CN119283071B - 一种坐标型单轴机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于单轴机器人技术领域，具体的说是一种坐标型单轴机器人，包括轴体和机械手，还包括：滑动安装在轴体上的滑块，滑块上开设有凹槽；滑动安装在轴体上的连接组件，机械手安装在连接组件的下方，连接组件包括插杆，连接组件通过将插杆插入至凹槽内来实现与滑块的连接；在机械手故障后，控制插杆从凹槽内取出，即连接组件和滑块分离，此时滑块可继续移动，而连接组件和机械手保持不动，因此可直接将机械手和连接组件从轴体上取下，对该故障的机械手进行维修，无需控制整个轴体上的机械手都停止工作，使用方便。

Description

一种坐标型单轴机器人

技术领域

本发明属于单轴机器人领域，具体的说是一种坐标型单轴机器人。

背景技术

坐标型单轴机器人又称为单轴机械手，是一种能够提供直线运动的机械结构，由于其具有结构简单、维护方便和成本低的特点，因此常常应用于自动化生产线、电子设备装配线等。

公开号为CN214604456U的一项专利申请公开了一种静音型单轴机械手，包括基座，还包括：安装在基座上的滑轨；安装在滑轨上的滑动底座；安装在滑动底座上的第一联轴；安装在第一联轴上的第二联轴；安装在第二联轴上的机械臂；在机械臂抓取产品，滑动底座在滑轨上滑动，滑动底座移动带动第一联轴、第二联轴和机械臂同步移动，可实现搬运物件的动作。

上述方案的机械臂通过滑动底座在滑轨上移动，一般滑轨上会设置丝杆，滑动底座的移动通过丝杆控制，现有的流水线上，为了提高生产效率，通常会开展多条线同时生产，因此会在上同一个丝杆上设置多个机械臂同时对产品进行夹取，由于机械臂共同由一个丝杆控制，且机械臂从滑轨上取下较为困难，因此当其中一个机械臂故障后，需要控制丝杆停止，使得多个机械臂同时停止工作，将故障的机械臂取下后，才可控制其余机械臂继续工作，使用较为麻烦。

为此，本发明提供一种坐标型单轴机器人。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种坐标型单轴机器人，包括轴体和机械手，还包括：滑动安装在所述轴体上的滑块，所述滑块上开设有凹槽；滑动安装在所述轴体上的连接组件，所述机械手安装在所述连接组件的下方，所述连接组件包括插杆，所述连接组件通过将所述插杆插入至所述凹槽内来实现与所述滑块的连接。

优选的，所述机械手包括安装在所述连接组件上的连接壳，所述连接壳上安装有若干的夹爪，所述连接壳上滑动安装有驱动杆，所述驱动杆上下滑动能控制若干所述夹爪夹紧和松开，所述连接壳上安装有检测组件，所述检测组件用于检测所述驱动杆移动后，所述夹爪是否动作，若是所述夹爪不动作，则控制所述连接组件的所述插杆从所述凹槽内取出。

优选的，所述连接组件还包括：滑动安装在所述轴体上的连接块；两个可拆卸且对称安装在所述连接块上的连接板；可拆卸安装在所述连接板上的中空板；两个驱动所述插杆上下滑动的一号二连杆，所述一号二连杆的两端分别转动安装有连接轴，两个所述一号二连杆的两端分别安装在同一个所述连接轴上，所述连接轴与所述中空板滑动连接，所述一号二连杆上安装有二号二连杆，所述二号二连杆上安装有插杆；两个滑动安装在所述连接板上的推板，两个所述推板分别用于推动两个所述连接轴滑动；安装在两个所述推板之间的伸缩杆，所述伸缩杆用于驱动两个所述推板靠近与远离。

优选的，所述检测组件包括：滑动安装在所述连接壳上的一号板；连接所述一号板和所述夹爪的转杆，所述转杆的两端分别与所述一号板和所述夹爪转动连接；安装在所述一号板上的一号压力传感器，所述一号压力传感器位于所述驱动杆的移动范围内，所述一号压力传感器被触发后能控制所述伸缩杆伸缩。

优选的，所述检测组件包含若干组，若干组所述检测组件的转杆分别连接在不同的所述夹爪上。

优选的，所述连接组件还包括：安装在两个所述连接轴之间的一号弹簧；上下滑动安装在所述中空板侧壁上的挡板，所述挡板采用伸缩式结构，所述中空板的侧壁上转动安装有旋杆，所述挡板与所述旋杆滑动连接；固定且安装在所述滑块上的凸块，所述旋杆位于所述凸块的移动范围内。

优选的，所述插杆采用伸缩式结构，所述二号二连杆的连接点与所述一号二连杆的连接点转动连接，所述二号二连杆的两端分别与所述插杆的两个部分连接。

优选的，所述连接组件还包括：安装在所述插杆内的二号弹簧；固定安装在所述中空板内的方壳，所述二号二连杆的连接点上下滑动在所述方壳上。

优选的，所述转杆采用伸缩式结构，所述转杆的内部安装有二号压力传感器，所述转杆拉伸后能够触发所述二号压力传感器。

优选的，所述连接块内卷绕有拉绳，所述拉绳的端部与所述连接壳连接，所述连接板上转动安装有圆盖，所述连接壳上固定安装有圆杆，所述圆杆与所述圆盖螺纹连接，所述二号压力传感器触发后能控制所述圆盖旋转。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种坐标型单轴机器人，通过设置连接组件，在机械手故障后，控制插杆从凹槽内取出，即连接组件和滑块分离，此时滑块可继续移动，而连接组件和机械手保持不动，因此可直接将机械手和连接组件从轴体上取下，对该故障的机械手进行维修，无需控制整个轴体上的机械手都停止工作，对其余正常机械手所在的生产线不产生影响，使用方便。

2.本发明所述的一种坐标型单轴机器人，通过设置插杆，在机械手维修完后，将机械手和连接组件重新安装在轴体上，且机械手和连接组件位于滑块的一侧，在滑块移动的过程中，可自动使得插杆插入至凹槽内，实现连接组件和滑块的连接，使用方便。

3.本发明所述的一种坐标型单轴机器人，通过设置拉绳，在机械手断裂后，控制机械手与连接组件分离，随后通过拉绳带动机械手下移，直至机械手下方的工作台或者地面等接触，改善了机械手断裂后，机械手上的物品直接从机械手上掉落而损坏的情况。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一的立体图；

图2是本发明夹爪的结构示意图；

图3是本发明连接板的结构示意图；

图4是本发明滑块的结构示意图；

图5是本发明凸块和旋杆的结构示意图；

图6是本发明插杆的结构示意图；

图7是本发明中空板和滑块的剖面图；

图8是本发明拉绳的结构示意图；

图9是本发明连接壳和一号板的剖面图；

图10是本发明转杆的剖面图；

图中：1、轴体；2、机械手；21、连接壳；22、夹爪；23、驱动杆；24、圆杆；3、滑块；31、凹槽；4、连接组件；41、插杆；42、连接块；43、连接板；44、中空板；45、一号二连杆；46、连接轴；47、二号二连杆；48、推板；49、伸缩杆；410、一号弹簧；411、挡板；412、旋杆；413、凸块；414、二号弹簧；415、方壳；5、检测组件；51、一号板；52、转杆；53、一号压力传感器；54、二号压力传感器；6、拉绳；7、圆盖。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-10所示，本发明实施例所述的一种坐标型单轴机器人，包括轴体1和机械手2，还包括：滑动安装在所述轴体1上的滑块3，所述滑块3上开设有凹槽31；滑动安装在所述轴体1上的连接组件4，所述机械手2安装在所述连接组件4的下方，所述连接组件4包括插杆41，所述连接组件4通过将所述插杆41插入至所述凹槽31内来实现与所述滑块3的连接。

具体的，现有的流水线上，为了提高生产效率，通常会开展多条线同时生产，因此会在上同一个丝杆上设置多个机械手2同时对产品进行夹取，由于机械手2共同由一个丝杆控制，且机械手2从滑轨上取下较为困难，因此当其中一个机械手2故障后，需要控制丝杆停止，使得多个机械手2同时停止工作，将故障的机械手2取下后，才可控制其余机械手2继续工作，使用较为麻烦；工作前，控制插杆41插入至凹槽31内，即实现了连接组件4和滑块3连接的动作，工作时，控制滑块3在轴体1上往复移动，带动连接组件4同步往复移动，由于机械手2安装在连接组件4上，因此机械手2可相对轴体1往复移动，通过机械手2抓取物品后移动再放开，以此循环，可实现不间断的搬运物体的动作，在机械手2故障后，控制插杆41从凹槽31内取出，即连接组件4和滑块3分离，此时滑块3可继续移动，而连接组件4和机械手2保持不动，因此可直接将机械手2和连接组件4从轴体1上取下，对该故障的机械手2进行维修，也可在设备的附近放置备用机械手2，将故障的机械手2取下后，再将备用的机械手2重新装入轴体1上，对故障的机械手2进行维修，维修后机械手2作备用机械手2，无需控制整个轴体1上的机械手2都停止工作，因此对其余正常机械手2所在的生产线不产生影响，使用方便。

如图2、图3和图9所示，所述机械手2包括安装在所述连接组件4上的连接壳21，所述连接壳21上安装有若干的夹爪22，所述连接壳21上滑动安装有驱动杆23，所述驱动杆23上下滑动能控制若干所述夹爪22夹紧和松开，所述连接壳21上安装有检测组件5，所述检测组件5用于检测所述驱动杆23移动后，所述夹爪22是否动作，若是所述夹爪22不动作，则控制所述连接组件4的所述插杆41从所述凹槽31内取出。

具体的，受使用寿命和超负荷运转等因素的影响，存在驱动杆23移动后，但是夹爪22不工作，即无法进行夹取和松开的动作，因此通过设置检测组件5，对该类情况进行检测，当夹爪22故障后，控制连接组件4的插杆41从滑块3的凹槽31内取出，即连接组件4和滑块3分离，随后即可将机械手2和连接组件4从轴体1上取下并维修。

如图4-图7所示，所述连接组件4还包括：滑动安装在所述轴体1上的连接块42；两个可拆卸且对称安装在所述连接块42上的连接板43；可拆卸安装在所述连接板43上的中空板44；两个驱动所述插杆41上下滑动的一号二连杆45，所述一号二连杆45的两端分别转动安装有连接轴46，两个所述一号二连杆45的两端分别安装在同一个所述连接轴46上，所述连接轴46与所述中空板44滑动连接，所述一号二连杆45上安装有二号二连杆47，所述二号二连杆47上安装有插杆41；两个滑动安装在所述连接板43上的推板48，两个所述推板48分别用于推动两个所述连接轴46滑动；安装在两个所述推板48之间的伸缩杆49，所述伸缩杆49用于驱动两个所述推板48靠近与远离。

具体的，初始状态，插杆41插在凹槽31内，当机械手2故障后，控制伸缩杆49伸展，伸缩杆49伸展推动两个推板48向相互远离的方向移动，推板48移动推动两个连接轴46向相互远离的方向水平移动，由于一号二连杆45的两端与两个连接轴46连接，因此一号二连杆45向两侧扩张，一号二连杆45的连接点向远离凹槽31的方向上下移动，带动二号二连杆47和插杆41同步上下移动，直至插杆41从凹槽31内取出，即可实现连接组件4和滑块3分离的动作。

如图8-图10所示，所述检测组件5包括：滑动安装在所述连接壳21上的一号板51；连接所述一号板51和所述夹爪22的转杆52，所述转杆52的两端分别与所述一号板51和所述夹爪22转动连接；安装在所述一号板51上的一号压力传感器53，所述一号压力传感器53位于所述驱动杆23的移动范围内，所述一号压力传感器53被触发后能控制所述伸缩杆49伸缩。

具体的，驱动杆23向上移动，使得夹爪22夹紧，驱动杆23向下移动，使得夹爪22松开，在驱动杆23向上移动的时候，夹爪22夹紧，由于转杆52的一端与夹爪22连接，另一端与一号板51连接，因此夹爪22夹紧可通过转杆52推动一号板51向上移动，一号板51向上移动带动一号压力传感器53同步移动，若是夹爪22故障，则驱动杆23向上移动后，夹爪22保持不动，一号压力传感器53保持不动，因此驱动杆23在上移后可与一号压力传感器53接触，并触发一号压力传感器53，一号压力传感器53被触发后，将数据反馈给控制器，控制器将故障消息传送给工作人员，同时控制伸缩杆49伸展，使得连接组件4与滑块3分离，便于工作人员维修时，快速将连接组件4和机械手2取下。

如图8所示，所述检测组件5包含若干组，若干组所述检测组件5的转杆52分别连接在不同的所述夹爪22上。

具体的，通过将转杆52分别与不同的夹爪22连接，以便于对单个夹爪22进行检测，检测结果更精准。

如图所示，所述连接组件4还包括：安装在两个所述连接轴46之间的一号弹簧410；上下滑动安装在所述中空板44侧壁上的挡板411，所述挡板411采用伸缩式结构，所述中空板44的侧壁上转动安装有旋杆412，所述挡板411与所述旋杆412滑动连接；固定且安装在所述滑块3上的凸块413，所述旋杆412位于所述凸块413的移动范围内。

具体的，一号压力传感器53触发后，伸缩杆49进行伸缩动作，伸缩杆49伸展时两个连接轴46以相互远离的方向，移动时连接轴46与挡板411接触，挡板411与连接轴46接触的面为斜面，因此在连接轴46相互远离时，可推动挡板411收缩，直至连接轴46经过挡板411，随后挡板411在重力作用下恢复初始状态，此时插杆41从凹槽31内滑出，连接组件4与滑块3分离，一号弹簧410伸展，随后伸缩杆49收缩至原始状态，受挡板411的阻挡，连接轴46不可移动，在机械手2维修完成后，将连接组件4和机械手2重新装置轴体1上，且位于滑块3一侧的位置，当滑块3向中空板44靠近时，滑块3上的凸块413首先与旋杆412接触，并推动旋杆412旋转，旋杆412旋转使得挡板411向上移动，直至挡板411部与连接轴46不接触，此时连接轴46在一号弹簧410弹力的作用下，以相互靠近的方向水平滑动，使得一号二连杆45折叠，因此一号二连杆45的连接点向靠近凹槽31的方向水平移动，带动二号二连杆47和插杆41同步移动，直至插杆41插入至凹槽31内，即实现了连接组件4与滑块3的连接；通过设置插杆41，在滑块3移动的过程中，可自动使得插杆41插入至凹槽31内，实现连接组件4和滑块3的连接，使用方便。

如图6所示，所述插杆41采用伸缩式结构，所述二号二连杆47的连接点与所述一号二连杆45的连接点转动连接，所述二号二连杆47的两端分别与所述插杆41的两个部分连接。

具体的，采用伸缩式的插杆41，在连接连接组件4和滑块3时，插杆41以收缩状态进入至凹槽31内，随后再伸展，直至与凹槽31的侧壁接触，相较于插杆41与凹槽31尺寸一致的结构，该结构能更好地实现插杆41与凹槽31的插接。

如图6所示，所述连接组件4还包括：安装在所述插杆41内的二号弹簧414；固定安装在所述中空板44内的方壳415，所述二号二连杆47的连接点上下滑动在所述方壳415上。

具体的，插杆41收缩时，二号弹簧414被压缩，在进行连接组件4和滑块3的连接时，连接轴46以相互靠近的方向移动，因此一号二连杆45和二号二连杆47的连接点在方壳415处以靠近凹槽31的方向上下滑动，滑动的时候二号二连杆47逐渐从方壳415内移出，因此不受方壳415的限制，二号二连杆47在插杆41内二号弹簧414的弹力作用下，二号二连杆47的两端可扩张，因此插杆41伸展，直至插杆41与凹槽31的内壁接触，无须设置额外的装置驱动插杆41伸缩，使用方便。

如图10所示，所述转杆52采用伸缩式结构，所述转杆52的内部安装有二号压力传感器54，所述转杆52拉伸后能够触发所述二号压力传感器54。

具体的，受夹爪22夹持了超重的物品和运动过程中发生碰撞等因素的作用，夹爪22存在断裂并与连接壳21分离的情况，通过设置二号压力传感器54，在夹爪22与连接壳21分离后，转杆52伸展并触发二号压力传感器54，二号压力传感器54将数据反馈给工作人员，以便及时进行维修。

如图8和图10所示，所述连接块42内卷绕有拉绳6，所述拉绳6的端部与所述连接壳21连接，所述连接板43上转动安装有圆盖7，所述连接壳21上固定安装有圆杆24，所述圆杆24与所述圆盖7螺纹连接，所述二号压力传感器54触发后能控制所述圆盖7旋转。

具体的，在二号压力传感器54被触发后，控制圆盖7旋转，使得圆盖7和圆杆24分离，即连接组件4和机械手2进行分离，同时控制拉绳6拉长，使得机械手2在重力的作用下下移，直至与机械手2下方的工作台或者地面等接触；通过设置拉绳6，在机械手2断裂后，控制机械手2与连接组件4分离并下移，以使得物品在转杆52断裂前通过拉绳6带动下移，改善了机械手2断裂后，机械手2上的物品直接从机械手2上掉落而损坏的情况。

工作原理：工作时，控制滑块3在轴体1上往复移动，带动连接组件4同步往复移动，由于机械手2安装在连接组件4上，因此机械手2可相对轴体1往复移动，通过机械手2抓取物品后移动再放开，以此循环，可实现不间断的搬运物体的动作，受使用寿命和超负荷运转等因素的影响，存在驱动杆23移动后，但是夹爪22不工作，即无法进行夹取和松开的动作，在驱动杆23向上移动的时候，夹爪22夹紧，由于转杆52的一端与夹爪22连接，另一端与一号板51连接，因此夹爪22夹紧可通过转杆52推动一号板51向上移动，一号板51向上移动带动一号压力传感器53同步移动，若是夹爪22故障，则驱动杆23向上移动后，夹爪22保持不动，一号压力传感器53保持不动，因此驱动杆23在上移后可与一号压力传感器53接触，并触发一号压力传感器53，一号压力传感器53被触发后，将数据反馈给控制器，控制器将故障消息传送给工作人员，同时控制伸缩杆49伸缩，伸缩杆49伸展推动两个推板48向相互远离的方向移动，推板48移动推动两个连接轴46向相互远离的方向水平移动，移动时连接轴46与挡板411接触，挡板411与连接轴46接触的面为斜面，因此推动挡板411收缩，直至连接轴46经过挡板411，随后挡板411在重力作用下恢复初始状态，由于一号二连杆45的两端与两个连接轴46连接，因此一号二连杆45向两侧扩张，一号二连杆45的连接点向远离凹槽31的方向上下移动，带动二号二连杆47和插杆41同步上下移动，直至插杆41从凹槽31内取出，此时一号弹簧410伸展，连接组件4与滑块3分离，随后伸缩杆49收缩至原始状态，受挡板411的阻挡，连接轴46不可移动，在机械手2维修完成后，将连接组件4和机械手2重新装置轴体1上，且位于滑块3一侧的位置，当滑块3向中空板44靠近时，滑块3上的凸块413首先与旋杆412接触，并推动旋杆412旋转，旋杆412旋转使得挡板411向上移动，直至挡板411部与连接轴46不接触，此时连接轴46在一号弹簧410弹力的作用下，以相互靠近的方向水平滑动，使得一号二连杆45折叠，因此一号二连杆45的连接点向靠近凹槽31的方向水平移动，带动二号二连杆47和插杆41同步移动，直至插杆41插入至凹槽31内，即实现了连接组件4与滑块3的连接。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种坐标型单轴机器人，包括轴体（1）和机械手（2），其特征在于，还包括：

滑动安装在所述轴体（1）上的滑块（3），所述滑块（3）上开设有凹槽（31）；

滑动安装在所述轴体（1）上的连接组件（4），所述机械手（2）安装在所述连接组件（4）的下方，所述连接组件（4）包括插杆（41），所述连接组件（4）通过将所述插杆（41）插入至所述凹槽（31）内来实现与所述滑块（3）的连接，所述连接组件（4）还包括：滑动安装在所述轴体（1）上的连接块（42）；两个可拆卸且对称安装在所述连接块（42）上的连接板（43）；可拆卸安装在所述连接板（43）上的中空板（44）；两个驱动所述插杆（41）上下滑动的一号二连杆（45），所述一号二连杆（45）的两端分别转动安装有连接轴（46），两个所述一号二连杆（45）的两端分别安装在同一个所述连接轴（46）上，所述连接轴（46）与所述中空板（44）滑动连接，所述一号二连杆（45）上安装有二号二连杆（47），所述二号二连杆（47）上安装有插杆（41）；两个滑动安装在所述连接板（43）上的推板（48），两个所述推板（48）分别用于推动两个所述连接轴（46）滑动；安装在两个所述推板（48）之间的伸缩杆（49），所述伸缩杆（49）用于驱动两个所述推板（48）靠近与远离，所述机械手（2）包括安装在所述连接组件（4）上的连接壳（21），所述连接壳（21）上安装有若干的夹爪（22），所述连接壳（21）上滑动安装有驱动杆（23），所述驱动杆（23）上下滑动能控制若干所述夹爪（22）夹紧和松开，所述连接壳（21）上安装有检测组件（5），所述检测组件（5）用于检测所述驱动杆（23）移动后，所述夹爪（22）是否动作，若是所述夹爪（22）不动作，则控制所述连接组件（4）的所述插杆（41）从所述凹槽（31）内取出，所述检测组件（5）包括：滑动安装在所述连接壳（21）上的一号板（51）；连接所述一号板（51）和所述夹爪（22）的转杆（52），所述转杆（52）的两端分别与所述一号板（51）和所述夹爪（22）转动连接；安装在所述一号板（51）上的一号压力传感器（53），所述一号压力传感器（53）位于所述驱动杆（23）的移动范围内，所述一号压力传感器（53）被触发后能控制所述伸缩杆（49）伸缩。

2.根据权利要求1所述的一种坐标型单轴机器人，其特征在于：所述检测组件（5）包含若干组，若干组所述检测组件（5）的转杆（52）分别连接在不同的所述夹爪（22）上。

3.根据权利要求2所述的一种坐标型单轴机器人，其特征在于：所述连接组件（4）还包括：

安装在两个所述连接轴（46）之间的一号弹簧（410）；

上下滑动安装在所述中空板（44）侧壁上的挡板（411），所述挡板（411）采用伸缩式结构；

转动安装在所述中空板（44）侧壁上的旋杆（412），所述挡板（411）与所述旋杆（412）滑动连接；

固定安装在所述滑块（3）上的凸块（413），所述旋杆（412）位于所述凸块（413）的移动范围内。

4.根据权利要求3所述的一种坐标型单轴机器人，其特征在于：所述插杆（41）采用伸缩式结构，所述二号二连杆（47）的连接点与所述一号二连杆（45）的连接点转动连接，所述二号二连杆（47）的两端分别与所述插杆（41）的两个部分连接。

5.根据权利要求4所述的一种坐标型单轴机器人，其特征在于：所述连接组件（4）还包括：

安装在所述插杆（41）内的二号弹簧（414）；

固定安装在所述中空板（44）内的方壳（415），所述二号二连杆（47）的连接点上下滑动在所述方壳（415）上。

6.根据权利要求5所述的一种坐标型单轴机器人，其特征在于：所述转杆（52）采用伸缩式结构，所述转杆（52）的内部安装有二号压力传感器（54），所述转杆（52）拉伸后能够触发所述二号压力传感器（54）。

7.根据权利要求6所述的一种坐标型单轴机器人，其特征在于：所述连接块（42）内卷绕有拉绳（6），所述拉绳（6）的端部与所述连接壳（21）连接，所述连接板（43）上转动安装有圆盖（7），所述连接壳（21）上固定安装有圆杆（24），所述圆杆（24）与所述圆盖（7）螺纹连接，所述二号压力传感器（54）触发后能控制所述圆盖（7）旋转。