三吸附部和调节机构，其特征在于，所述固定壳安装在调节机构上方，所述驱动部和第一吸附部均安装在固定壳的同一侧，所述抽真空组件安装在固定壳的另一侧，所述第一吸附部包括第一直管；

所述第二吸附部包括第一传动齿轮、第二电动伸缩杆和第二直管，所述第二电动伸缩杆的一端固定连接在第一传动齿轮表面，第二电动伸缩杆的另一端与第二直管固定连接；

所述第三吸附部包括第二传动齿轮、第三电动伸缩杆和第三直管，所述第三电动伸缩杆的一端固定连接在第二传动齿轮表面，第三电动伸缩杆的另一端与第三直管固定连接；

所述第一直管、第二直管和第三直管的同一端均与抽真空组件连接，且以上三个直管表面均安装有若干个橡胶吸嘴；

所述第一传动齿轮和第二传动齿轮均活动套设在第一直管表面，所述驱动部分布在第一传动齿轮和第二传动齿轮之间，且驱动部的两侧分别与第一传动齿轮和第二传动齿轮传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种板材搬运机械手，其特征在于，所述驱动部包括第一电动伸缩杆和升降杆，所述第一电动伸缩杆下方与固定壳固定连接，第一电动伸缩杆上方与升降杆顶部固定连接，所述升降杆顶部的横截面为Z形，且Z形的升降杆两侧均设置有齿槽，所述第一传动齿轮和第二传动齿轮分别与升降杆两侧的齿槽啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种板材搬运机械手，其特征在于，所述第二直管和第三直管关于第一直管的轴线中心对称，所述第二电动伸缩杆和第三电动伸缩杆的尺寸一致，所述第一直管、第二直管和第三直管的尺寸一致。

4.根据权利要求3所述的一种板材搬运机械手，其特征在于，所述固定壳一侧固定连接有支架，所述第一直管的两端安装在支架下方，所述第一电动伸缩杆下方固定连接在支架上表面，所述支架上表面还固定连接有两个第一限位环，Z形的所述升降杆两侧分别滑动连接在两个第一限位环内。

5.根据权利要求4所述的一种板材搬运机械手，其特征在于，所述第一直管表面固定套设有三个第二限位环，所述第一传动齿轮和第二传动齿轮分别位于相邻的两个所述第二限位环之间。

6.根据权利要求5所述的一种板材搬运机械手，其特征在于，所述第二吸附部还包括第一凸台和第二凸台，所述第三吸附部还包括第三凸台和第四凸台，所述第一凸台和第三凸台分别固定安装在第一传动齿轮和第二传动齿轮靠近升降杆的一侧，所述第二凸台和第四凸台分别固定连接在第二直管和第三直管的上表面，所述第二电动伸缩杆的两端分别与第一凸台和第二凸台固定连接，所述第三电动伸缩杆的两端分别与第三凸台和第四凸台固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种板材搬运机械手，其特征在于，所述抽真空组件包括真空泵、导气管、四通接头和柔性管，所述真空泵通过导气管连接四通接头的一个接口，所述四通接头的另一个接口与第一直管连接，所述四通接头的另外两个接口分别通过柔性管连接第二直管和第三直管，所述真空泵固定安装在固定壳侧壁，所述固定壳下方开设有避让孔，所述柔性管位于避让孔内。

8.根据权利要求1所述的一种板材搬运机械手，其特征在于，所述调节机构包括移动车体、水平调节部、液压升降杆和悬臂，所述移动车体上表面设置有水平调节部，所述液压升降杆下方固定连接在水平调节部表面，所述悬臂固定连接在液压升降杆上方，所述固定壳上方与悬臂固定连接。

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