CN117733830A - 一种木箱生产用机械手臂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木箱生产用机械手臂，属于机械手臂技术领域，其包括：机械臂、控制器和夹持机构，所述机械臂包括移动架和可驱动所述移动架进行三维移动的驱动机构，所述移动架的底部固定安装有箱体，箱体的底部前后两侧均固定安装有安装耳；所述夹持机构包括安装架和两个安装框，所述安装架的顶部开设有凹槽，凹槽内固定安装有固定柱。本发明通过加持机构对木箱进行装夹，并通过驱动机构对木箱进行自动搬运，提升了木箱搬运效率和安全性，通过设置的夹持带、触控按钮与伺服电机的配合能够在装夹木箱出现重量分布不均时自动调整木箱的位置，并在木箱旋转过程中逐渐增大旋转阻力，使得木箱自动调整后角度能够固定住，保证了对木箱的稳定搬运。
Description
技术领域
本发明涉及机械手臂技术领域，尤其涉及一种木箱生产用机械手臂。
背景技术
木箱生产技术的背景涵盖了机械加工、电脑辅助设计制板等多种技术手段，这些技术的应用木箱生产技术的背景涵盖了机械加工、电脑辅助设计制板等多种技术手段，这些技术的应用提高了木箱的制作效率和精度，为木箱的广泛应用创造了更多可能。特别是现代化设备和生产技术的不断更新和进步，使得木箱加工技术的提高成为了发展趋势之一。
随着科技的发展，自动化设备在各行各业中的应用越来越广泛。在木箱生产行业中，需要经常性的对木箱进行搬运转移，由于木箱的重量较大，传统的人工搬运和转移方式效率低下，劳动强度大，且存在一定的安全隐患；因此我们提出一种木箱生产用机械手臂来解决这个问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木箱生产用机械手臂，以解决上述背景技术中所提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种木箱生产用机械手臂，包括：机械臂、控制器和夹持机构，所述机械臂包括移动架和可驱动所述移动架进行三维移动的驱动机构，所述移动架的底部固定安装有箱体，箱体的底部前后两侧均固定安装有安装耳；
所述夹持机构包括安装架和两个安装框，所述安装架的顶部开设有凹槽，凹槽内固定安装有固定柱，所述安装耳转动套接在所述固定柱的外侧，所述安装框的顶部内部转动安装有两个传动轮，两个传动轮上传动安装有同一个夹持带，且安装框的顶部一侧固定安装有伺服电机，伺服电机的输出轴与对应的传动轮固定连接，安装架的内部转动安装有双向螺杆，所述安装框的顶部固定安装有安装板，两个安装板均螺纹套接在所述双向螺杆的外侧；
所述移动架的两侧均铰接有连接筒，安装架的顶部两侧均转动连接有连接柱，两个所述连接柱分别滑动连接在对应的所述连接筒的内部，且所述连接柱的顶端固定连接有触控按钮，所述触控按钮和伺服电机均与所述控制器电性连接；
所述箱体的内部滑动密封安装有活塞板和压板，所述压板的底部固定连接有竖板，竖板的底部固定安装有刹车片，所述固定柱的外侧固定套接有摩擦轮，所述刹车片活动抵接在所述摩擦轮的外侧，且活塞板的顶部固定连接有支架，所述支架内转动安装有转轮，所述安装架的顶部固定安装有弯架，转轮活动抵接于所述弯架的底部，且所述箱体内固定安装有隔板，所述隔板的顶部开设有出气口，出气口内固定安装有第一单向阀，所述箱体的一侧开设有进气口，所述进气口内固定安装有第二单向阀。
优选的，所述箱体的前侧开设有阶梯排气口，阶梯排气口内活动密封插接有密封塞，所述密封塞的前侧固定连接有连接杆，所述连接杆的前端固定连接有横板，所述横板的后侧固定连接有定位弹簧，定位弹簧的后端固定连接在所述箱体的外侧，且所述箱体的前侧固定安装有气缸，所述气缸的输出端与横板固定连接。
优选的，所述活塞板的顶部两侧均固定连接有连接弹簧，所述连接弹簧的顶端固定连接有挡板，所述挡板固定连接在所述箱体的侧壁上，且所述弯架的底部两侧均固定连接有安装杆，所述安装杆的底端固定连接于所述凹槽的底部内壁上，所述箱体的两侧均开设有通孔，所述弯架贯穿于两个所述通孔内。
优选的，所述连接柱与连接筒之间固定连接有复位弹簧。
优选的，所述驱动机构包括固定箱、升降板和平移U型架，所述升降板滑动连接在所述固定箱的内部，且固定箱的底部内壁上固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴上固定连接有第一丝杆，所述升降板螺纹套接在所述第一丝杆的外侧，且所述升降板的一侧固定安装有电动推杆，所述电动推杆的输出端与所述平移U型架固定连接，所述平移U型架的前侧固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴上固定连接有第二丝杆，所述移动架的顶部固定安装有移动板，所述移动板螺纹套接在所述第二丝杆的外侧。
优选的，所述平移U型架的内部固定安装有多个导向杆，所述移动板滑动套接在导向杆的外侧，且所述升降板的一侧固定安装有多个导向筒，所述平移U型架的一侧固定连接有多个固定杆，所述固定杆的左端固定连接有导向板，导向板滑动连接在对应的所述导向筒的内部。
优选的，所述固定箱的底部固定安装有底座，所述底座的顶部四角均开设有安装孔，且所述控制器固定安装在所述底座的顶部。
优选的，所述安装架的前侧固定安装有第三驱动电机，第三驱动电机的输出轴固定连接在所述双向螺杆的外侧，且所述安装架内固定安装有导向梁，所述安装板滑动套接在所述导向梁的外侧。
优选的，所述安装框的内部固定安装有多个支撑轮，所述夹持带传动安装在支撑轮的外侧，且所述夹持带的外侧设置有多个防滑凸起。
本发明的有益效果在于：
1、本发明中，所述的一种木箱生产用机械手臂，通过启动第一驱动电机带动第一丝杆旋转，并带动升降板升降，并通过电动推杆带动平移U型架水平移动，通过第二驱动电机带动第二丝杆旋转，第二丝杆通过与移动板的螺纹传动带动移动架前后移动，从而控制夹持机构进行三维方向移动；通过启动第三驱动电机带动双向螺杆旋转，双向螺杆的外侧设置有两个旋向相反的外螺纹，从而能够在旋转时带动两个安装板相互靠近，并通过两个安装框带动两个夹持带相互靠近，使得两个夹持带抵接在木箱的两侧，实现对木箱的夹持固定，随后通过驱动机构控制夹持机构移动，实现对木箱的自动搬运，相比于人工搬运效率和安全性更高；
2、本发明中，所述的一种木箱生产用机械手臂，当两个夹持带未抵接在木箱的中间位置或木箱内部质量分布不均时，木箱左右两侧的重量不平衡，这时候会带动安装架以固定柱为轴心进行旋转，当夹持带夹持的位置偏右或木箱左侧质量更大时，会使得安装架和木箱逆时针旋转，安装架会带动右侧的连接柱在对应的连接筒内向上运动，并带动右侧的触控按钮与连接筒的顶部内壁接触，从而将信号传递至控制器，控制器接受到右侧的触控按钮的信号后会控制前侧的伺服电机输出轴顺时针旋转、后侧的伺服电机输出轴逆时针旋转，从而驱动前侧的夹持带顺时针、后侧的夹持带逆时针运转，进而带动木箱向右运动，当夹持带夹持的位置偏左或木箱右侧质量更大时，会使得安装架和木箱顺时针旋转，安装架会带动左侧的连接柱在对应的连接筒内向上运动，并带动左侧触控按钮与连接筒的顶部内壁接触，从而将信号传递至控制器，控制器接受到左侧的触控按钮的信号后会控制后侧的伺服电机输出轴顺时针旋转、前侧的伺服电机输出轴逆时针旋转，从而驱动后侧的夹持带顺时针、前侧的夹持带逆时针运转，进而带动木箱向左运动，使得木箱左右质量均匀分布，减小由于过程中木箱质量分布不均对机械手臂的负载，并保证对木箱的装夹稳定性；
3、本发明中，所述的一种木箱生产用机械手臂，在安装架相对于移动架旋转时，会带动弯架旋转，进而会推动转轮向下运动，转轮通过支架带动活塞板向下运动，并对连接弹簧进行拉伸，从而可通过安装架的往复旋转带动活塞板的上线移动，活塞板向下运动时，会将隔板顶部的空气通过第一单向阀导入隔板下方，活塞板向上移动时，会使得外界空气通过第二单向阀进入箱体的内部，从而使得隔板与压板之间的气压逐渐增大，从而提升刹车片对摩擦轮的压紧力，从而提升固定柱转动的阻力，从而通过上述运动使得安装架在反复旋转过程中逐渐平稳，避免在搬运过程中继续晃动；
4、本发明中，所述的一种木箱生产用机械手臂，通过设置的夹持带、触控按钮与伺服电机的配合能够在装夹木箱出现重量分布不均时自动调整木箱的位置，并在木箱旋转过程中逐渐增大旋转阻力，使得木箱自动调整后角度能够固定住，保证了对木箱的稳定搬运。
附图说明
图1为本发明提出的一种木箱生产用机械手臂的立体结构示意图；
图2为本发明提出的夹持机构的立体结构示意图；
图3为图2中的侧向剖视示意图；
图4为图3中A部分的局部放大图；
图5为本发明提出的夹持带和安装框的立体结构示意图；
图6为图2中的正向剖视示意图；
图7为图6中A部分的局部放大图；
图8为图2中的局部立体结构示意图；
图9为本发明提出的连接柱和连接筒的立体结构示意图；
图10为本发明提出的连接柱和连接筒的剖视结构示意图；
图11为本发明提出的箱体和弯架的立体结构示意图；
图12为本发明提出的密封塞的立体结构示意图；
图13为图11中的正视剖视结构示意图；
图14为图13中C部分的局部放大图；
图15为图11中的俯视剖视结构示意图；
图16为本发明提出的驱动机构的立体结构示意图；
图17为本发明提出的驱动机构的剖视结构示意图。
图中：1、固定箱；101、底座；102、第一驱动电机；103、第一丝杆；2、升降板；201、导向筒；202、导向板；203、固定杆；204、电动推杆；3、平移U型架；301、第二驱动电机；302、第二丝杆；303、导向杆；4、移动架；401、移动板；402、箱体；403、安装耳；5、安装架；501、固定柱；502、摩擦轮；503、弯架；6、安装框；601、安装板；602、双向螺杆；603、第三驱动电机；7、夹持带；701、传动轮；702、支撑轮；703、伺服电机；8、连接筒；801、连接柱；802、触控按钮；803、复位弹簧；9、密封塞；901、连接杆；902、横板；903、气缸；904、定位弹簧；10、活塞板；11、连接弹簧；12、支架；13、转轮；14、隔板；15、第一单向阀；16、第二单向阀；17、竖板；18、压板；19、刹车片；20、控制器。
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-图17，一种木箱生产用机械手臂，包括：机械臂、控制器20和夹持机构，机械臂包括移动架4和可驱动移动架4进行三维移动的驱动机构，移动架4的底部固定安装有箱体402，箱体402的底部前后两侧均固定安装有安装耳403；
夹持机构包括安装架5和两个安装框6，安装架5的顶部开设有凹槽，凹槽内固定安装有固定柱501，安装耳403转动套接在固定柱501的外侧，安装框6的顶部内部转动安装有两个传动轮701，两个传动轮701上传动安装有同一个夹持带7，且安装框6的顶部一侧固定安装有伺服电机703，伺服电机703的输出轴与对应的传动轮701固定连接，安装架5的内部转动安装有双向螺杆602，安装框6的顶部固定安装有安装板601，两个安装板601均螺纹套接在双向螺杆602的外侧；
移动架4的两侧均铰接有连接筒8，安装架5的顶部两侧均转动连接有连接柱801，两个连接柱801分别滑动连接在对应的连接筒8的内部，且连接柱801的顶端固定连接有触控按钮802，触控按钮802和伺服电机703均与控制器20电性连接；
箱体402的内部滑动密封安装有活塞板10和压板18，压板18的底部固定连接有竖板17，竖板17的底部固定安装有刹车片19，固定柱501的外侧固定套接有摩擦轮502，刹车片19活动抵接在摩擦轮502的外侧，且活塞板10的顶部固定连接有支架12，支架12内转动安装有转轮13，安装架5的顶部固定安装有弯架503，转轮13活动抵接于弯架503的底部，且箱体402内固定安装有隔板14，隔板14的顶部开设有出气口，出气口内固定安装有第一单向阀15，箱体402的一侧开设有进气口，进气口内固定安装有第二单向阀16，第一单向阀15的导通方向为由上向下，所述第二单向阀16的导通方向为由箱体402的外侧朝向内侧。
本实施例中，箱体402的前侧开设有阶梯排气口，阶梯排气口内活动密封插接有密封塞9，密封塞9的前侧固定连接有连接杆901，连接杆901的前端固定连接有横板902，横板902的后侧固定连接有定位弹簧904，定位弹簧904的后端固定连接在箱体402的外侧，且箱体402的前侧固定安装有气缸903，气缸903的输出端与横板902固定连接。
本实施例中，活塞板10的顶部两侧均固定连接有连接弹簧11，连接弹簧11的顶端固定连接有挡板，挡板固定连接在箱体402的侧壁上，且弯架503的底部两侧均固定连接有安装杆，安装杆的底端固定连接于凹槽的底部内壁上，箱体402的两侧均开设有通孔，弯架503贯穿于两个通孔内。
本实施例中，连接柱801与连接筒8之间固定连接有复位弹簧803。
本实施例中，驱动机构包括固定箱1、升降板2和平移U型架3，升降板2滑动连接在固定箱1的内部，且固定箱1的底部内壁上固定安装有第一驱动电机102，第一驱动电机102的输出轴上固定连接有第一丝杆103，升降板2螺纹套接在第一丝杆103的外侧，且升降板2的一侧固定安装有电动推杆204，电动推杆204的输出端与平移U型架3固定连接，平移U型架3的前侧固定安装有第二驱动电机301，第二驱动电机301的输出轴上固定连接有第二丝杆302，移动架4的顶部固定安装有移动板401，移动板401螺纹套接在第二丝杆302的外侧。
本实施例中，平移U型架3的内部固定安装有多个导向杆303，移动板401滑动套接在导向杆303的外侧，且升降板2的一侧固定安装有多个导向筒201，平移U型架3的一侧固定连接有多个固定杆203，固定杆203的左端固定连接有导向板202，导向板202滑动连接在对应的导向筒201的内部。
本实施例中，固定箱1的底部固定安装有底座101，底座101的顶部四角均开设有安装孔，且控制器20固定安装在底座101的顶部。
本实施例中，安装架5的前侧固定安装有第三驱动电机603，第三驱动电机603的输出轴固定连接在双向螺杆602的外侧，且安装架5内固定安装有导向梁，安装板601滑动套接在导向梁的外侧。
本实施例中，安装框6的内部固定安装有多个支撑轮702，夹持带7传动安装在支撑轮702的外侧，且夹持带7的外侧设置有多个防滑凸起。
本实施例中，在使用时，通过启动第一驱动电机102带动第一丝杆103旋转，并带动升降板2升降，并通过电动推杆204带动平移U型架3水平移动，通过第二驱动电机301带动第二丝杆302旋转，第二丝杆302通过与移动板401的螺纹传动带动移动架4前后移动，从而控制夹持机构进行三维方向移动；
通过启动第三驱动电机603带动双向螺杆602旋转，双向螺杆602的外侧设置有两个旋向相反的外螺纹，从而能够在旋转时带动两个安装板601相互靠近，并通过两个安装框6带动两个夹持带7相互靠近，使得两个夹持带7抵接在木箱的两侧，实现对木箱的夹持固定，随后通过驱动机构控制夹持机构移动，实现对木箱的自动搬运，相比于人工搬运效率和安全性更高；
搬运过程中，由于两个夹持带7未抵接在木箱的中间位置或木箱内部质量分布不均，使得木箱左右两侧的重量不平衡，这时候会带动安装架5以固定柱501为轴心进行旋转，当夹持带7夹持的位置偏右或木箱左侧质量更大时，会使得安装架5和木箱逆时针旋转，安装架5会带动右侧的连接柱801在对应的连接筒8内向上运动，并带动右侧的触控按钮802与连接筒8的顶部内壁接触，从而将信号传递至控制器20，控制器20接受到右侧的触控按钮802的信号后会控制前侧的伺服电机703输出轴顺时针旋转、后侧的伺服电机703输出轴逆时针旋转，从而驱动前侧的夹持带7顺时针、后侧的夹持带7逆时针运转，进而带动木箱向右运动，当夹持带7夹持的位置偏左或木箱右侧质量更大时，会使得安装架5和木箱顺时针旋转，安装架5会带动左侧的连接柱801在对应的连接筒8内向上运动，并带动左侧触控按钮802与连接筒8的顶部内壁接触，从而将信号传递至控制器20，控制器20接受到左侧的触控按钮802的信号后会控制后侧的伺服电机703输出轴顺时针旋转、前侧的伺服电机703输出轴逆时针旋转，从而驱动后侧的夹持带7顺时针、前侧的夹持带7逆时针运转，进而带动木箱向左运动，使得木箱左右质量均匀分布，减小由于过程中木箱质量分布不均对机械手臂的负载，并保证对木箱的装夹稳定性；
且在安装架5相对于移动架4旋转时，会带动弯架503旋转，进而会推动转轮13向下运动，转轮13通过支架12带动活塞板10向下运动，并对连接弹簧11进行拉伸，从而可通过安装架5的往复旋转带动活塞板10的上线移动，活塞板10向下运动时，会将隔板14顶部的空气通过第一单向阀15导入隔板14下方，活塞板10向上移动时，会使得外界空气通过第二单向阀16进入箱体402的内部，从而使得隔板14与压板18之间的气压逐渐增大，从而提升刹车片19对摩擦轮502的压紧力，从而提升固定柱501转动的阻力，从而通过上述运动使得安装架5在反复旋转过程中逐渐平稳，避免在搬运过程中继续晃动。
以上对本发明所提供的一种木箱生产用机械手臂进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种木箱生产用机械手臂，其特征在于，包括：机械臂、控制器(20)和夹持机构，所述机械臂包括移动架(4)和可驱动所述移动架(4)进行三维移动的驱动机构，所述移动架(4)的底部固定安装有箱体(402)，箱体(402)的底部前后两侧均固定安装有安装耳(403)；
所述夹持机构包括安装架(5)和两个安装框(6)，所述安装架(5)的顶部开设有凹槽，凹槽内固定安装有固定柱(501)，所述安装耳(403)转动套接在所述固定柱(501)的外侧，所述安装框(6)的顶部内部转动安装有两个传动轮(701)，两个传动轮(701)上传动安装有同一个夹持带(7)，且安装框(6)的顶部一侧固定安装有伺服电机(703)，伺服电机(703)的输出轴与对应的传动轮(701)固定连接，安装架(5)的内部转动安装有双向螺杆(602)，所述安装框(6)的顶部固定安装有安装板(601)，两个安装板(601)均螺纹套接在所述双向螺杆(602)的外侧；
所述移动架(4)的两侧均铰接有连接筒(8)，安装架(5)的顶部两侧均转动连接有连接柱(801)，两个所述连接柱(801)分别滑动连接在对应的所述连接筒(8)的内部，且所述连接柱(801)的顶端固定连接有触控按钮(802)，所述触控按钮(802)和伺服电机(703)均与所述控制器(20)电性连接；
所述箱体(402)的内部滑动密封安装有活塞板(10)和压板(18)，所述压板(18)的底部固定连接有竖板(17)，竖板(17)的底部固定安装有刹车片(19)，所述固定柱(501)的外侧固定套接有摩擦轮(502)，所述刹车片(19)活动抵接在所述摩擦轮(502)的外侧，且活塞板(10)的顶部固定连接有支架(12)，所述支架(12)内转动安装有转轮(13)，所述安装架(5)的顶部固定安装有弯架(503)，转轮(13)活动抵接于所述弯架(503)的底部，且所述箱体(402)内固定安装有隔板(14)，所述隔板(14)的顶部开设有出气口，出气口内固定安装有第一单向阀(15)，所述箱体(402)的一侧开设有进气口，所述进气口内固定安装有第二单向阀(16)。
2.根据权利要求1所述的一种木箱生产用机械手臂，其特征在于，所述箱体(402)的前侧开设有阶梯排气口，阶梯排气口内活动密封插接有密封塞(9)，所述密封塞(9)的前侧固定连接有连接杆(901)，所述连接杆(901)的前端固定连接有横板(902)，所述横板(902)的后侧固定连接有定位弹簧(904)，定位弹簧(904)的后端固定连接在所述箱体(402)的外侧，且所述箱体(402)的前侧固定安装有气缸(903)，所述气缸(903)的输出端与横板(902)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种木箱生产用机械手臂，其特征在于，所述活塞板(10)的顶部两侧均固定连接有连接弹簧(11)，所述连接弹簧(11)的顶端固定连接有挡板，所述挡板固定连接在所述箱体(402)的侧壁上，且所述弯架(503)的底部两侧均固定连接有安装杆，所述安装杆的底端固定连接于所述凹槽的底部内壁上，所述箱体(402)的两侧均开设有通孔，所述弯架(503)贯穿于两个所述通孔内。
4.根据权利要求1所述的一种木箱生产用机械手臂，其特征在于，所述连接柱(801)与连接筒(8)之间固定连接有复位弹簧(803)。
5.根据权利要求1所述的一种木箱生产用机械手臂，其特征在于，所述驱动机构包括固定箱(1)、升降板(2)和平移U型架(3)，所述升降板(2)滑动连接在所述固定箱(1)的内部，且固定箱(1)的底部内壁上固定安装有第一驱动电机(102)，所述第一驱动电机(102)的输出轴上固定连接有第一丝杆(103)，所述升降板(2)螺纹套接在所述第一丝杆(103)的外侧，且所述升降板(2)的一侧固定安装有电动推杆(204)，所述电动推杆(204)的输出端与所述平移U型架(3)固定连接，所述平移U型架(3)的前侧固定安装有第二驱动电机(301)，所述第二驱动电机(301)的输出轴上固定连接有第二丝杆(302)，所述移动架(4)的顶部固定安装有移动板(401)，所述移动板(401)螺纹套接在所述第二丝杆(302)的外侧。
6.根据权利要求5所述的一种木箱生产用机械手臂，其特征在于，所述平移U型架(3)的内部固定安装有多个导向杆(303)，所述移动板(401)滑动套接在导向杆(303)的外侧，且所述升降板(2)的一侧固定安装有多个导向筒(201)，所述平移U型架(3)的一侧固定连接有多个固定杆(203)，所述固定杆(203)的左端固定连接有导向板(202)，导向板(202)滑动连接在对应的所述导向筒(201)的内部。
7.根据权利要求5所述的一种木箱生产用机械手臂，其特征在于，所述固定箱(1)的底部固定安装有底座(101)，所述底座(101)的顶部四角均开设有安装孔，且所述控制器(20)固定安装在所述底座(101)的顶部。
8.根据权利要求1所述的一种木箱生产用机械手臂，其特征在于，所述安装架(5)的前侧固定安装有第三驱动电机(603)，第三驱动电机(603)的输出轴固定连接在所述双向螺杆(602)的外侧，且所述安装架(5)内固定安装有导向梁，所述安装板(601)滑动套接在所述导向梁的外侧。
9.根据权利要求1所述的一种木箱生产用机械手臂，其特征在于，所述安装框(6)的内部固定安装有多个支撑轮(702)，所述夹持带(7)传动安装在支撑轮(702)的外侧，且所述夹持带(7)的外侧设置有多个防滑凸起。
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