CN204414109U - 修理车间轮胎抓取机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种修理车间轮胎抓取机械手。包括升降机构、抓取机构，其特征是：所述升降机构包括主液压缸、连接在主液压缸的活塞杆下端的连接吊件；所述抓取机构包括设置在主液压缸下部并与所述连接吊件连接的副液压缸、固定安装在副液压缸缸体下端的安装板、三个分别铰接在安装板上的抓取臂、固定在副液压缸活塞杆下端的连接盘、三个分别铰接在连接盘上的支撑臂，三个抓取臂的下端分别连接有可旋转一定角度的爪子，三个支撑臂的另一端分别与对应的抓取臂铰接；三个抓取臂与安装板的铰接点均匀分布在与副液压缸同轴的同一圆周上。本实用新型结构简单、负载能力高、可对轮胎搬运实现抓取、抬升、放低、释放全套动作，轮胎径向变化适应能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种修理车间轮胎抓取机械手，主要用于车间轮胎搬运。
背景技术
轮胎搬运装置是在当今自动化设备广泛应用的大环境下应运而生的新型专项设备，是自动化立体仓库中最主要的作业机械，在修理车间轮胎搬运系统中占有非常重要的地位，而专用轮胎搬运机的关键性部位机械手也逐渐受到机械工业的重视。
在传统的轮胎搬运过程中，轮胎从一个工位到另一个工位的装卸和输送大多由人力来完成，不但效率较低、劳动强度也很大，而且容易发生意外事故。随着车载重量的不断增加，轮胎本身的重量也随之不断增大，靠人力很难满足在加工过程中轮胎的装卸和输送要求。人工搬运已远不能满足生产发展的需要，采用自动化的操作手段已成为必然的发展趋势。目前，国内外已经陆续出现了针对轮胎抓取的机械手产品的开发，但大都结构复杂，稳定性差，不具有断电保护功能，无法适应复杂恶劣的工作环境，因此急需设计一种简单可靠的轮胎抓取机械手。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种结构简单、负载能力高、可实现垂直抓取、轮胎径向变化适应能力强的轮胎抓取机械手。
本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种轮胎抓取机械手，包括升降机构、抓取机构，其特殊之处是：所述升降机构包括主液压缸、连接在主液压缸的活塞杆下端的连接吊件；所述抓取机构包括设置在主液压缸下部并与所述连接吊件连接的副液压缸、固定安装在副液压缸缸体下端的安装板、三个分别铰接在所述安装板上的抓取臂、固定在副液压缸活塞杆下端的连接盘、三个分别铰接在连接盘上的支撑臂，所述的三个抓取臂的下端分别连接有可旋转一定角度的爪子，所述的三个支撑臂的另一端分别与对应的抓取臂铰接；所述的 三个抓取臂与安装板的铰接点均匀布置在与副液压缸同轴的同一圆周上。
本实用新型中，升降机构用于控制轮胎的抬升和下方，抓取机构用于实现对轮胎的抓取和释放。抓取机构中，通过副液压缸的活塞杆的伸缩动作，可带动连接盘动作、与连接盘铰接的支撑臂及与支撑臂铰接的抓取臂同时动作，通过改变抓取臂与副液压缸间的夹角，实现抓取臂的张开或收拢。连接在抓取臂下端的爪子可在一定角度范围内旋转，当升降机构将爪子下放至与地面产生接触时，三件爪子所形成的外圆将轮胎包围在内，在抓取臂收拢时抓紧轮胎。升降机构和抓取机构中液压系统的使用使得机械手更容易实现断电保护。
进一步的方案是，所述抓取臂的下端设有销孔，所述爪子通过销轴与抓取臂连接，所述抓取臂上与爪子接触的位置设置有凹槽，所述爪子上设有凸台与抓取臂上的凹槽相配合。抓取臂和爪子采用凸台和凹槽配合，通过定义凸台在凹槽中的可运动范围可限制爪子相对抓取臂的转动角度。该结构设计中，处于待命状态的爪子可在限定的范围内自由旋转，在抬升轮胎的过程中，由于有重力的作用，爪子将自动旋转一定角度至初始状态，而无需对爪子进行主动控制。
为便于抓取轮胎，至少所述爪子的下端面的末端为斜面。通过该斜面设计，可保证在抓取轮胎时，爪子能更容易插入轮胎与地面的间隙中。
本实用新型结构简单，可对轮胎搬运实现抓取、抬升、放低、释放全套动作，抓取机构可根据轮胎外径的不同自行调整动作幅度，能够适用于多种规格的轮胎的抓取，其对轮胎径向变化适应能力强。本实用新型通过采用两组液压系统分别控制轮胎的抓取与释放及轮胎的抬升与下放，一方面保证了机械手动作的稳定性及可靠性，提高了机械手的负载能力，另一方面液压系统的选用使得机械手更容易实现断电保护，有利于提高使用安全性。此外，本实用新型通过对抓取臂与爪子之间的旋转副设计，利用凹槽对凸块旋转角度的限制实现了机构对爪子运动范围的限制，而无需对爪子进行主动控制，使得机械手整体结构更加简单，使用更加可靠。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中的升降机构的结构示意图；
图3是图1中的抓取机构的结构示意图；
图4是本实用新型中抓取臂的主视图；
图5是图4的俯视图；
图6是本实用新型中的爪子的主视图；
图7是图6的俯视图；
图8是爪子与抓取臂的配合示意图；
图中，1是升降机构，2是抓取机构，3是轮胎，11是主液压缸，12是活塞杆，13是连接吊件，14是销轴，21是副液压缸，22是活塞杆，23是安装板，24是抓取臂，25是支撑臂，26是连接盘，27是爪子，241是凹槽，271是凸台，a是凸台的一个侧面，b是凸台的另一个侧面，I是凹槽的初始端，I，是凹槽的终端。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明：
如附图所示，一种轮胎抓取机械手，包括升降机构1、抓取机构2，其中，升降机构1包括主液压缸11、连接吊件13，连接吊件13通过螺钉连接在主液压缸11的活塞杆12的下端。升降机构1的主液压缸11的顶部可铰接于外部安装处。抓取机构2包括副液压缸21、安装板23、三个抓取臂24、连接盘26、三个支撑臂25、三个爪子27，其中，安装板23为圆形板，其固定安装在副液压缸21的缸体下端，连接盘26固定安装在副液压缸21的活塞杆22的下端，三个抓取臂24的一端均通过销轴铰接在安装板23上，且所述的三个铰接点均匀分布在与副液压缸21同轴的同一圆周上，三个抓取臂24的下端均各连接有一个可旋转一定角度的爪子27，三个支撑臂25分别与三个抓取臂24对应，每个支撑臂25的两端分别与连接盘26和对应的抓取臂24通过销轴铰接。抓取机构2的副液压缸21上端通过销轴14与升降机构1的连接吊件13连接并悬挂在升降机构1的下方。
本实施例中，抓取臂24的下端设有销孔，爪子27通过销轴与抓取臂24连 接。在抓取臂24上其与爪子27接触的位置设置有凹槽241，爪子27上设有凸台271与抓取臂24上的凹槽241相配合，爪子27转动时，凸台271随之在凹槽241内转动，凸台271的运动范围由凹槽241对其进行限制，通过定义凸台271在凹槽241中的可运动范围来限制爪子27相对抓取臂24的转动角度。处于待命状态的爪子27可在限定的范围内自由旋转，当升降机构1将爪子27下放至与地面产生接触时，三件爪子27所形成的外圆将轮胎包围在内，爪子27在与地面的接触过程中自动调整姿态，使其自身更容易插入轮胎与地面的间隙中，在抬升轮胎的过程中，由于有重力的作用，爪子27将旋转一定角度至初始状态，此时，通过优化设计爪子27上的凸台271在抓取臂24的凹槽241中的运动范围可以确保轮胎可靠夹紧，而无需对爪子27进行主动控制。
为了便于抓取轮胎，至少爪子27的下端面的末端设计为斜面。通过该斜面的设计，可保证在抓取轮胎时，爪子27能更容易插入轮胎与地面的间隙中。
本实用新型采用两组液压系统进行控制，一组液压系统控制轮胎的抓取与释放，另一组液压系统控制轮胎的抬升与下放。
本实用新型的动作过程是：一个动作周期包括如下步骤：
第一步，轮胎抓取机械手在位于目标轮胎3垂直上方时处于初始状态，升降机构1中主液压缸11的活塞杆12处于收回状态，抓取机构2中的副液压缸21的活塞杆22适当伸出，使得目标轮胎内含于三个爪子27所围成的圆内，爪子27在重力作用下自由下垂，爪子27上的凸台271处于初始位置，凸台271的侧面a与凹槽241的I端贴合；
第二步，升降机构1中的主液压缸11的活塞杆12伸出，爪子27接触地面，爪子27在与地面接触的过程中自动旋转调整姿态，此时，爪子27上的凸台271的侧面a与凹槽241的I端脱离贴合，在此过程中抓取机构2保持其第一步中的状态不变；
第三步，抓取机构2中的副液压缸21的活塞杆22运动带动支撑臂25和抓取臂24动作，使抓取臂24收拢，从而使抓取臂24牢牢抓紧轮胎3；在此过程中，主液压缸11的活塞杆12与副液压缸21的活塞杆22协调动作，实现爪子 27的下端面的斜面始终与地面保持贴合，充分减小在爪子27运动过程中与地面产生的摩擦力；
第四步，升降机构1中的主液压缸11的活塞杆12缩回，将夹有轮胎3的抓取机构2抬升至一定高度，在抬升轮胎的过程中，在重力作用下，爪子27旋转一定角度至初始状态，凸台271的侧面a与凹槽241的I端贴合，此过程中副液压缸21的活塞杆22需保持静止不动；
第五步，当轮胎3被运输到指定位置后，副液压缸21的活塞杆22运动，抓取臂24张开，轮胎掉落。
至此，完成轮胎抓取与释放的一个动作周期。
当有紧急情况如断电等情况发生时，通过液压系统的合理设计可使机械手在断电情况下保持断电前状态，确保整个操作过程安全可靠。
本实用新型的其它部分采用已知技术，在此不再赘述。
Claims (3)
1.一种轮胎抓取机械手，包括升降机构(1)、抓取机构(2)，其特征是：所述升降机构(1)包括主液压缸(11)、连接在主液压缸(11)的活塞杆下端的连接吊件(13)；所述抓取机构(2)包括设置在主液压缸(11)下部并与所述连接吊件(13)连接的副液压缸(21)、固定安装在副液压缸(21)缸体下端的安装板(23)、三个分别铰接在所述安装板(23)上的抓取臂(24)、固定在副液压缸(21)活塞杆下端的连接盘(26)、三个分别铰接在连接盘(26)上的支撑臂(25)，所述的三个抓取臂(24)的下端分别连接有可旋转一定角度的爪子(27)，所述的三个支撑臂(25)的另一端分别与对应的抓取臂(24)铰接；所述的三个抓取臂(24)与安装板(23)的铰接点均匀分布在与副液压缸(21)同轴的同一圆周上。
2.根据权利要求1所述的轮胎抓取机械手，其特征：所述抓取臂(24)的下端设有销孔，所述爪子(27)通过销轴与抓取臂(24)连接，所述抓取臂(24)上与爪子(27)接触的位置设置有凹槽(241)，所述爪子(27)上设有凸台(271)与抓取臂(24)上的凹槽(241)相配合。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎抓取机械手，其特征：至少所述爪子(27)的下端面的末端为斜面。
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