CN202726609U - 机械手设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机械手设备，其包括：机械手，用于操作待加工工件；驱动装置，与所述机械手可操作地联接，用于驱动所述机械手；控制装置，与所述驱动装置可操作地联接，用于控制所述驱动装置。本实用新型的机械手设备设计简单，造价低，普通技术工人容易学习如何操作，能够降低劳动强度，提高操作者的安全性和舒适程度，同时实现批量、快速的自动化生产，提高企业生产率。

Description

机械手设备

技术领域

本实用新型涉及一种机械手设备。更具体而言，本实用新型涉及工业生产线中使用的机械手设备，尤其是驱动器扣盖生产中使用的机械手设备。

背景技术

随着我国现代化建设事业的飞速发展，机械制造业作为社会发展的主要支柱也正在飞速的发展。但是中国制造业和国际先进水平还存在差距，我国制造业的劳动生产率比较低，能源消耗比较大，污染比较严重，产品以低端为主，附加价值不高。同时，随着改革开放带来的冲击，制造业的竞争日趋激烈。科技的快速发展给制造业带来了空前的技术变革。中国的制造业正从劳动密集型向着技术密集型转化。制造业的自动化和集成化对于企业而言至关重要。

数控技术是制造业实现自动化和集成化的重要基石，也是提高企业生产率和降低成本的重要手段。数控技术在我国制造业领域已广泛应用。随着数控技术的飞速发展，出现了带有自动换刀、自动上下料系统的加工中心，它是结合工业机器人技术和数控技术的产物，能大大提高产品的生产效率，提高产品的加工精度。目前各种机床，特别是数控机床，一般都有自动上下料装置，多采用数控机械手，并配备昂贵的数控伺服电机等系统。

大多数国内外的应用在数控机床上的机械手产品主要定位于中高端应用。为了达到所要求的通用性，这些机械手在结构、控制以及最后的制造上往往比较复杂，因此价格也比较昂贵。另外，由于我国的基础产业还跟不上快速发展的步伐，机械手的设计也还不够系统科学，我国企业目前主要停留在购买国外零部件拼装机械手的状态。国外的机械手往往操作也是适合外国人的操作习惯。想要让工人熟练操作这些机械手，还需要专门对这些人员进行培训。这使得机械手不仅生产成本高，而且使用成本、维护成本也较高。很多中小型制造企业望而却步。

然而正是在这些中小型企业中，随着竞争加剧，生产量增加，工作量加大，员工的疲劳强度加大，容易出现批量生产效率低等问题。如果将人力操作改为自动化或半自动化操作，可显著改善生产问题，增强市场竞争力，为企业带来非常好的效果。

有鉴于此，迫切需要一种设计简单、成本效率高、易于操作的机械手。

本实用新型正是针对上述迫切需要解决的技术问题做出的。

实用新型内容

本实用新型提供一种设计简单、成本效率高、易于操作的在工业生产线中使用的机械手设备，尤其是驱动器扣盖生产中使用的机械手设备。

本实用新型的另一个目的是提供一种小型化的机械手设备，其驱动装置的结构非常紧凑。

根据本实用新型的一个方面，提供一种机械手设备，其包括：

机械手，用于操作待加工工件；

驱动装置，与所述机械手可操作地联接，用于驱动所述机械手；

控制装置，与所述驱动装置可操作地联接，用于控制所述驱动装置。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述机械手包括基部、铰接到所述基部的至少两根夹紧杆和与所述夹紧杆对应数量的连接杆，每根连接杆的第一端部与相应的夹紧杆的中部铰接，每根连接杆的第二端部与所述驱动装置铰接，使得所述驱动装置能够通过使所述连接杆运动而实现所述机械手的夹紧杆的夹紧和松开。夹紧杆和连接杆的数量可以根据待加工工件的具体要求而确定。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述驱动装置包括气缸组件和与所述气缸组件连接的拉杆组件，所述连接杆的第二端部与所述驱动装置的拉杆组件铰接。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述气缸组件包括可伸缩的气缸和与所述气缸连接的气缸联接器，所述拉杆组件包括连接套、与所述连接套连接的拉杆和与所述拉杆连接的拉杆联接器，所述气缸联接器和所述连接套相连接，所述连接杆的第二端部与所述拉杆联接器铰接，使得所述气缸的伸缩动作通过所述拉杆传递到所述连接杆。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述驱动装置还包括用于驱动所述机械手转动的电机组件。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述电机组件包括电机、电机轴和安装在所述电机轴上的电机齿轮。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述驱动装置还包括夹紧套，所述夹紧套的中部安装有传动齿轮，所述传动齿轮与所述电机齿轮啮合，并且所述夹紧套的第一端部与所述机械手的基部连接，当所述电机转动时，电机齿轮带动所述传动齿轮以及所述夹紧套旋转，从而使得所述机械手旋转。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述拉杆的一部分从所述夹紧套的第二端部延伸穿过所述夹紧套并且所述拉杆联接器位于所述夹紧套的第一端部外，以与所述机械手的连接杆铰接。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述驱动装置还包括轴承支架组件，所述轴承支架组件包括轴承支架和附接到所述轴承支架的拉杆导滑防转装置，所述夹紧套的第二端部借助轴承受到轴承支架的可旋转的支撑，所述拉杆受到所述拉杆导滑防转装置的限制而只能随着所述气缸伸缩而不能旋转。优选的是，所述轴承为带防尘盖深沟轴承。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述拉杆上形成有切除部分，所述拉杆导滑防转装置上形成有相应形状的槽孔，所述切除部分与槽孔配合以允许所述拉杆伸缩而不能旋转。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述气缸组件还包括气缸支架，所述气缸支架通过气缸基座固定到所述驱动装置的驱动装置壳体的底板上，所述气缸固定到所述气缸支架。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述电机组件还包括电机支架，所述电机支架通过电机基座固定到所述驱动装置的驱动装置壳体的底板上，所述电机固定到所述电机支架。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述电机轴上还设置有用于支撑所述电机齿轮防止其脱落的防脱限位装置。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述防脱限位装置为端面轴承。当然，也可以是其它类型的轴承。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述机械手还包括固定到所述基部的至少一根定位杆。定位杆的数量可根据待加工工件的具体要求而确定。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述定位杆的端部固定安装有定位构件。或者，所述定位杆的端部一体形成有定位构件。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述定位构件选自如下的构件：定位支撑块、定位爪、定位钩、定位钳。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述夹紧杆的端部铰接有夹紧件，所述夹紧件选自如下的构件：夹紧块、夹紧爪、夹紧钩、夹紧钳。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述夹紧杆铰接到所述基部的侧臂上，并且所述定位杆固定到所述基部的其它侧臂上。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述基部的中央具有用于将所述机械手安装到所述驱动装置上的开口。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述控制装置通过连接部件固定连接到所述驱动装置的驱动装置壳体的侧部，所述机械手连接到所述驱动装置的驱动装置壳体的前侧。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述控制装置通过能够调节所述控制装置和所述驱动装置之间相对位置的可调连接部件连接到所述驱动装置的驱动装置壳体的侧部，所述机械手连接到所述驱动装置的驱动装置壳体的前侧。在一种实施方式中，所述连接部件为带有多个卡槽的连接杆，并且所述控制装置上具有卡钩。在另一种实施方式中，所述控制装置包括能够控制所述可调连接部件的操作位置调节杆。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述控制装置还包括用于将所述控制装置锁定在所选择的位置处的锁定机构。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述控制装置包括控制面板。所述控制面板上可具有多种功能部件。在一种实施方式中，所述控制面板上具有用于启动所述控制装置的启动钮。为此，所述控制面板上还可具有电源指示灯。

在另一种实施方式中，所述控制面板上具有用于在出现紧急情况时使所述机械手设备紧急停用的急停钮。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述控制面板上具有用于使所述控制装置在自动控制模式、手动控制模式和暂停模式之间转换的控制模式调节钮。为此，所述控制面板上还可具有暂停指示灯。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述控制面板上包括用于控制所述机械手夹紧和松开工件的扳柄。替代地，所述控制装置可包括用于控制所述机械手夹紧和松开工件的脚踏板。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述控制面板上还包括用于指示所述机械手对工件的夹紧程度的夹紧程度指示器。在一种实施方式中，所述夹紧程度指示器为刻度盘。在另一种实施方式中，所述夹紧程度指示器为颜色条形指示器。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述控制装置根据本实用新型的机械手设备，其中，所述驱动装置包括带有可调节支脚的驱动装置壳体。当然，支脚也可以是固定的。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述夹紧套与所述基部通过键和键槽连接在一起。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述传动齿轮通过键和键槽与所述夹紧套连接在一起。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述连接杆的第一端部与相应的夹紧杆的中部形成的凸耳铰接。

根据本实用新型的机械手设备，其中，所述拉杆导滑防转装置为L型板结构，所述L型板结构的上端形成有槽孔。

本实用新型的机械手设备设计简单，造价低，普通技术工人容易学习如何操作，能够降低劳动强度，提高操作者的安全性和舒适程度，同时实现批量、快速的自动化生产，提高企业生产率。

此外，本实用新型的机械手设备的驱动装置的结构非常紧凑，使得整个设备的占地面积较小。

附图说明

本实用新型的各个方面和优点可以通过下面参照附图所给出的优选实施方式的描述而更加清楚。附图中相同的附图标记表示相同的构件。其中：

图1为根据本实用新型的一种实施方式的机械手设备的立体图。

图2为图1中所示机械手设备的控制装置的立体图。

图3为图2中所示控制装置的替代实施方式的立体图。

图4a和图4b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的部分立体图和侧视图。

图5a和图5b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的电机组件的立体图和侧视图。

图6a和图6b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的气缸组件的立体图和侧视图。

图7a和图7b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的轴承支架组件的立体图和侧视图。

图8a和图8b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的拉杆组件的立体图和侧视图。

图9a和图9b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的电机组件、气缸组件、拉杆组件和轴承支架组件组装到底板上的立体图。

图10a和图10b分别示出了电机齿轮的防脱限位装置的立体图和侧视图。

图11为图1中所示机械手设备的驱动装置的加紧套的立体图。

图12a、图12b和图12c分别示出了机械手设备的一种实施方式的机械手和部分驱动装置。

具体实施方式

图1示出了根据本实用新型的一种实施方式的机械手设备的立体图。机械手设备1能够在操作员的操作下方便地操作工件，有效地降低操作员的劳动强度，提高生产效率。如图1所示的机械手设备1包括机械手10、与机械手10可操作地联接的驱动装置50以及与驱动装置50和机械手10可操作地联接的控制装置200。在图1所示的优选实施方式中，驱动装置50位于驱动装置壳体内，控制装置200在驱动装置壳体的左侧联接到驱动装置壳体，机械手10联接到驱动装置壳体的前侧。在操作时，操作员可以站在控制装置200前用一只手进行控制，同时用另一只手方便地操作夹持在机械手10上的工件300(参见图9a和图9b)。

图2为图1中所示机械手设备1的控制装置200的立体图。该控制装置200包括控制装置外壳201、控制面板202和连接部件203。控制装置外壳201为大致矩形，容纳着用于控制驱动装置50驱动机械手10的电气元件和线路。控制面板202位于控制装置外壳201的前侧，上面安装着各种控制部件，包括但不限于图中所示出的部件。

图2所示的控制面板202上包括启动钮206，用于启动控制装置200。在通过启动钮206，启动控制装置200后，控制面板202上的电源指示灯208会点亮，指示操作员控制装置200的开/关状态。此外，控制面板202上还包括急停钮205，用于在出现紧急情况时使机械手设备紧急停用。控制面板202上还包括控制模式调节钮207。该控制模式调节钮207用于使得控制装置200在自动控制模式、手动控制模式和暂停模式之间转换。当该控制模式调节钮207被调节到自动控制模式位置时，控制装置200可自动地控制驱动装置50完成对机械手10的操作，而无需操作员操作控制装置200。当该控制模式调节钮207被调节到手动控制模式位置时，操作员可手动控制该控制装置200，根据需要对驱动装置50进行操作，实现机械手10的人为控制。当需要使得机械手10的操作暂停时，可将该控制模式调节钮207调到暂停模式，便于操作员对于机械手和工件的操作。而且此时，控制面板202上的暂停指示灯209会被点亮，以指示控制装置200的暂停状态。

在图2所示的控制面板202上还包括扳柄204，其位于控制面板202的下侧，用于夹紧和松开工件。在图示的实施方式中，当向左侧扳动扳柄204时会使得驱动装置50操作机械手10夹紧工件，当向右侧扳动扳柄204时会使得驱动装置50操作机械手10松开工件。当然，本实用新型并不限于所示的例子，扳柄204的配置可以是向右侧扳动为使得机械手10夹紧工件，向左侧扳动为使得机械手10松开工件。扳柄204也可以不是如图所示地朝下，而是朝上，只要能操作驱动装置50实现所述功能即可。另外，在一种实施方式中，扳柄可由脚踏板(未示出)所代替。使用与机械手设备的控制装置连接的脚踏板可以解放操作者的手，让操作者更方便地操作工件。

虽然图2中未示出，但是本实用新型的控制装置200的控制面板202还可包括夹紧程度指示器210，例如其可以是形成在控制面板202上的刻度盘的形式(如图3所示)。当然，该夹紧程度指示器210还可以是其他能够指示夹紧程度的指示器，诸如颜色条形指示器等。

图2中还示出了控制装置200与驱动装置50的驱动装置壳体连接的连接部件203。虽然在图1和图2中示出的实施方式中，连接部件203使得控制装置200与驱动装置50固定连接，但是可以理解，本实用新型不限于此。不同操作者的高矮可能不同，或者即使身高相同，每个人所习惯的操作位置也不会相同，为了方便不同操作员操作，连接部件203可为可调连接部件，能够方便地调节控制装置200与驱动装置50之间的相对位置。

在一种实施方式中，连接部件203可以简单地被制成带有多个卡槽的连接杆(图中未显示)，通过将控制装置200上的相应卡钩卡到不同的卡槽中来调节控制装置200与驱动装置50之间的相对位置。

在另一种实施方式中，控制面板202上可包括操作位置调节杆(图中未显示)。通过向上、下、左、右各个方向扳动该操作位置调节杆可上、下、左、右地调节控制装置200相对于驱动装置50在上、下、左、右方向上的相对位置，同时通过向外拉出该操作位置调节杆可向操作者拉近控制装置200，向内推进操作位置调节杆可向远离操作者的方向运动控制装置200。

当然，通过操作位置调节杆调节了控制装置200相对于驱动装置50的驱动装置壳体的位置之后，可使得控制装置200卡在该位置以保持相对位置的固定。在优选的实施方式中，控制装置200还包括锁定机构(图中未显示)，用于将控制装置200锁定在所选择的控制位置处。

仍参照图1，驱动装置50包括了驱动装置壳体。该驱动装置壳体为大致矩形，当然其不限于该形状，只要能够容纳驱动装置的各个组件即可。优选地，驱动装置壳体可包括四个可调节支脚100(如图9a和9b所示)，其可根据支撑表面的情况进行调节来使得驱动装置处于平稳的状态。当然，本实用新型不限于此。在替代的实施方式中，该驱动装置壳体可以包括高的或者矮的固定支脚。

图4a和图4b分别为图1中所示机械手设备1的驱动装置50的部分立体图和侧视图。该驱动装置50的驱动装置壳体包括前面板51、底板52、两个侧板、顶板和后板。驱动装置50的各个组件就容纳在该驱动装置壳体中。图4a为从驱动装置的后侧看的视图。在图4a所示的机械手设备1中，驱动装置50的驱动装置壳体51被部分拆除并且移除了各组件。图4a中示出了前面板51和与之连接的底板52。在前面板51和底板52的连接的角部处分别设置筋板54，以增强连接的稳定性。当然，该筋板54不是必须的。在前面板51的大致中央部分具有开口53。如图所示，该开口53优选为台阶孔，用作机械手10和驱动装置50之间连接的通道。在底板52上设置有用于安装气缸组件70(图6a和图6b)的气缸基座55、用于安装轴承支架组件80(图7a和图7b)的轴承基座56和用于安装电机组件60(图5a和图5b)的电机基座57。气缸基座55、轴承基座56和电机基座57上均形成有安装孔，用于接收诸如螺栓、螺钉等紧固件，以便安装这些组件。

下面将参照各附图对驱动装置50的各个组件进行描述。

图5a和图5b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的电机组件的立体图和侧视图。电机组件用于使机械手旋转。在图示的例子中，电机组件60包括电机61和电机支架64。如图5a和5b所示，电机61包括电机主体62和电机轴63。电机支架64包括竖板65和横板66。竖板65上形成有安装孔69，用于接收电机61的电机轴63。横板66上形成有四个安装孔。组装时，将电机组件60置于驱动装置50的底板52的电机基座57上，使得诸如螺栓或者螺钉的紧固件68插入横板66的安装孔中并进入电机基座57上的孔中，由此将二者固定在一起。电机轴63上可安装电机齿轮67。但是，本领域技术人员可以理解，电机支架不限于上述具有横板和竖板的结构，其可以是适于支撑电机的任何适当结构。

优选的是，电机组件还包括用于防止电机齿轮67位置变动或者脱离电机轴63的防脱限位装置。图10a和图10b分别示出了根据本实用新型的一种实施方式的电机齿轮的防脱限位装置的立体图和侧视图。图中所示的防脱限位装置110为端面轴承，其用于支撑电机齿轮67，防止其脱落。当然，防脱限位装置不限于此，本领域技术人员可以想到其它能够防止电机齿轮位置变动或者脱离电机轴的部件，诸如轴肩部、限位凸出部等等。

电机组件的电机在受到控制装置的指令旋转时，可带动电机齿轮转动，电机齿轮又将旋转运动传递到机械手，使得机械手按照需要旋转。

图6a和图6b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的气缸组件的立体图和侧视图。气缸组件可产生伸缩运动，由其它组件将该伸缩运动传递到机械手，最终使得机械手夹紧和松开。在如图6a和6b所示的实施方式中，气缸组件70包括气缸71、气缸支架72和气缸联接器77。气缸支架72包括竖板73和横板74。优选地，气缸支架72还包括连接着竖板73和横板74的加强用的筋板75。但是该基板75不是必须的。竖板73包括用于供气缸联接器77通过的孔76以及用于接收将气缸71固定到气缸支架72的紧固件的孔。横板74上形成有多个安装孔，用于与气缸基座55的连接。当然，如前所述，气缸支架的结构不限于这种横板和竖板的结构，只要其能够支持气缸组件即可。在组装时，将该气缸组件70置于驱动装置50的底板52的气缸基座55上，使得诸如螺钉或螺栓的紧固件78穿过横板74上的安装孔进入到气缸基座55上的安装孔中，从而将气缸组件70固定到气缸基座55上。安装在气缸支架上的气缸联接器77与如下所述的拉杆组件连接，在气缸组件70的气缸71进行伸缩动作时，将伸缩运动传递到机械手，从而使机械手夹紧和松开。

图8a和图8b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的拉杆组件的立体图和侧视图。拉杆组件用于将气缸组件的气缸的伸缩动作传递到机械手，以实现机械手的夹紧和张开。在如图8a和8b所示的实施方式中，拉杆组件90包括拉杆92、与拉杆92的第一端92A连接的连接套91、和与拉杆92的第二端92B连接的拉杆联接器93。其中，连接套91与气缸组件70的气缸联接器77相连接，拉杆联接器93与机械手10相连接。当气缸组件的气缸71接收到控制装置200的指令，进行伸缩运动时，使得通过连接套91与之相连的拉杆92随着做伸缩运动，拉杆92的伸缩运动又通过与机械手相连的拉杆联接器93传递到机械手，从而使得机械手能够夹紧和张开。

借助驱动装置50的电机组件60可以实现机械手10的旋转，借助气缸组件70和拉杆组件90可以实现机械手10的夹紧和张开。换言之，根据本实用新型的机械手设备中包含了两套运动系统，一套是旋转系统，使得机械手旋转，另一套是夹紧和张开系统。本领域技术人员可以理解，旋转系统的结构与夹紧和张开系统的结构可以是结合在一起的，也可以是分开的。分开结构也可以将所需的运动传递到机械手。结合在一起的结构不仅可以将所需的运动传递到机械手，还可以使得整个机械手设备的体积小型化，具备了更多优点。因此，本说明书中着重参照附图说明旋转系统与夹紧和张开系统结合在一起的结构。

图11具体示出了图1中所示机械手设备的驱动装置的夹紧套的立体图。该夹紧套将上述旋转系统与夹紧和张开系统的结构结合在一起，使得机械手设备体积更加小型化。当然，该夹紧套不是必须的，分开的旋转系统与夹紧和张开系统结构同样可以将所需运动传递到机械手。在图11所示的实施方式中，夹紧套120包括了多个部分，例如第一端部123和第二端部121以及中间部分122。在中间部分122上形成有键槽124，在第一端部123上形成有键槽125，第二端部121受到如下所述的轴承支架组件的支撑。夹紧套120的第一端部123与机械手10通过键和键槽连接。传动齿轮130带有键，通过将键装配到夹紧套120的中间部分122的键槽124内，传动齿轮130装配到夹紧套120上。传动齿轮130可与电机组件60的电机齿轮67啮合而传递旋转运动。在电机61驱动电机齿轮67旋转时，传动齿轮130带动夹紧套120旋转。夹紧套120的旋转又使得机械手10旋转。同时，拉杆组件90的拉杆92的一部分从夹紧套120的第二端部121延伸穿过该夹紧套并伸出该夹紧套(参见图9b)，拉杆联接器93在夹紧套120的第二端部123外连接到拉杆，并且该拉杆联接器93与机械手10相连，由此而将气缸71的伸缩运动通过拉杆92和拉杆联接器93传递到机械手，使得机械手10能够张开和夹紧。

图7a和图7b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的轴承支架组件的立体图和侧视图。如图所示，轴承支架组件80包括轴承支架81。轴承支架81包括轴承支架本体82、形成于轴承支架本体82上部的轴承孔83以及从轴承支架本体82底部向两侧伸出的凸台84。每个凸台84上形成有安装孔，用于接收诸如螺栓或螺钉的紧固件87。在组装时，轴承支架组件80置于轴承基座56上，并通过将诸如螺钉或者螺栓的紧固件87插入穿过凸台84上的安装孔进入到轴承基座56的孔中而将轴承支架组件80固定到轴承基座56上。该轴承支架组件80用于借助轴承94(见图9a和图9b)可旋转地支撑夹紧套120(见图9a、图9b和图11)，以实现在电机带动电机齿轮和传动齿轮旋转时允许夹紧套120随着旋转从而导致机械手旋转。优选地，轴承94为带防尘盖深沟轴承。当然，本领域技术人员可以理解，轴承支架组件不限于图示的结构，其可以是适于可旋转地支撑夹紧套的任何结构，诸如不带凸台的支架等。轴承94也不限于带防尘盖深沟轴承。

如图7a和图7b所示，优选地，轴承支架组件80还包括拉杆导滑防转装置85。图示的拉杆导滑防转装置85为L型的板结构，加厚的下端部分通过螺钉等紧固件固定到轴承支架81的轴承支架本体82的一侧上(图7a和图7b)，板的上端形成有U型的槽孔86，该槽孔86大致与轴承孔83的中央对准。优选的是，在图8a和图8b所示的拉杆组件的实施方式中，拉杆92的第一端92A的两侧形成有切除部分95，使得拉杆92在该段的横截面不是整圆。这样，在拉杆92穿过支撑于轴承支架组件80的夹紧套120时，拉杆92的切除部分95与拉杆导滑防转装置85的U型槽孔86配合，由于横截面的上述结构，使得拉杆92不能随着夹紧套的旋转而旋转，只能随着气缸的伸缩运动而进行伸缩运动。

在图7a和图7b所示的实施方式中，拉杆导滑防转装置85的L型板结构的下端加厚的部分使得该拉杆导滑防转装置与轴承支架本体82具有间隙，防止轴承94和夹紧套120与拉杆导滑防转装置之间出现诸如摩擦等干扰。由此可见，该拉杆导滑防转装置不限于L型的板结构，只要其下端略厚能够与轴承94和夹紧套120之间保持一个间隙即可。另外，本领域技术人员可以想到拉杆92和拉杆导滑防转装置85配合允许拉杆92伸缩运动而阻止其旋转的其它方式。例如，拉杆92可只在一侧包括切除部分，并且拉杆导滑防转装置85上端的槽孔的形状与拉杆的截面形状配合。只要在夹紧套120旋转时，由于拉杆导滑防转装置85的作用，部分位于夹紧套120内的拉杆92并不随着转动，但是仍然能够进行伸缩运动即可。

图9a和图9b分别为图1中所示机械手设备的驱动装置的电机组件、气缸组件、拉杆组件和轴承支架组件组装到底板上的立体图。在图9a和图9b中，机械手10抓持着工件300，诸如待组装的驱动器产品。电机组件60安装在电机基座57上，气缸组件70安装在气缸基座55上，轴承支架组件80安装在轴承基座56上。夹紧套120在第二端部121(参见图11)借助轴承94受到轴承支架81的支撑(参见图9b)。夹紧套120的第一端部123(参见图11)从驱动装置50的前面板51的开口53伸出。电机齿轮67能够与受到轴承支架组件80支撑的夹紧套120的中部处的传动齿轮130啮合，从而在电机61旋转时带动电机齿轮67、传动齿轮130、并由此带动夹紧套120和机械手10旋转。拉杆组件90一端连接到气缸组件70，其拉杆92的一部分延伸穿过夹紧套120并且拉杆联接器93位于夹紧套120的第一端部123之外与机械手连接。在气缸组件70的气缸71伸缩时，带动拉杆组件90的拉杆92运动，从而使得机械手10松开和夹紧。由于受到拉杆导滑防转装置的限制，拉杆92只传递伸缩运动而不转动。

图12a、图12b和图12c分别示出了机械手设备的一种实施方式的机械手和部分驱动装置。如图所示，机械手10包括了机械手基部11。在基部11的中央部分形成有开口12，开口12中也形成有键槽(未显示)，通过键以及开口12中的键槽和夹紧套120的第一端部123中的键槽的连接，可使得机械手10的基部11与夹紧套120的第一端部123连接在一起。电机61的旋转带动电机齿轮67旋转，电机齿轮67又带动传动齿轮130旋转，传动齿轮130的旋转带动夹紧套120旋转，由此带动机械手10的基部11旋转。

此外，在图12a、图12b和图12c所示的实施方式中，从基部11延伸出一对侧臂14、14，在侧臂14的每个臂上铰接有夹紧杆15，在夹紧杆15的端部又铰接有夹紧件17。在图12a、图12b和图12c中所示的实施方式中，该夹紧件17是夹紧块。但是，本实用新型不限于此，该夹紧件17可以是根据待加工工件需要的任何夹紧构件，诸如夹紧爪、夹紧钩、夹紧钳等。夹紧杆可以实现机械手的夹紧和张开动作。

优选地，从基部11还延伸出一对侧臂13、13。当然，两对侧臂可具有相同的长度或者不同的长度，可根据实际加工的工件的情况确定。在所给出的实施方式中，每个侧臂13在与基部11垂直的方向上通过紧固件连接(例如螺栓、紧固螺钉等)或者焊接等方式固定安装有定位杆16。在定位杆16的端部通过紧固件连接(例如螺栓、紧固螺钉等)或者焊接等方式固定安装有定位件18，用于在加工工件时对工件进行定位。在图12a、图12b和图12c中所示的实施方式中，该定位件18是定位支撑块。但是，本实用新型不限于此，该定位件18可以是根据待加工工件需要而确定的任何定位构件，诸如定位爪、定位钩、定位钳等。而且，定位杆16和定位件18可以是一体制成的。当然，本领域技术人员可以理解，定位杆不是必须的，但是有定位杆能够更好地实现工件定位。

在所给实施方式中，夹紧杆15和夹紧件17的松开和夹紧动作由连接杆19控制。连接杆19的第一端部19B与夹紧杆17中部、诸如一体形成的凸耳20铰接，第二端部19A与延伸穿过夹紧套120的拉杆组件90的拉杆联接器93铰接(如图1和图12c所示)。这样，在气缸组件70的气缸71伸缩时，带动拉杆组件90的拉杆92运动，拉杆92端部的拉杆联接器93又带动连接杆19运动，从而使得机械手10的松开和夹紧。

在气缸71伸出时，拉杆92朝着靠近操作者的方向运动，带动连接杆19的第二端部19A朝着靠近操作者的方向运动。由于连接杆19的两个端部19A和19B均为铰接连接，而杆长固定，据此，连接杆19除了第二端部19A的朝着靠近操作者的方向运动，整根杆还转动，由于夹紧杆15与侧臂14之间也为铰接，因此，夹紧杆15以与侧臂14的铰接处为枢转点向外张开，使得机械手10松开。反过来，在气缸71缩回时，拉杆92朝着远离操作者的方向运动，带动连接杆19的第二端部19A朝着远离操作者的方向运动。由于连接杆19的两个端部19A和19B均为铰接连接，而杆长固定，据此，连接杆19除了第二端部19A的朝着远离操作者的运动，整根杆还转动，由于夹紧杆15与侧臂14之间为铰接，因此，夹紧杆15以与侧臂14的铰接处为枢转点被向内拉动，使得机械手10夹紧。

但是，本领域技术人员可以理解，机械手10不限于上述结构。例如，在一种实施方式中，机械手10不包括侧臂13、13、14、14。并且基部11可以为任何形状，只要该基部11的中部形成有用于安装到夹紧套120的开口12且能够安装夹紧部件和定位部件即可。定位杆16在与基部11垂直的方向上通过紧固件连接(例如螺栓、紧固螺钉等)或者焊接等方式固定安装到基部11。定位杆16的数量也不限于两个，可以是一个、三个或四个或更多个，可以根据待加工的工件的需要而定，例如在图1所示的机械手设备中，定位杆16为三根，而在图12a、12b和12c所示的机械手设备中，定位杆16为两根。定位件18在定位杆16的端部通过紧固件连接(例如螺栓、紧固螺钉等)或者焊接等方式固定安装，用于在加工工件时对工件进行定位。该定位件18可以是根据待加工工件需要的任何定位构件，诸如定位支撑块、定位爪、定位钩、定位钳等。替代地，定位杆16和定位件18可以是一体制成的。夹紧杆15在一个端部处直接铰接到基部11上，在夹紧杆15的另一个端部处铰接有夹紧件17。该夹紧件17可以是根据待加工工件需要的任何夹紧构件，诸如夹紧块、夹紧爪、夹紧钩、夹紧钳等。夹紧杆15的数量也不限于两个，可以是三个或四个或更多个，可以根据待加工的工件的需要而定。相应地，可根据夹紧杆15的数量确定控制夹紧杆的连接杆19的数量，用于控制机械手10的夹紧和松开。

工业实用性

根据本实用新型的机械手可用于生产线生产，特别是用于诸如驱动器(如图9a和图9b所示)扣盖加工的生产线。

在目前的生产加工模式下，在驱动器扣盖加工的生产线上，驱动器300在生产扣盖工位由操作者将驱动器300一个面的螺钉固定好后，再拿起驱动器300旋转到另一个面将螺钉固定好，直到将驱动器300的三个面螺钉全部固定好后，方可移交下一个工位，此生产方式不适合自动化、批量生产，且驱动器300每台有3公斤重，每天工作8小时需要移动1吨半重的驱动器，操作者的劳动强度大，到下午的时候效率明显降低。

可以利用本实用新型的机械手设备来解决上述问题。驱动器300放在机械手10上后，操作者将控制装置200上的扳柄204扳到夹紧位置上，气缸组件70接到命令后，气缸71收缩，气缸71的收缩拉动拉杆92使机械手10的夹紧杆15被向内拉动并将驱动器300夹紧，此时操作者可以将驱动器300的一面上的螺钉固定好，固定好螺钉后控制装置200会发出命令给电机组件60，使得电机61旋转，电机61的旋转带动电机齿轮67旋转，由此使得与电机齿轮67啮合的传动齿轮130旋转，传动齿轮130的旋转带动夹紧套120的旋转，使得与之连接的机械手10的基部11旋转一个角度，例如在本例中为90°，机械手10夹着驱动器300旋转90°后停止，此时操作者可将旋转后的面上的螺钉拧紧，重复以上的动作可以将驱动器300各个面上的所有螺钉拧紧。操作者在整个过程中只需站在本实用新型的机械手设备之前，用一只手操作控制装置200上的扳柄或者按钮，另一只手操作工具拧紧螺钉。驱动器300的旋转既可手动操作控制装置200完成，也可自动完成，无需操作者搬动驱动器300，省时省力。

通过采用本实用新型的机械手设备代替人工，在加工过程中不仅可以大幅减轻操作者的劳动强度，提高操作人员的安全性和舒适程度，而且还提高了生产自动化水平，提高了生产率。同时，由于本实用新型的机械手设备的设计合理，使用简单方便，无需对操作者进行长时间的专门培训，还降低生产成本和使用成本。能为企业带来更好的效益。

以上通过例子描述了本实用新型的各个方面和优点，但是，本领域技术人员可以理解，本实用新型不限于此，在不背离本实用新型的精神和宗旨的条件下，可以对其进行各种变型和修改。

Claims (44)

1.一种机械手设备，其特征在于其包括：

机械手，用于操作待加工工件；

驱动装置，与所述机械手可操作地联接，用于驱动所述机械手；

控制装置，与所述驱动装置可操作地联接，用于控制所述驱动装置。

2.如权利要求1所述的机械手设备，其特征在于，所述机械手包括基部、铰接到所述基部的至少两根夹紧杆和与所述夹紧杆对应数量的连接杆，每根连接杆的第一端部与相应的夹紧杆的中部铰接，每根连接杆的第二端部与所述驱动装置铰接，使得所述驱动装置能够通过使所述连接杆运动而实现所述机械手的夹紧杆的夹紧和松开。

3.如权利要求2所述的机械手设备，其特征在于，所述驱动装置包括气缸组件和与所述气缸组件连接的拉杆组件，所述连接杆的第二端部与所述驱动装置的拉杆组件铰接。

4.如权利要求3所述的机械手设备，其特征在于，所述气缸组件包括可伸缩的气缸和与所述气缸连接的气缸联接器，所述拉杆组件包括连接套、与所述连接套连接的拉杆和与所述拉杆连接的拉杆联接器，所述气缸联接器和所述连接套相连接，所述连接杆的第二端部与所述拉杆联接器铰接，使得所述气缸的伸缩动作通过所述拉杆传递到所述连接杆。

5.如权利要求3或4所述的机械手设备，其特征在于，所述驱动装置还包括用于驱动所述机械手转动的电机组件。

6.如权利要求5所述的机械手设备，其特征在于，所述电机组件包括电机、电机轴和安装在所述电机轴上的电机齿轮。

7.如权利要求6所述的机械手设备，其特征在于，所述驱动装置还包括夹紧套，所述夹紧套的中部安装有传动齿轮，所述传动齿轮与所述电机齿轮啮合，并且所述夹紧套的第一端部与所述机械手的基部连接，当所述电机转动时，所述电机齿轮带动所述传动齿轮以及所 述夹紧套旋转，从而使得所述机械手旋转。

8.如权利要求7所述的机械手设备，其特征在于，所述拉杆的一部分从所述夹紧套的第二端部延伸穿过所述夹紧套并且所述拉杆联接器位于所述夹紧套的第一端部外，以与所述机械手的连接杆铰接。

9.如权利要求8所述的机械手设备，其特征在于，所述驱动装置还包括轴承支架组件，所述轴承支架组件包括轴承支架和附接到所述轴承支架的拉杆导滑防转装置，所述夹紧套的第二端部借助轴承受到轴承支架的可旋转的支撑，所述拉杆受到所述拉杆导滑防转装置的限制而只能随着所述气缸伸缩而不能旋转。

10.如权利要求9所述的机械手设备，其特征在于，所述拉杆上形成有切除部分，所述拉杆导滑防转装置上形成有相应形状的槽孔，所述切除部分与槽孔配合以允许所述拉杆伸缩而不能旋转。

11.如权利要求7所述的机械手设备，其特征在于，所述气缸组件还包括气缸支架，所述气缸支架通过气缸基座固定到所述驱动装置的驱动装置壳体的底板上，所述气缸固定到所述气缸支架。

12.如权利要求6所述的机械手设备，其特征在于，所述电机组件还包括电机支架，所述电机支架通过电机基座固定到所述驱动装置的驱动装置壳体的底板上，所述电机固定到所述电机支架。

13.如权利要求9所述的机械手设备，其特征在于，所述轴承为带防尘盖深沟轴承。

14.如权利要求6所述的机械手设备，其特征在于，所述电机轴上还设置有用于支撑所述电机齿轮防止其脱落的防脱限位装置。

15.如权利要求14所述的机械手设备，其特征在于，所述防脱限位装置为端面轴承。

16.如权利要求2所述的机械手设备，其特征在于，所述机械手还包括固定到所述基部的至少一根定位杆。

17.如权利要求16所述的机械手设备，其特征在于，所述定位杆的端部固定安装有定位构件。 

18.如权利要求16所述的机械手设备，其特征在于，所述定位杆的端部一体形成有定位构件。

19.如权利要求17或18所述的机械手设备，其特征在于，所述定位构件选自如下的构件：定位支撑块、定位爪、定位钩、定位钳。

20.如权利要求2所述的机械手设备，其特征在于，所述夹紧杆的端部铰接有夹紧件。

21.如权利要求20所述的机械手设备，其特征在于，所述夹紧件选自如下的构件：夹紧块、夹紧爪、夹紧钩、夹紧钳。

22.如权利要求16所述的机械手设备，其特征在于，所述夹紧杆铰接到所述基部的侧臂上，并且所述定位杆固定到所述基部的其它侧臂上。

23.如权利要求2所述的机械手设备，其特征在于，所述基部的中央具有用于将所述机械手安装到所述驱动装置上的开口。

24.如权利要求1所述的机械手设备，其特征在于，所述控制装置通过连接部件固定连接到所述驱动装置的驱动装置壳体的侧部，所述机械手连接到所述驱动装置的驱动装置壳体的前侧。

25.如权利要求1所述的机械手设备，其特征在于，所述控制装置通过能够调节所述控制装置和所述驱动装置之间相对位置的可调连接部件连接到所述驱动装置的驱动装置壳体的侧部，所述机械手连接到所述驱动装置的驱动装置壳体的前侧。

26.如权利要求25所述的机械手设备，其特征在于，所述连接部件为带有多个卡槽的连接杆，并且所述控制装置上具有卡钩。

27.如权利要求25所述的机械手设备，其特征在于，所述控制装置包括能够控制所述可调连接部件的操作位置调节杆。

28.如权利要求25-27中任一项所述的机械手设备，其特征在于，所述控制装置还包括用于将所述控制装置锁定在所选择的位置处的锁定机构。

29.如权利要求1所述的机械手设备，其特征在于，所述控制装置包括控制面板。 

30.如权利要求29所述的机械手设备，其特征在于，所述控制面板上具有用于启动所述控制装置的启动钮。

31.如权利要求30所述的机械手设备，其特征在于，所述控制面板上具有用于在出现紧急情况时使所述机械手设备紧急停用的急停钮。

32.如权利要求31所述的机械手设备，其特征在于，所述控制面板上具有电源指示灯。

33.如权利要求29所述的机械手设备，其特征在于，所述控制面板上具有用于使所述控制装置在自动控制模式、手动控制模式和暂停模式之间转换的控制模式调节钮。

34.如权利要求33所述的机械手设备，其特征在于，所述控制面板上具有暂停指示灯。

35.如权利要求29所述的机械手设备，其特征在于，所述控制面板上包括用于控制所述机械手夹紧和松开工件的扳柄。

36.如权利要求35所述的机械手设备，其特征在于，所述控制面板上还包括用于指示所述机械手对工件的夹紧程度的夹紧程度指示器。

37.如权利要求36所述的机械手设备，其特征在于，所述夹紧程度指示器为刻度盘。

38.如权利要求36所述的机械手设备，其特征在于，所述夹紧程度指示器为颜色条形指示器。

39.如权利要求1所述的机械手设备，其特征在于，所述控制装置包括用于控制所述机械手夹紧和松开工件的脚踏板。

40.如权利要求1所述的机械手设备，其特征在于，所述驱动装置包括带有可调节支脚的驱动装置壳体。

41.如权利要求7所述的机械手设备，其特征在于，所述夹紧套与所述基部通过键和键槽连接在一起。

42.如权利要求7所述的机械手设备，其特征在于，所述传动齿轮通过键和键槽与所述夹紧套连接在一起。 

43.如权利要求2所述的机械手设备，其特征在于，所述连接杆的第一端部与相应的夹紧杆的中部形成的凸耳铰接。

44.如权利要求10所述的机械手设备，其特征在于，所述拉杆导滑防转装置为L型板结构，所述L型板结构的上端形成有槽孔。 

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