CN203665548U - 无线桁架机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的无线桁架机械手，包括支撑立柱、横梁和滑台，滑台上设置有机械手臂、第一伺服驱动单元、第二伺服驱动单元和系统控制从站，第一、第二驱动单元分别驱使滑台、机械手臂运动；特征在于：沿横梁的长度方向设置有用于非接触式供电的初级电源线圈；滑台上固定有取电转换单元，取电转换单元上设置有通过与初级电源线圈的互感作用输出电能的次级取电线圈；系统控制从站上设置有无线信号收发单元。本实用新型的桁架机械手，沿横梁的长度方向上设置与供电电源相连接的初级电源线圈，实现了非接触式的无线供电和信号的无线收发，整个桁架机械手无需冗长的线缆和拖链，避免了因拖链过长下坠而引起的拖链、线缆间的磨损，降低了设备的维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无线桁架机械手，更具体的说，尤其涉及一种采用非接触式无线供电和无线信号收发的桁架机械手。
背景技术
目前市场上的桁架机械手有以下特点：一、动力电源从控制柜到执行机构用动力电缆连接。二、输入输出信号也是通过线缆进行连接。产品使用时要求外部电源接入电气柜给系统供电，机械手上的所有需电力驱动的元件、部件包括控制单元都需要通过实体线缆与电气柜联接获取电力。另外，在系统控制方面，所有信号采集及指令输出都要通过实体的信号线缆来实现。机械手臂在横梁上移动时，所有相关线缆、管路需要归纳到拖链内，与机械手臂一起运动。
在长距离的工件抓取及搬运使用场合下，传统桁架机械手的X轴行程非常大，这导致相关线缆、软管和拖链的长度都大幅增加，在机械手频繁的往复运动中，拖链及线缆频繁的摩擦及折弯，降低了使用寿命及安全系数，维护成本较大。另外，在设备维护及调试时，使用手持控制器需要拖着一条与主控柜相连的线缆在整条生产线上移动，大大降低了工作效率，且拖链过长会限制机械手的行走速度。
发明内容
本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种采用非接触式无线供电和无线信号收发的桁架机械手。
本实用新型的无线桁架机械手，包括支撑立柱、固定于支撑立柱顶端的横梁以及设置于横梁上的滑台，滑台上设置有机械手臂、第一伺服驱动单元、第二伺服驱动单元以及控制桁架机械手运行的系统控制从站，第一伺服驱动单元用于驱使滑台沿横梁长度方向运动，第二驱动单元用于驱使机械手臂运动；其特别之处在于：沿横梁的长度方向设置有用于非接触式供电的初级电源线圈，初级电源线圈与供电电源相连接；滑台上固定有取电转换单元，取电转换单元上设置有通过与初级电源线圈的互感作用输出电能的次级取电线圈；系统控制从站上设置有无线信号收发单元。
本实用新型的无线桁架机械手，所述机械手臂的末端设置有对工件进行抓取的机械手，滑台上设置有给机械手提供动力气源的空气压缩机。
本实用新型的无线桁架机械手，所述横梁上设置有齿条和两条导轨，滑台上设置有与横梁上的导轨相配合的滑块；第一伺服驱动单元包括伺服电机、减速机和齿轮，伺服电机的输出经减速机输出至齿轮，齿轮与横梁上的齿条相啮合。
本实用新型的无线桁架机械手，所述机械手臂与滑台通过滑块与导轨的相连接；第二伺服驱动单元包括伺服电机、减速机和齿轮，伺服电机的输出经减速机后通过齿轮与齿条相啮合的形式驱使机械手臂运动。
本实用新型的无线桁架机械手，还包括系统主控柜、用于给初级电源线圈提供电源的电源控制柜以及用于发送控制桁架机械手运行指令的手持控制器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的无线桁架机械手，沿横梁的长度方向上设置与供电电源相连接的初级电源线圈，滑台上设置与初级电源线圈经互感作用输出电能的取电转换单元，在滑台沿横梁移动对工件进行抓取作业的过程中，实现了对其非接触式的无线供电，避免了随滑台移动的供电线缆和拖链的采用。通过设置无线信号收发单元，实现了传感器信号和控制指令的无线收发，避免了信号线缆的采用。整个桁架机械手无需冗长的线缆和拖链，避免了因拖链过长下坠而引起的拖链、线缆间的磨损，降低了设备的维护成本。
采用无线通信技术可以使操作人员无需站在固定位置对机械手进行监控和操作，在调试时，人员可以拿着手持操作器跟随机械手到任意位置进行每一步的设置和调整，人员不再受控制器线缆的影响，随时随地对设备操控，有效提高了工作效率。
附图说明
图1为本实用新型的无线桁架机械手的立体结构示意图；
图2为本实用新型的无线桁架机械手左视图的结构示意图。
图中：1支撑立柱，2横梁，3初级电源线圈，4机械手臂，5第一伺服驱动单元，6系统控制从站，7无线信号收发单元，8空气压缩机，9滑台，10取电转换单元，11第二伺服驱动单元。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1和图2所示，分别给出了本实用新型的无线桁架机械手的立体图和左视图的结构示意图，其包括支撑立柱1、横梁2、滑台9、第一伺服驱动单元5、机械手柄4、第二伺服驱动单元11、系统控制从站6、无线信号收发单元7、初级电源线圈3、取电转换电源10、空气压缩机8。所示的支撑立柱1起固定和支撑作用，横梁2固定于支撑立柱1的顶端，根据生产线长度及设备尺寸确定横梁2长度及拼接数量，沿横梁2的长度方向每隔一定距离布置一根支撑立柱1，以保证所支撑的机械手4平稳运行。
横梁2上安装有齿条和两条互相平行的导轨，滑台9通过滑块与导轨的配合固定于横梁2上。第一伺服驱动单元5固定于滑台9上，其由伺服电机、减速机和齿轮组成，第一伺服驱动单元5的输出经减速机后，再通过齿轮与齿条的啮合驱使滑台9沿横梁2的长度方向运动。系统控制从站6、机械手臂4、取电转换单元10、空气压缩机8和第二伺服驱动单元11也均固定于滑台9上，并随滑台9一起运动。第二伺服驱动单元11也由伺服电机、减速机和齿轮组成，用于驱使机械手臂4相对于滑台9进行运动。
初级电源线圈3沿横梁2的长度方向设置，并与供电电源相连接。取电转换单元10上设置有与初级电源线圈3相配合的次级取电线圈，在滑台9运动和静止的过程中，次级取电线圈均能通过与初级电源线圈3的互感作用输出电能，以供滑台9上的用电设备之用。这样，就实现了对滑台上用电设备的非接触式无线供电，避免了电源线缆和拖链的使用。无线信号收发单元7设置于系统控制从站6上，并在系统控制从站6的作用下发送传感器采集的信号以及接收外部的控制指令，实现了数据的无线收发，避免了有线信号和控制线缆的使用。
机械手臂4的末端还设置有对工件进行抓取的机械手，空气压缩机8给机械手提供动力气源，保证机械手完成操作动作。由于在滑台9上设置有独立的空气压缩机8，而不是采用集中式气源，也就避免了冗长的气源管线的使用。为了保证整个无线桁架机械手的运行，还包括置于地面上的电源控制柜、系统主控柜和手持控制器，电源控制柜接外部电源，经整流、逆变后给初级电源线圈提供高频电源。手持控制器用于发送控制桁架机械手运行的控制指令。
本实用新型的整个桁架机械手无需冗长的线缆和拖链，避免了因拖链过长下坠而引起的拖链、线缆间的磨损，降低了设备的维护成本。
Claims (5)
1.一种无线桁架机械手，包括支撑立柱（1）、固定于支撑立柱顶端的横梁（2）以及设置于横梁上的滑台（9），滑台上设置有机械手臂（4）、第一伺服驱动单元（5）、第二伺服驱动单元（11）以及控制桁架机械手运行的系统控制从站（6），第一伺服驱动单元用于驱使滑台沿横梁长度方向运动，第二驱动单元用于驱使机械手臂运动；其特征在于：沿横梁的长度方向设置有用于非接触式供电的初级电源线圈（3），初级电源线圈与供电电源相连接；滑台上固定有取电转换单元（10），取电转换单元上设置有通过与初级电源线圈的互感作用输出电能的次级取电线圈；系统控制从站上设置有无线信号收发单元（7）。
2.根据权利要求1所述的无线桁架机械手，其特征在于：所述机械手臂（4）的末端设置有对工件进行抓取的机械手，滑台上设置有给机械手提供动力气源的空气压缩机（8）。
3.根据权利要求1或2所述的无线桁架机械手，其特征在于：所述横梁（2）上设置有齿条和两条导轨，滑台（9）上设置有与横梁上的导轨相配合的滑块；第一伺服驱动单元（5）包括伺服电机、减速机和齿轮，伺服电机的输出经减速机输出至齿轮，齿轮与横梁上的齿条相啮合。
4.根据权利要求1或2所述的无线桁架机械手，其特征在于：所述机械手臂（4）与滑台（9）通过滑块与导轨相连接；第二伺服驱动单元（11）包括伺服电机、减速机和齿轮，伺服电机的输出经减速机后通过齿轮与齿条相啮合的形式驱使机械手臂（4）运动。
5.根据权利要求1或2所述的无线桁架机械手，其特征在于：还包括系统主控柜、用于给初级电源线圈（3）提供电源的电源控制柜以及用于发送控制桁架机械手运行指令的手持控制器。
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