CN116276932B - 一种翻转机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翻转机械手，属于机械夹具技术领域，包括机械臂组件、悬架、夹料盘和气针组件，机械臂组件固定布设于地面上，悬架固定装配于机械臂组件上，悬架两边装配有轴杆，夹料盘转动套设于轴杆上，夹料盘上周向布设有若干个通槽，气针组件包括活动座、套筒和气芯，活动座滑动布设于通槽中，活动座中固定装配有套筒，套筒中滑动装配有气芯，本发明通过在悬架上转动装配有两组夹料盘，且所述夹料盘上活动装配有若干个套筒和气芯，能够在气力夹持工件的同时，通过贴合工件表面实现取形功能，可适配各种异形件的翻转，同时配合套筒的滑动爪型结构，可进一步增强夹持的稳定性与精度。

Description

一种翻转机械手

技术领域

本发明属于机械夹具技术领域，具体是涉及一种翻转机械手。

背景技术

工业机械手通常由底座和执行机构构成，如夹钳、吸盘以及它们之间的关节和连杆共同组成，机械手能够在其活动范围内，实现任意运动和转向，气动机械手涉及到的气路元件主要有摆动气缸、双联气缸、笔型气缸和气源处理组件等。

目前市面上现有的翻转机械手通常都是搭配气缸夹爪进行物料的夹取，但常规气缸夹爪只能适用于标准件的定位夹持，对于异形件以及不同种类工件的夹持稳定性较差，很容易发生松脱造成工件掉落，存在安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种翻转机械手，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种翻转机械手，包括机械臂组件，所述机械臂组件固定布设于地面上，且与悬架组件装配相接，用于驱动悬架组件的运动；

悬架组件，所述悬架组件包括悬架和轴杆，所述悬架呈C型设置且固定装配于机械臂组件上，所述悬架的两C型边上均固定装配有轴杆；

夹料盘组件，所述夹料盘组件包括夹料盘、通槽和导杆，所述夹料盘转动套设于轴杆上，且所述夹料盘上周向布设有若干个通槽，所述通槽中固定装配有导杆；

气针组件，所述气针组件包括活动座、套筒和气芯，若干个所述的活动座层叠布设于通槽中，且所述活动座两端还布设有限位孔，所述限位孔与所述导杆滑动相接，用于限制所述活动座的运动轨迹，所述活动座中固定装配有套筒，所述套筒中滑动装配有气芯；以及

气动组件，所述气动组件装配于轴杆一端，且与若干个所述的套筒相连通，用于气力驱动所述气芯的滑动。

作为本发明进一步的方案，所述机械臂组件包括主机座、主旋架、定支架、第一驱动臂、第二驱动臂、副旋架和旋转机轴，所述主机座上转动装配有主旋架，所述主旋架顶部固定布设有定支架且所述定支架上转动装配有第一驱动臂和第二驱动臂，所述第一驱动臂和第二驱动臂平行布设且末端均活动连接于动支架上，所述动支架一侧转动装配有副旋架，所述副旋架上固定布设有旋转机轴。

作为本发明进一步的方案，所述机械臂组件还包括液压缸和配重块，所述液压缸一端活动装配于主旋架上，另一端转动装配于第一驱动臂上，用于驱动所述第一驱动臂的旋转，所述配重块固定装配于第一驱动臂末端。

作为本发明进一步的方案，所述悬架组件还包括从动轴、传动轮、驱动轮和驱动器，所述从动轴转动装配于悬架上，其上布设有两个传动轮和一个驱动轮，所述传动轮上连接有传动件，且所述悬架上还固定装配有驱动器，所述驱动器一端连接有驱动盘，所述驱动盘通过驱动件与所述驱动轮活动相接。

作为本发明进一步的方案，所述夹料盘组件还包括从动盘，所述从动盘固定装配于轴杆上，且其上周向布设有若干个限位槽，所述限位槽套设于套筒上，且所述从动盘的外径端还布设有外齿环，所述外齿环与所述传动轮之间通过传动件活动相接。

作为本发明进一步的方案，所述气针组件还包括侧气腔和顶针，所述侧气腔固定布设于套筒一端且与所述套筒相连通，所述侧气腔上滑动插设有若干个顶针，且所述顶针均朝向夹料盘的外径端一侧设置。

作为本发明进一步的方案，所述气动组件包括导气环、导气杆、软管、旋转密封座和导气管，所述导气环转动套设于轴杆上，其上周向布设有若干个导气杆，且所述导气杆通过软管与若干个所述的套筒相连通，所述导气环一侧还布设有旋转密封座，所述旋转密封座固定装配于轴杆上，且与所述导气环转动密封相接，所述旋转密封座一侧连通有导气管。

综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明通过在悬架上转动装配有两组夹料盘，且所述夹料盘上活动装配有若干个套筒和气芯，能够在气力夹持工件的同时，通过贴合工件表面实现取形功能，可适配各种异形件的翻转，同时配合套筒的滑动爪型结构，可进一步增强夹持的稳定性与精度。

附图说明

图1为本发明的一种实施例中提供的翻转机械手的立体示意图。

图2为本发明的一种实施例中提供的翻转机械手的结构示意图。

图3为本发明的一种实施例中提供的翻转机械手中悬架组件的结构示意图。

图4为本发明的一种实施例中提供的翻转机械手中夹料盘组件的结构示意图。

图5为本发明的一种实施例中提供的翻转机械手中气针组件的结构示意图。

图6为本发明的一种实施例中提供的翻转机械手中气动组件的结构示意图。

附图标记：1-机械臂组件、101-主机座、102-主旋架、103-定支架、104-第一驱动臂、105-第二驱动臂、106-液压缸、107-配重块、108-动支架、109-副旋架、110-旋转机轴、2-悬架组件、201-悬架、202-轴杆、203-从动轴、204-传动轮、205-传动件、206-驱动轮、207-驱动器、208-驱动盘、209-驱动件、3-夹料盘组件、301-夹料盘、302-通槽、303-导杆、304-从动盘、305-限位槽、306-外齿环、4-气针组件、401-活动座、402-限位孔、403-套筒、404-气芯、405-侧气腔、406-顶针、5-气动组件、501-导气环、502-导气杆、503-软管、504-旋转密封座、505-导气管。

具体实施方式

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

请参阅图1-图6，本发明的一种实施例中的翻转机械手，包括机械臂组件1，所述机械臂组件1固定布设于地面上，且与悬架组件2装配相接，用于驱动悬架组件2的运动；悬架组件2，所述悬架组件2包括悬架201和轴杆202，所述悬架201呈C型设置且固定装配于机械臂组件1上，所述悬架201的两C型边上均固定装配有轴杆202；夹料盘组件3，所述夹料盘组件3包括夹料盘301、通槽302和导杆303，所述夹料盘301转动套设于轴杆202上，且所述夹料盘301上周向布设有若干个通槽302，所述通槽302中固定装配有导杆303；气针组件4，所述气针组件4包括活动座401、套筒403和气芯404，若干个所述的活动座401层叠布设于通槽302中，且所述活动座401两端还布设有限位孔402，所述限位孔402与所述导杆303滑动相接，用于限制所述活动座401的运动轨迹，所述活动座401中固定装配有套筒403，所述套筒403中滑动装配有气芯404；以及气动组件5，所述气动组件5装配于轴杆202一端，且与若干个所述的套筒403相连通，用于气力驱动所述气芯404的滑动。

本实施例在实际应用时，当使用该翻转机械手进行物料的转运时，该翻转机械手中所述机械臂组件1固定装配于地面上，用于装载其上的悬架201在空间坐标中自由运动，所述悬架201主体呈C型结构，且C口朝向地面一侧设置，C型边的两端均固定连接有轴杆202，所述轴杆202上转动套设有夹料盘301，且所述夹料盘301内的通槽302中滑动装配有若干个活动座401，若干个所述的活动座401之间通过弹性件活动相接，当需要对两组夹料盘301之间的工件进行夹持翻转时，通过装配于轴杆202一端的气动组件5可向若干个套筒403中通入高压气体，以使气芯404在压强作用下由套筒403中滑动顶出，并使其端部压接于工件表面，并且在这一过程中，所述一端夹料盘301上的若干个气芯404可同时压接于工件的一侧表面上，并在工件的外轮廓线上构成包围结构，使得该机械手可灵活贴合异形件的同时，还具有优良的夹持性能，通过旋转装配于轴杆202上的夹料盘301，可整体带动工件旋转至所需角度，从而完成工件的翻转动作。

在本实施例中的一种情况中，所述气动组件5默认通过气动电磁阀控制气力输出，且默认处于非工况状态时，所述套筒403内部为负压状态，以使气芯404滑动收缩于套筒403中，此时两组夹料盘301之间的间隙为固定值，可用于放置待翻转的工件，在气力夹持工件的过程中，可通过加装气体压强传感器监测管路内的气体压强，当气芯404压接于工件表面停止运动时，由于气芯404的活动行程受限，当压强上升至阈值范围时，可切断电磁阀的气动输入，使管内的压强处于稳定状态，以保持夹持动作的稳定性。

请参阅图2，本发明的一种优选实施例中，所述机械臂组件1包括主机座101、主旋架102、定支架103、第一驱动臂104、第二驱动臂105、副旋架109和旋转机轴110，所述主机座101上转动装配有主旋架102，所述主旋架102顶部固定布设有定支架103且所述定支架103上转动装配有第一驱动臂104和第二驱动臂105，所述第一驱动臂104和第二驱动臂105平行布设且末端均活动连接于动支架108上，所述动支架108一侧转动装配有副旋架109，所述副旋架109上固定布设有旋转机轴110。

本实施例在实际应用时，所述主旋架102可在主机座101上水平转动，构成机械手的第一旋转自由度，所述第一驱动臂104和第二驱动臂105相互平行且转动装配于定支架103上，可带动其末端的动支架108绕定支架103进行转动，构成机械手的第二旋转自由度，所述副旋架109转动装配于动支架108上，构成机械手的第三旋转自由度，所述悬架201固定装配于旋转机轴110上，构成机械手的第四旋转自由度，从而利用多级转动结构实现机械手在空间坐标中的自由移动。

在本实施例中的一种情况中，所述机械臂组件1还包括液压缸106和配重块107，所述液压缸106一端活动装配于主旋架102上，另一端转动装配于第一驱动臂104上，用于驱动所述第一驱动臂104的旋转，所述配重块107固定装配于第一驱动臂104末端，所述液压缸106与所述第一驱动臂104活动相接，可控制所述第一驱动臂104的旋转倾角，从而调节悬架201的升降高度，所述配重块107可作为短力臂的配重单元使用，用以减少液压缸106的负载。

请参阅图3，在本实施例中的一种优选实施例中，所述悬架组件2还包括从动轴203、传动轮204、驱动轮206和驱动器207，所述从动轴203转动装配于悬架201上，其上布设有两个传动轮204和一个驱动轮206，所述传动轮204上连接有传动件205，且所述悬架201上还固定装配有驱动器207，所述驱动器207一端连接有驱动盘208，所述驱动盘208通过驱动件209与所述驱动轮206活动相接。

本实施例在实际应用时，所述驱动器207固定装配于悬架201一端，在启动状态下可通过其一端的驱动盘208和驱动件209带动所述驱动轮206转动，且驱动轮206可同步带动从动轴203旋转，以使装配于从动轴203上的两个传动轮204跟随其转动，传动轮204上连接的传动件205可带动两组所述的夹料盘301在两组轴杆202上同向旋转。

在本实施例中的一种情况中，所述传动件205和驱动盘208可采用同步带或链条进行驱动，具体配置需要根据实际工件的负载质量进行调整，此处不做具体限定。

请参阅图4，本发明的一种优选实施例中，所述夹料盘组件3还包括从动盘304，所述从动盘304固定装配于轴杆202上，且其上周向布设有若干个限位槽305，所述限位槽305套设于套筒403上，且所述从动盘304的外径端还布设有外齿环306，所述外齿环306与所述传动轮204之间通过传动件205活动相接。

本实施例在实际应用时，所述从动盘304固定装配于轴杆202一端，且位于同个通槽302中的若干个套筒403均滑动装配于同侧的限位槽305中，可限制所述套筒403尾部的滑动轨迹，防止因气芯404受力不均导致套筒403发生倾斜变形，另外所述从动盘304外径端的外齿环306通过传动件205与所述传动轮204活动相接，可通过从动轴203同步驱动两组夹料盘301进行旋转，以带动工件进行翻转。

请参阅图5，本发明的一种优选实施例中，所述气针组件4还包括侧气腔405和顶针406，所述侧气腔405固定布设于套筒403一端且与所述套筒403相连通，所述侧气腔405上滑动插设有若干个顶针406，且所述顶针406均朝向夹料盘301的外径端一侧设置。

本实施例在实际应用时，由于所述侧气腔405一侧滑动插设有顶针406，且所述侧气腔405与套筒403相连通，因此当套筒403中通入高压气体时，侧气腔405一侧的顶针406在气压作用下向外顶出，并压接于相邻侧的套筒403上，从而使同个通槽302中的若干活动座401整体沿着导杆303朝夹料盘301的圆心方向滑动，使得位于工件边缘侧的气芯404可滑动压接至工件上，以实现爪型结构的夹持原理，进一步提升夹持的稳定性和精确性。

请参阅图6，本发明的一种优选实施例中，所述气动组件5包括导气环501、导气杆502、软管503、旋转密封座504和导气管505，所述导气环501转动套设于轴杆202上，其上周向布设有若干个导气杆502，且所述导气杆502通过软管503与若干个所述的套筒403相连通，所述导气环501一侧还布设有旋转密封座504，所述旋转密封座504固定装配于轴杆202上，且与所述导气环501转动密封相接，所述旋转密封座504一侧连通有导气管505。

本实施例在实际应用时，所述导气环501和旋转密封座504之间采用旋转密封结构进行连接，在保证气体通路的前提下具有可旋转功能，以使导气管505一端连接的气源可穿过旋转密封座504输入至导气环501中，并通过导气杆502一端的若干个软管503与若干个套筒403柔性连通，从而同步控制气力运动，以实现气动夹持功能。

本发明上述实施例中提供了一种翻转机械手，并通过在悬架201上转动装配有两组夹料盘301，且所述夹料盘301上活动装配有若干个套筒403和气芯404，能够在气力夹持工件的同时，通过贴合工件表面实现取形功能，可适配各种异形件的翻转，同时配合套筒403的滑动爪型结构，可进一步增强夹持的稳定性与精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种翻转机械手，其特征在于，所述翻转机械手包括：

机械臂组件，所述机械臂组件固定布设于地面上，且与悬架组件装配相接，用于驱动悬架组件的运动；

悬架组件，所述悬架组件包括悬架和轴杆，所述悬架呈C型设置且固定装配于机械臂组件上，所述悬架的两C型边上均固定装配有轴杆；

夹料盘组件，所述夹料盘组件包括夹料盘、通槽和导杆，所述夹料盘转动套设于轴杆上，且所述夹料盘上周向布设有若干个通槽，所述通槽中固定装配有导杆；

气针组件，所述气针组件包括活动座、套筒和气芯，若干个所述的活动座层叠布设于通槽中，且所述活动座两端还布设有限位孔，所述限位孔与所述导杆滑动相接，用于限制所述活动座的运动轨迹，所述活动座中固定装配有套筒，所述套筒中滑动装配有气芯；以及

气动组件，所述气动组件装配于轴杆一端，且与若干个所述的套筒相连通，用于气力驱动所述气芯的滑动，所述气动组件包括导气环、导气杆、软管、旋转密封座和导气管，所述导气环转动套设于轴杆上，其上周向布设有若干个导气杆，且所述导气杆通过软管与若干个所述的套筒相连通，所述导气环一侧还布设有旋转密封座，所述旋转密封座固定装配于轴杆上，且与所述导气环转动密封相接，所述旋转密封座一侧连通有导气管。

2.根据权利要求1所述的一种翻转机械手，其特征在于，所述机械臂组件包括主机座、主旋架、定支架、第一驱动臂、第二驱动臂、副旋架和旋转机轴，所述主机座上转动装配有主旋架，所述主旋架顶部固定布设有定支架且所述定支架上转动装配有第一驱动臂和第二驱动臂，所述第一驱动臂和第二驱动臂平行布设且末端均活动连接于动支架上，所述动支架一侧转动装配有副旋架，所述副旋架上固定布设有旋转机轴。

3.根据权利要求2所述的一种翻转机械手，其特征在于，所述机械臂组件还包括液压缸和配重块，所述液压缸一端活动装配于主旋架上，另一端转动装配于第一驱动臂上，用于驱动所述第一驱动臂的旋转，所述配重块固定装配于第一驱动臂末端。

4.根据权利要求1所述的一种翻转机械手，其特征在于，所述悬架组件还包括从动轴、传动轮、驱动轮和驱动器，所述从动轴转动装配于悬架上，其上布设有两个传动轮和一个驱动轮，所述传动轮上连接有传动件，且所述悬架上还固定装配有驱动器，所述驱动器一端连接有驱动盘，所述驱动盘通过驱动件与所述驱动轮活动相接。

5.根据权利要求4所述的一种翻转机械手，其特征在于，所述夹料盘组件还包括从动盘，所述从动盘固定装配于轴杆上，且其上周向布设有若干个限位槽，所述限位槽套设于套筒上，且所述从动盘的外径端还布设有外齿环，所述外齿环与所述传动轮之间通过传动件活动相接。

6.根据权利要求1所述的一种翻转机械手，其特征在于，所述气针组件还包括侧气腔和顶针，所述侧气腔固定布设于套筒一端且与所述套筒相连通，所述侧气腔上滑动插设有若干个顶针，且所述顶针均朝向夹料盘的外径端一侧设置。