CN205272023U - 用于夹取防撞梁的翻转机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于夹取防撞梁的翻转机械手，包括：水平运动组件，包括水平电机、水平传动件及水平连接板；垂直运动组件，安装于所述水平连接板上，所述水平连接板带动所述垂直运动组件水平运动；所述垂直运动组件包括垂直电机、垂直传动件及垂直连接板；及翻转组件，安装于所述垂直连接板上；所述翻转组件包括翻转电机及相对设置的气爪，相对设置的所述气爪能够夹取防撞梁，所述翻转电机驱动相对设置的所述气爪翻转。翻转组件能够将气爪中的防撞梁及其类似零件翻转所需的角度，并其固定，再通过水平运动组件带动其上的垂直运动组件运动，垂直运动组件带动其上的翻转组件运动，使得翻转机械手自动化程度高，便于抓取与翻转。

Description

用于夹取防撞梁的翻转机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，特别是涉及一种用于夹取防撞梁的翻转机械手。

背景技术

目前，防撞梁是用来减轻车辆受到碰撞时吸收碰撞能量的一种装置，主要包括主梁、吸能盒以及连接汽车的安装板。主梁、吸能盒都可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量，尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害，通过这样就发挥了它对车辆的保护作用。但是，为了将胶接好的防撞梁零件进行钻铆的操作工序，需要将防撞梁从输送线上抓取起来，再翻转90度固定，而目前的设备不能满足这种要求，不便于用户使用。

实用新型内容

基于此，有必要针对目前的防撞梁的输送与翻转不便的问题，提供一种能够便于防撞梁的输送与翻转的用于夹取防撞梁的翻转机械手。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种用于夹取防撞梁的翻转机械手，包括：

水平运动组件，包括水平电机、水平传动件及水平连接板，所述水平电机驱动所述水平传动件带动所述水平连接板水平运动；

垂直运动组件，安装于所述水平连接板上，所述水平连接板带动所述垂直运动组件水平运动；所述垂直运动组件包括垂直电机、垂直传动件及垂直连接板，所述垂直电机驱动所述垂直传动件带动所述垂直连接板垂直运动；及

翻转组件，安装于所述垂直连接板上，所述垂直连接板带动所述翻转组件垂直运动；所述翻转组件包括翻转电机及相对设置的气爪，相对设置的所述气爪能够夹取防撞梁，所述翻转电机驱动相对设置的所述气爪翻转。

在其中一个实施例中，所述用于夹取防撞梁的翻转机械手还包括横梁，所述翻转组件通过所述横梁安装于所述垂直连接板上。

在其中一个实施例中，所述翻转组件还包括调整气缸，所述调整气缸与所述气爪连接，所述调整气缸能够调整所述气爪的位置以抓取或者松开所述防撞梁。

在其中一个实施例中，所述翻转组件还包括电磁阀，所述电磁阀与所述调整气缸连接，所述电磁阀控制所述调整气缸伸出或者缩回，进而调整所述气爪抓取或者松开所述防撞梁时的位置。

在其中一个实施例中，所述翻转组件还包括防撞块，所述防撞块设置于所述气爪的下端，所述防撞块能够对所述垂直运动组件的垂直下降运动限位。

在其中一个实施例中，所述水平运动组件还包括水平位置检测传感器及水平支撑板，所述水平电机、所述水平传动件及所述水平位置检测传感器均安装于所述水平支撑板上，所述水平位置检测传感器能够检测所述水平传动件的运动位置；

所述垂直运动组件还包括垂直位置检测传感器及垂直支撑板，所述垂直电机、所述垂直传动件及所述垂直位置检测传感器均安装于所述垂直支撑板上，所述垂直位置检测传感器能够检测所述垂直传动件的运动位置；

所述翻转组件还包括翻转位置检测传感器，所述翻转位置检测传感器设置于所述横梁上。

在其中一个实施例中，所述水平电机、所述垂直电机与所述翻转电机均为具有刹车的步进电机。

在其中一个实施例中，所述水平传动件包括水平直线导轨及水平滚珠丝杠；

所述水平滚珠丝杠与所述水平电机的输出端连接，所述水平连接板安装于所述水平直线导轨上，所述水平电机驱动所述水平滚珠丝杠带动所述水平连接板沿所述水平直线导轨运动；

所述垂直传动件包括垂直直线导轨及垂直滚珠丝杠；

所述垂直滚珠丝杠与所述垂直电机的输出端连接，所述垂直连接板安装于所述垂直直线导轨上，所述垂直电机驱动所述垂直滚珠丝杠带动所述垂直连接板沿所述垂直直线导轨运动。

在其中一个实施例中，所述用于夹取防撞梁的翻转机械手还包括水平防护罩及垂直防护罩；

所述水平防护罩罩设所述水平直线导轨及所述水平滚珠丝杠；

所述垂直防护罩罩设所述垂直直线导轨及所述垂直滚珠丝杠。

在其中一个实施例中，所述用于夹取防撞梁的翻转机械手还包括底座，所述水平运动组件安装于所述底座上；

且，所述底座由铝合金材料制成。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手，结构设计简单合理，通过翻转组件的气爪夹取防撞梁及其类似零件的抓取，翻转组件能够将气爪中的防撞梁及其类似零件翻转所需的角度，并将防撞梁及其类似零件固定，再通过水平运动组件带动其上的垂直运动组件运动，垂直运动组件带动其上的翻转组件运动，使得本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手自动化程度高，便于零件的抓取、翻转与运输，便于使用。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的用于夹取防撞梁的翻转机械手的立体图；

图2为图1所示的用于夹取防撞梁的翻转机械手的主视图；

图3为图1所示的用于夹取防撞梁的翻转机械手中翻转组件翻转90°时的示意图；

图4为本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手的气动原理图；

其中：

100-用于夹取防撞梁的翻转机械手；

110-水平运动组件；

120-垂直运动组件；

130-翻转组件；131-气爪；132-调整气缸；

140-横梁；

150-底座；

160-拖链；

200-防撞梁。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1至图3，本实用新型提供了一种用于夹取防撞梁的翻转机械手100，用于夹取防撞梁200及其类似的零件，以便于防撞梁200及其类似的零件进行下一工序的操作加工。用于夹取防撞梁的翻转机械手100包括水平运动组件110、垂直运动组件120及翻转组件130。

本实用新型中，翻转组件130能带动其抓取的防撞梁200及其类似的零件做翻转运动；翻转组件130安装于垂直运动组件120上，垂直运动组件120能够做垂直运动，垂直运动组件120带动其上的翻转组件130一同做垂直运动；垂直运动组件120安装于水平运动组件110上，水平运动组件110能够做水平运动，即翻转组件130与垂直运动组件120均安装于水平运动组件110上，水平运动组件110带动其上垂直运动组件120与翻转组件130一同做水平运动。翻转组件130能够使防撞梁200及其类似的零件翻转至所需的角度，而水平运动组件110与垂直运动组件120能够将防撞梁200及其类似的零件输送到所需的位置，方便快捷，自动化程度高，便于使用。

具体的，水平运动组件110包括水平电机、水平传动件及水平连接板，水平电机驱动水平传动件带动水平连接板水平运动。水平电机为本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100的水平运动提供动力，水平电机的输出端与水平传动件连接，水平传动件能够传递水平电机的驱动力驱动水平连接板做水平运动。

垂直运动组件120安装于水平连接板上，水平连接板带动垂直运动组件120水平运动；垂直运动组件120包括垂直电机、垂直传动件及垂直连接板，垂直电机驱动垂直传动件带动垂直连接板垂直运动。水平连接板做水平运动时能够带动其上的垂直运动组件120一同做水平运动，同时，垂直运动组件120还可以做垂直运动，使得本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100的水平运动与垂直运动不会发生干涉现象，保证运动平稳。垂直电机为本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100的垂直运动提供动力，垂直电机的输出端与垂直传动件连接，垂直传动件能够传递垂直电机的驱动力驱动垂直连接板做垂直运动。

翻转组件130安装于垂直连接板上，垂直连接板带动翻转组件130垂直运动；翻转组件130包括翻转电机及相对设置的气爪131，相对设置的气爪131能够夹取防撞梁200，翻转电机驱动相对设置的气爪131翻转。翻转组件130能够带动其抓取的防撞梁200及其类似的零件做翻转运动，且，翻转的角度为0°～200°，以满足不同加工位置的使用需求。垂直连接板做垂直运动时能够带动其上的翻转组件130一同做垂直运动，同时，翻转组件130还可以做翻转运动，使得本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100的垂直运动与翻转运动不会发生干涉现象，保证运动平稳。翻转电机为本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100的翻转运动提供动力，翻转组件130还包括翻转臂，翻转臂安装于翻转电机的输出端上，气爪131通过翻转臂与翻转电机的输出端连接，进而翻转电机能够通过翻转臂控制相对设置的气爪131带动防撞梁200及其类似的零件翻转至所需角度，翻转后翻转电机自锁将防撞梁200及其类似的零件固定，以便于后续工序的操作。参见图3，本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100的气爪131夹取防撞梁200时的位置为图3所示的A位置，用于夹取防撞梁的翻转机械手100的翻转组件130翻转90°后，防撞梁200的位置为图3所示的B位置。

目前，防撞梁是用来减轻车辆受到碰撞时吸收碰撞能量的一种装置。但是，为了将胶接好的防撞梁零件进行钻铆的操作工序，需要将防撞梁从输送线上抓取起来，再翻转90度固定，而目前的设备不能满足这种要求，不便于用户使用。参见图1至图3，本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100通过翻转组件130的气爪131夹取防撞梁200及其类似零件的抓取，翻转组件130能够将气爪131中的防撞梁200及其类似零件翻转所需的角度，并将防撞梁及其类似零件固定，再通过水平运动组件110带动其上的垂直运动组件120运动，垂直运动组件120带动其上的翻转组件130运动，使得本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100自动化程度高，便于零件的抓取、翻转与运输，便于使用。

作为一种可实施方式，用于夹取防撞梁的翻转机械手100还包括底座150，水平运动组件110安装于底座150上；且，底座150由铝合金材料制成。底座150作为基础部件，用于支撑整个用于夹取防撞梁的翻转机械手100。底座150包括框架结构、侧板及顶板，侧板与顶板均安装于框架结构上。水平运动组件110安装于底座150的顶板上。底座150的框架结构采用铝合金型材通过连接件连接而成，底座150的侧板以及顶板采用高强度铝合金材料加工而成，确保整个底座150具有高刚度以及足够的稳定性。同时，底座150的支撑采用4个可调地脚盘，可以方便地调整底座150水平。此外，底座150还可以通过连接件与输送线基础进行连接固定。

作为一种可实施方式，用于夹取防撞梁的翻转机械手100还包括横梁140，翻转组件130通过横梁140安装于垂直连接板上。横梁140类似于悬臂梁结构，能够起到支撑作用，翻转组件130安装于横梁140的端部，通过横梁140支撑翻转组件130，使得翻转组件130固定牢靠，继而保证垂直连接板带动翻转组件130一同做垂直运动的同步性。进一步地，翻转组件130通过两个圆锥滚子轴承安装于横梁140的端部，圆锥滚子轴承能支撑翻转组件130，同时还能够保证翻转组件130的翻转运动不会与垂直运动组件120的垂直运动发生干涉。圆锥滚子轴承的轴向锁紧采用锁紧螺母来实现，确保圆锥滚子轴承固定可靠，不会发生轴向窜动。

作为一种可实施方式，翻转组件130还包括调整气缸132，调整气缸132与气爪131连接，调整气缸132能够调整气爪131的位置，以使气爪131能够抓取或者松开防撞梁200。调整气缸132调整气爪131的运动位置，气爪131是用来抓取或者松开防撞梁200及其类似零件。通过在相对设置的气爪131上设置调整气缸132来增加气爪131运动的自由度，扩展工作性能。另外，可以通过在气爪131增加末端执行器的数量以及改变末端执行器的形状来满足各种零件的抓取与翻转动作，以扩展及延伸本实用新型的翻转机械手的应用场合。具体的，调整气缸132的有效行程为60mm～80mm，具体可为75mm；气爪131的松夹行程为30mm～60mm。并且，水平运动组件110的水平运动行程为200mm±0.05mm；垂直运动组件120的垂直运动行程为200mm±0.05mm。最大抓取工件的重量为25Kg。

作为一种可实施方式，用于夹取防撞梁的翻转机械手100还包括电磁阀，电磁阀与调整气缸132连接，电磁阀控制调整气缸132伸出或者缩回，进而调整气爪131的位置以抓取或者松开防撞梁200。电磁阀为三位五通电磁阀，调整气缸132对应一个三位五通电磁阀，气爪131对应一个三位五通电磁换向阀。用于夹取防撞梁的翻转机械手100还包括气源，通过调压阀传输给三位五通电磁阀，且，具体的气动关系如下表所示，并参见图4，通过气源实现调整气缸132的同步动作，同样，气爪131也通过气源实现同步动作。通过三位五通电磁换向阀来控制气缸的伸出与缩回，控制气爪131的松开与抓取。并且，当电磁换向阀位于中位状态时，可以实现气缸或气爪131的自锁。

动作	1DT	2DT	3DT	4DT
					夹紧	-	+	+	-
松开	+	-	-	+
					自锁保持	-	-	-	-

参见图1至图3，作为一种可实施方式，翻转组件130还包括防撞块，防撞块设置于气爪131的下端，防撞块能够对垂直运动组件120的垂直下降运动限位。防撞块设置于翻转组件130的气爪131的下方，防撞块能起到防撞的作用，保证翻转组件130的可靠性。当垂直运动组件120带动翻转组件130向下做垂直运动时，防撞块能够防止翻转组件130撞到底座150的顶板上，保证翻转组件130运行平稳，进而保证整个用于夹取防撞梁的翻转机械手100运行的可靠性。

作为一种可实施方式，水平运动组件110还包括水平位置检测传感器及水平支撑板。水平支撑板能够起支撑作用，水平电机、水平传动件及水平位置检测传感器均安装于水平支撑板上，以支撑水平运动组件110中的其他零部件。垂直运动组件120还包括垂直位置检测传感器及垂直支撑板，垂直电机、垂直传动件及垂直位置检测传感器均安装于垂直支撑板上，以支撑垂直运动组件120中的其他零部件。翻转组件130还包括翻转位置检测传感器，翻转位置检测传感器设置于横梁140上。

水平位置检测传感器用于检测水平运动组件110是否运动到要求的指定位置，确保水平运动组件110的水平运动流程的正确执行，进而保证用于夹取防撞梁的翻转机械手100能够正确运行。具体的，水平位置检测传感器能够检测水平传动件的运动位置。垂直位置检测传感器用于检测垂直运动组件120是否运动到要求的指定位置，确保垂直运动组件120的垂直运动流程的正确执行，进而保证用于夹取防撞梁的翻转机械手100能够正确运行。具体的，垂直位置检测传感器能够检测垂直传动件的运动位置。翻转位置检测传感器用于检测翻转运动组件是否运动到要求的指定位置，确保翻转运动组件的翻转运动流程的正确执行，进而保证用于夹取防撞梁的翻转机械手100能够正确运行。具体的，翻转位置检测传感器能够检测气爪131的运动位置。

另外，水平位置检测传感器、垂直位置检测传感器及翻转位置检测传感器还可以对各自的水平运动组件110、垂直运动组件120及翻转组件130的各个极限位置进行限定，防止碰撞或者超行程运行。此外，翻转组件130的翻转角度是可变的，通过对翻转位置检测传感器的调整来满足不同角度的翻转固定，实现零件不同部位的加工要求。

作为一种可实施方式，水平电机、垂直电机与翻转电机均为具有刹车的步进电机。水平电机、垂直电机与翻转电机均采用带有刹车功能的步进电机，可以保证用于夹取防撞梁的翻转机械手100的水平运动组件110、垂直运动组件120及翻转组件130在任何位置停止，以便进行相应的作业工序。根据动作要求，水平运动组件110与垂直运动组件120最快运动速度为1m/s；翻转组件130的翻转动作要求在1s内完成90°的翻转，所以在翻转电机前增加减速器，以降低转速以及扩大翻转力矩。具体的，减速器的速比为50。

作为一种可实施方式，水平传动件包括水平直线导轨及水平滚珠丝杠；水平滚珠丝杠与水平电机的输出端连接，水平连接板安装于水平直线导轨上，水平电机驱动水平滚珠丝杠带动水平连接板沿水平直线导轨运动。水平连接板通过水平滚珠丝杠带动，并沿着水平直线导轨运动，以保证水平运动的平稳度。垂直传动件包括垂直直线导轨及垂直滚珠丝杠；垂直滚珠丝杠与垂直电机的输出端连接，垂直连接板安装于垂直直线导轨上，垂直电机驱动垂直滚珠丝杠带动垂直连接板沿垂直直线导轨运动。垂直连接板通过垂直滚珠丝杠带动，并沿着垂直直线导轨运动，以保证垂直运动的平稳度。

进一步地，用于夹取防撞梁的翻转机械手100还包括水平防护罩及垂直防护罩；水平防护罩罩设水平直线导轨及水平滚珠丝杠；垂直防护罩罩设垂直直线导轨及垂直滚珠丝杠。水平防护罩及垂直防护罩可以有效的防止灰尘以及碎屑进入水平直线导轨及水平滚珠丝杠、垂直直线导轨及垂直滚珠丝杠，确保整个用于夹取防撞梁的翻转机械手100的运动精度以及工作的可靠性。

本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100还包括拖链160，整个用于夹取防撞梁的翻转机械手100的电缆与管路均设置于拖链160中，防止水平运动组件110、垂直运动组件120及翻转组件130在运动时能够防止电缆与管路磨损和缠绕，防止电缆与管路损坏，进而保证用于夹取防撞梁的翻转机械手100运动安全可靠。

本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100的结构简单紧凑，具有4个运动自由度，可以很好地满足防撞梁200及类似零件的抓取翻转工序。水平运动组件110、垂直运动组件120及翻转组件130的水平运动、垂直运动及翻转运动分别通过水平电机、垂直电机及翻转电机控制来实现，气爪131的移动以及夹紧或松开通过电磁阀控制实现。本实用新型的用于夹取防撞梁的翻转机械手100可以广泛地应用于工业生产制造各个领域，可以大幅度提高企业生产流程的自动化程度。此外它的结构采用模块化柔性架构设计，后续各项功能扩展性强、操作及维护简单，具有广阔的市场应用前景。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，包括：

水平运动组件，包括水平电机、水平传动件及水平连接板，所述水平电机驱动所述水平传动件带动所述水平连接板水平运动；

垂直运动组件，安装于所述水平连接板上，所述水平连接板带动所述垂直运动组件水平运动；所述垂直运动组件包括垂直电机、垂直传动件及垂直连接板，所述垂直电机驱动所述垂直传动件带动所述垂直连接板垂直运动；及

翻转组件，安装于所述垂直连接板上，所述垂直连接板带动所述翻转组件垂直运动；所述翻转组件包括翻转电机及相对设置的气爪，相对设置的所述气爪能够夹取防撞梁，所述翻转电机驱动相对设置的所述气爪翻转。

2.根据权利要求1所述的用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，还包括横梁，所述翻转组件通过所述横梁安装于所述垂直连接板上。

3.根据权利要求2所述的用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，所述翻转组件还包括调整气缸，所述调整气缸与所述气爪连接，所述调整气缸能够调整所述气爪的位置以抓取或者松开所述防撞梁。

4.根据权利要求3所述的用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，所述翻转组件还包括电磁阀，所述电磁阀与所述调整气缸连接，所述电磁阀控制所述调整气缸伸出或者缩回，进而调整所述气爪抓取或者松开所述防撞梁时的位置。

5.根据权利要求4所述的用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，所述翻转组件还包括防撞块，所述防撞块设置于所述气爪的下端，所述防撞块能够对所述垂直运动组件的垂直下降运动限位。

6.根据权利要求5所述的用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，所述水平运动组件还包括水平位置检测传感器及水平支撑板，所述水平电机、所述水平传动件及所述水平位置检测传感器均安装于所述水平支撑板上，所述水平位置检测传感器能够检测所述水平传动件的运动位置；

所述垂直运动组件还包括垂直位置检测传感器及垂直支撑板，所述垂直电机、所述垂直传动件及所述垂直位置检测传感器均安装于所述垂直支撑板上，所述垂直位置检测传感器能够检测所述垂直传动件的运动位置；

所述翻转组件还包括翻转位置检测传感器，所述翻转位置检测传感器设置于所述横梁上。

7.根据权利要求1至6任一项所述的用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，所述水平电机、所述垂直电机与所述翻转电机均为具有刹车的步进电机。

8.根据权利要求7所述的用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，所述水平传动件包括水平直线导轨及水平滚珠丝杠；

所述水平滚珠丝杠与所述水平电机的输出端连接，所述水平连接板安装于所述水平直线导轨上，所述水平电机驱动所述水平滚珠丝杠带动所述水平连接板沿所述水平直线导轨运动；

所述垂直传动件包括垂直直线导轨及垂直滚珠丝杠；

所述垂直滚珠丝杠与所述垂直电机的输出端连接，所述垂直连接板安装于所述垂直直线导轨上，所述垂直电机驱动所述垂直滚珠丝杠带动所述垂直连接板沿所述垂直直线导轨运动。

9.根据权利要求8所述的用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，还包括水平防护罩及垂直防护罩；

所述水平防护罩罩设所述水平直线导轨及所述水平滚珠丝杠；

所述垂直防护罩罩设所述垂直直线导轨及所述垂直滚珠丝杠。

10.根据权利要求1所述的用于夹取防撞梁的翻转机械手，其特征在于，还包括底座，所述水平运动组件安装于所述底座上；

且，所述底座由铝合金材料制成。