CN204431250U - 一种取料机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种取料机械手，包括机架；传动机构；取料装置；机架设有底座，底座上设有竖支架；竖支架顶部连接水平支架；水平支架设有水平传动装置；竖支架与水平支架之间以及竖支架与底座之间设有连接肋；水平支架上设有沿水平支架在水平方向上移动的竖向支撑板；竖向支撑板上设有竖向传动装置、取料装置；竖向传动装置驱动取料装置沿竖直方向移动，本实用新型的重量轻、刚性好；其精确传动系统无间隙、无空回、少摩擦、少磨损，提高了可靠性；各轴承采用预紧措施以保证传动精度和稳定性，滚珠丝杠传动，提高传动效率，起动和低速性能好，摩擦磨损小；且采用RV减速器，可缩短传动链。同时合理安排检测系统位置，进一步提高系统精度。

Description

一种取料机械手

技术领域

本技术方案涉及一种机械装置，具体地说是一种能够通过程序控制实现自动取料的机械手。

背景技术

机械手主要由执行机构、驱动系统以及位置检测装置等所组成。执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。驱动系统是驱动执行机构运动的的传动装置。常用的有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动等四种形式。控制系统由电器控制和射流控制两种。它支配着机械手按规定的程序运动。位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度到达设定位置。

机械手技术从诞生到现在，虽然只有短短三十几年的历史，但是它却显示了旺盛的生命力，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段，国内外都很重视它的应用和发展。目前国内进行工业机械设计的很多，还都以传统的设计方法为主，导致产品的设计周期长、成本高。不能满足工业机械使用的季节性、工作环境的多变性和用户要求的多样性，不能使工业机械的设计随着市场的需求而不断地转变，更无法在要求的较短周期内，开发出新的产品。我国在工业机械新技术创新方面还很薄弱，无法适应新世纪经济发展的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，体体积小，重量轻、刚性好且传动平稳、精度高的取料机械手。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种取料机械手，包括机架；传动机构；取料装置；所述的机架设有底座，所述的底座上设有竖支架；竖支架顶部连接水平支架；所述的水平支架设有水平传动装置；所述的竖支架与水平支架之间以及竖支架与底座之间设有连接肋；所述的水平支架上设有沿水平支架在水平方向上移动的竖向支撑板；竖向支撑板上设有竖向传动装置、取料装置；竖向传动装置驱动取料装置沿竖直方向移动。

作为对本技术方案的进一步改进，所述的水平传动装置包括水平电机；水平电机通过联轴器驱动水平丝杠、水平丝杠螺母；水平丝杠的通过水平轴承座、轴承连接在水平支架上；水平丝杠螺母与滑块固定连接；滑块的一侧连接竖向支撑板，竖向支撑板与水平支架之间设有间距；水平丝杠的两侧设有与滑块相配合的水平导轨。

作为对本技术方案的进一步改进，所述的竖向传动装置包括设置在竖向支撑板上的竖向驱动电机、竖向丝杠、竖向丝杠螺母；竖向丝杠螺母与料斗支撑架固定连接，料斗支撑架通过竖向滑块、竖向滑轨固定在竖向支撑板上。

作为对本技术方案的进一步改进，所述的取料装置设置在竖支架的底端，取料装置设有料斗支撑架，料斗支撑架上设有料斗；料斗的上方设有料斗翻转驱动装置；所述的料斗翻转驱动装置包括取料电机，取料电机通过钢性联轴器、输入轴驱动一对相啮合的圆柱齿轮；圆柱齿轮转动带动蜗杆和蜗轮转动，控制料斗的翻转。

作为对本技术方案的进一步改进，所述的料斗支撑架包括两个底部设有连接孔的侧板，所述的侧板之间设有横向连接板；所述的横向连接板与横向连接板之间设有竖向连接板。通过设置横向连接板与竖向连接板，可以保证侧板连接料斗的稳定性。

作为对本技术方案的进一步改进，所述的横向连接板、竖向连接板部分设有盖板。通过增加盖板，可以进一步增加侧板、横向连接板、竖向连接板之间相互连接的稳定性，保证工作过程中料斗工作的稳定性。

作为对本技术方案的进一步改进，所述的料斗的料斗本体呈V字形，料斗本体的底部为弧形；料斗本体的出料口设有挡料凸起；料斗本体上方设有三角形的连接部，连接部的顶端设有连接孔。通过设置挡料凸起，可以防止在移动过程中料液发生晃动溢出。

机械手在工作过程中，提高动作迅速度、定位准确性，因此需要进行动力学和运动学的计算，从而进行机械手的结构设计和传动链的设计。设计机械手时应考虑的因素很多，但从机械手的特点来分析有以下几点：

（1）抓重：是机械手所能抓取或搬运的最大重量。一般抓重1kg 以下的定为微型，1-5kg的定为小型，5-30kg 的定为中型，30kg 以上的定为大型。

（2）自由度和坐标型式：自由度是机械手的每一个构件相对固定坐标系所具有的独立运动自由度。因手指的夹放动作不能改变工件的位置和方位，故它不不计为自由度数，其它运动均计为自由度数。按机械手的不同运动形式及其组合情况，其坐标型式分为直角坐标式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式。机械手的自由度数和坐标形式应根据机械手现场具体的生产情况和工艺的要求而定。

（3）运动速度：它反应了机械手的生产水平，影响机械手动作快慢的主要运动是手臂的伸缩和回转运动。手臂的运动速度大小与机械手的驱动方式、定位方式、抓重大小和行程距离有关。手臂的运动对机械手的速度影响最大，因此，手臂的运动速度应根据生产节拍时间长短、生产过程的平稳性和定位精度等要求来确定。

工业机械手实际上可以视为由一系列关节组成，将坐标系固定在机械手的每个连杆关节处，形成了关节坐标系。机械手的位姿指的是连杆坐标系之间的位置和姿态，描述机械手位姿的方法有齐次变换法、矢量法等，齐次变换法有较直观的几何意义常用于解决机械手的运动学问题。

PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

本技术方案的机械手根据系统要求选择PLC型号为FX2N-32MR，FX系列PLC拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点；FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案；除输入出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC；内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至16K步。

丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，矩阵输入的读取，7段显示器输出等。数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。外部设备相互通信，串行数据传送，ASCII code印刷，HEX ASCII变换，校验码等。时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，本实用新型通过变频器控制电动机，本技术方案的变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据本技术方案电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：（1）重量轻、刚性好、惯性小的机械本体结构设计和制造技术一般采用精巧的结构设计及合理的空间布局，如把驱动电机安装在机座上，就可减少臂部惯量、增强机身刚性；在不影响使用性能的情况下，各种部件尽量采用空心结构。（2）精确传动轴系的设计、制造及调整技术由伺服电机直接驱动，实现无间隙、无空回、少摩擦、少磨损，提高刚性、精度、可靠性；各轴承采用预紧措施以保证传动精度和稳定性。（3）传动平稳、精度高、结构紧凑且效率高。滚珠丝杠传动，可提高传动效率且传动平稳，起动和低速性能好，摩擦磨损小；且采用RV减速器，可缩短传动链。同时合理安排检测系统位置，进一步提高系统精度。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式的结构示意图。

图2是本实用新型图1的左视图。

图3是本实用新型图1的俯视图。

图4是本实用新型图1中I部分的结构放大图。

图5是本实用新型图3中 II部分的结构放大图。

图6是本实用新型料斗支撑架的立体图。

图7是本实用新型料斗的立体图。

附图标记说明：1－水平支架；2－水平电机；3－联轴器；4－水平轴承座；5－轴承；6－水平丝杠；7－支架；8－支撑板；9－竖向丝杠；10－竖向丝杠螺母；11－竖向丝杠螺栓；12－竖向丝杠垫圈；13－支架螺母；14－支架螺栓；15－支架垫圈；16－取料电机；17－导轨；18－钢性联轴器；19－输入轴；20－取料轴承座；21－圆柱齿轮；22－蜗杆；23－圆螺母；24－蜗轮；25－料斗；26－水平导轨；27－水平丝杠螺母；28－滑块；29－螺钉；30－料斗支撑架；31－侧板；32－横向连接板；33－竖向连接板；34－盖板；35－连接部；36－挡料凸起；37－料斗本体。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明进一步描述，由于以下所述仅为该发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。

参见图1、图2、图3、图4和图5，本实用新型提供了一种取料机械手，包括机架；传动机构；取料装置；所述的机架设有底座，所述的底座上设有竖支架7；竖支架7顶部连接水平支架1；所述的水平支架1设有水平传动装置；所述的竖支架7与水平支架1之间以及竖支架7与底座之间设有连接肋；所述的水平支架1上设有沿水平支架1在水平方向上移动的竖向支撑板8；竖向支撑板8上设有竖向传动装置、取料装置；竖向传动装置驱动取料装置沿竖直方向移动。

所述的水平传动装置包括水平电机2；水平电机2通过联轴器3驱动水平丝杠6、水平丝杠螺母27；水平丝杠6的通过水平轴承座4、轴承5连接在水平支架1上；水平丝杠螺母27与滑块28固定连接；滑块28的一侧连接竖向支撑板8，竖向支撑板8与水平支架1之间设有间距；水平丝杠6的两侧设有与滑块28相配合的水平导轨26。

所述的竖向传动装置包括设置在竖向支撑板8上的竖向驱动电机、竖向丝杠9、竖向丝杠螺母10；竖向丝杠螺栓11；竖向丝杠垫圈12；竖向丝杠螺母10与料斗支撑架30固定连接，料斗支撑架30通过竖向滑块，通过支架螺母13；支架螺栓14；支架垫圈15使竖向滑轨固定在竖向支撑板8上。

所述的取料装置设置在竖支架7的底端，取料装置设有料斗支撑架30，料斗支撑架30上设有料斗25；料斗25的上方设有料斗25翻转驱动装置；所述的料斗翻转驱动装置包括取料电机16，取料电机16通过钢性联轴器18、输入轴19、导轨17、驱动一对相啮合的圆柱齿轮21；圆螺母23、螺钉29配合圆柱齿轮21转动带动蜗杆22和蜗轮24转动，控制料斗25的翻转。

结合图6可知，所述的料斗支撑架30包括两个底部设有连接孔的侧板31，所述的侧板31之间设有横向连接板32；所述的横向连接板32与横向连接板32之间设有竖向连接板33。横向连接板32与竖向连接板33相互垂直；所述的横向连接板32、竖向连接板33部分设有盖板34。

结合图7可知，所述的料斗25的料斗本体37呈V字形，料斗本体37的底部为弧形；料斗本体37的出料口设有挡料凸起36；料斗本体37上方设有三角形的连接部35，连接部35的顶端设有连接孔。

Claims (7)

1.一种取料机械手，包括机架；传动机构；取料装置；其特征在于：所述的机架设有底座，所述的底座上设有竖支架；竖支架顶部连接水平支架；所述的水平支架设有水平传动装置；所述的竖支架与水平支架之间以及竖支架与底座之间设有连接肋；所述的水平支架上设有沿水平支架在水平方向上移动的竖向支撑板；竖向支撑板上设有竖向传动装置、取料装置；竖向传动装置驱动取料装置沿竖直方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种取料机械手，其特征在于：所述的水平传动装置包括水平电机；水平电机通过联轴器驱动水平丝杠、水平丝杠螺母；水平丝杠的通过水平轴承座、轴承连接在水平支架上；水平丝杠螺母与滑块固定连接；滑块的一侧连接竖向支撑板，竖向支撑板与水平支架之间设有间距；水平丝杠的两侧设有与滑块相配合的水平导轨。

3.根据权利要求2所述的一种取料机械手，其特征在于：所述的竖向传动装置包括设置在竖向支撑板上的竖向驱动电机、竖向丝杠、竖向丝杠螺母；竖向丝杠螺母与料斗支撑架固定连接，料斗支撑架通过竖向滑块、竖向滑轨固定在竖向支撑板上。

4.根据权利要求3所述的一种取料机械手，其特征在于：所述的取料装置设置在竖支架的底端，取料装置设有料斗支撑架，料斗支撑架上设有料斗；料斗的上方设有料斗翻转驱动装置；所述的料斗翻转驱动装置包括取料电机，取料电机通过钢性联轴器、输入轴驱动一对相啮合的圆柱齿轮；圆柱齿轮转动带动蜗杆和蜗轮转动，控制料斗的翻转。

5.根据权利要求4所述的一种取料机械手，其特征在于：所述的料斗支撑架包括两个底部设有连接孔的侧板，所述的侧板之间设有横向连接板；所述的横向连接板与横向连接板之间设有竖向连接板。

6.根据权利要求5所述的一种取料机械手，其特征在于：所述的横向连接板、竖向连接板部分设有盖板。

7.根据权利要求6所述的一种取料机械手，其特征在于：所述的料斗的料斗本体呈V字形，料斗本体的底部为弧形；料斗本体的出料口设有挡料凸起；料斗本体上方设有三角形的连接部，连接部的顶端设有连接孔。