CN206568159U - 机械搬运系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能够提高机械手的搬运效率和利用率，降低成本的机械搬运系统。该机械搬运系统，包括底座、大臂、拉臂、第一拉杆、连接块、小臂、第二拉杆、安装块、夹持器、控制系统；所述底座包括转动座和底盘；所述转动座绕转动座的中心线转动安装在底盘上；所述转动座上设置有驱动转动座转动的第一舵机；所述转动座上设置有第三舵机以及驱动大臂绕在大臂在转动座上铰接点转动的第二舵机；所述夹持器安装在安装块上；所述第一舵机、第二舵机、第三舵机以及夹持器均与控制系统电连接；所述控制系统控制第一舵机、第二舵机、第三舵机以及夹持器的启动和制动。采用该机械搬运系统，机械臂的灵活性好，搬运效率高，能够降低搬运成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及货物搬运领域，尤其是一种机械搬运系统。
背景技术
公知的：在搬运一些危险物品时，为了避免危险物品对工人造成伤害，一般都采用机械手臂进行搬运。然后现有常见搬运机械手通常是被单独考虑的，在输送装置将被搬运对象运送到位后，机械手检测到到位信号后，开始搬运动作，而且通常是面向单一输送装置，这样这类机械手的搬运效率和利用率未达到充分饱和。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够提高机械手的搬运效率和利用率，降低成本的机械搬运系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：机械搬运系统，包括底座、大臂、拉臂、第一拉杆、连接块、小臂、第二拉杆、安装块、夹持器、控制系统；所述底座包括转动座和底盘；所述转动座绕转动座的中心线转动安装在底盘上；所述转动座上设置有驱动转动座转动的第一舵机；
所述大臂的一端与转动座铰接，另一端与连接块铰接；所述拉臂一端与转动座铰接，另一端与连接块铰接；所述大臂与转动座和连接块的铰接以及拉臂与转动座和连接块的铰接形成铰接平行四边形机构；
所述第二拉杆一端与安装块铰接，另一端与连接块铰接；所述小臂一端与安装块铰接，另一端与第一拉杆铰接；所述小臂上靠近与第一拉杆铰接的位置与连接块铰接；所述小臂与连接块和安装块的铰接以及第二拉杆与连接块和安装块的铰接形成铰接平行四边形机构；
所述转动座上设置有第三舵机以及驱动大臂绕在大臂在转动座上铰接点转动的第二舵机；所述第三舵机具有转轴，所述转轴上设置有旋转块；所述第一拉杆一端与转轴上的旋转块铰接，形成曲柄连杆机构；另一端与小臂铰接；所述夹持器安装在安装块上；
所述第一舵机、第二舵机、第三舵机以及夹持器均与控制系统电连接；所述控制系统控制第一舵机、第二舵机、第三舵机以及夹持器的启动和制动。优选的，所述转动座包括两块侧板、以及设置在两块侧板之间的底板；所述底板上设置有与大臂铰接的支撑座；所述第一舵机设置在底板上，第一舵机具有转轴，所述第一舵机的转轴通过轴承转动安装在底盘上。
进一步的，所述拉臂、连接块以及第二拉杆均具有两块；两块连接块分别位于大臂的两侧；所述拉臂以及第二拉杆与连接块一一对应。
进一步的，所述大臂和小臂绕同一转轴与连接块铰接。
优选的，所述连接块为三角形，所述大臂在三角形的连接块的顶角与三角形的连接块铰接，所述拉臂以及第二拉杆分别在三角形的连接块的两个底角与三角形的连接块铰接；所述三角形的连接块颠倒设置，三角形的顶角位于两个底角的下方。
优选的，所述夹持器包括连接板、第四舵机、夹臂，第一连杆、第二连杆；所述夹臂一端设置有转动盘，另一端设置有圆弧夹紧段；所述转动盘的外圆周面上设置有齿；所述夹臂具有两个，两个夹臂的转动盘均绕转动盘的轴线转动安装在连接板上，两个转动盘齿轮配合；
所述连接板一端与安装块连接，另一端上安装有第四舵机；所述第二连杆一端与第四舵机具有的转动轴固定连接，另一端与第一拉杆的一端铰接，形成曲柄连杆机构；所述第一拉杆的另一端与转动盘铰接。
进一步的，所述夹臂上设置有橡胶夹紧杆，所述转动盘的转轴上固定安装有顶块；所述橡胶夹紧杆的中间位置与夹臂铰接，所述橡胶夹紧杆一端与顶块接触，且设置有使得橡胶夹紧杆紧贴顶块的拉紧弹簧；所述拉紧弹簧一端固定在转动盘上，另一端与橡胶夹紧杆连接。
进一步的，所述转动座上设置有支撑架；所述控制系统安装在支撑架上。
进一步的，所述控制系统包括数据接收装置、处理装置和数据输出装置，所述数据接收装置用于接收外界数据，所述处理装置用于处理数据接收装置接收的数据，所述数据输出装置用于将数据输出控制第一舵机、第二舵机以及第三舵机的启动和制动。
进一步的，所述底盘上设置有可拆卸的支腿。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的机械搬运系统，由于该机械搬运系统中存在两个铰接平行四边形机构，因此保证了机械臂的灵活性，能够使得夹持器快速的移动到相应的位置。通过控制系统控制机械手臂实现被运输对象在输送到机械手臂夹持位置的过程中机械手同时移动到夹持位置，从而能预先运动至最优的位置，从而充分提高机械手的搬运效率和利用率，相应地降低了成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例中机械搬运系统的立体图；
图2是本实用新型实施例中机械搬运系统的主视图；
图3是本实用新型实施例中机械搬运系统的俯视图；
图4是本实用新型实施例中底座的立体图；
图5是本实用新型实施例中底座的主视图；
图6是本实用新型实施例中夹持器的立体图；
图7是本实用新型实施例中夹持器的俯视图；
图8是本实用新型实施例中夹持器的主视图；
图9是本实用新型实施例中夹持器的仰视图；
图中标示：1-底座，2-大臂，3-拉臂，4-第一拉杆，5-连接块，6-小臂，7-第二拉杆，8-安装块，9-夹持器，91-连接板，92-第四舵机，93-夹臂，94-转动盘，95-第一连杆，96-第二连杆，97-齿，98-橡胶层，99-橡胶夹紧杆，910-拉紧弹簧，911-顶块，10-控制系统，11-侧板，12-轴承，13-第二舵机，14-底盘，15-底板，16-支撑架，17-第三舵机，18-旋转块，19-支撑座，20-第一舵机，21-支腿。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1至图9所示，本实用新型所述的机械搬运系统，包括底座1、大臂2、拉臂3、第一拉杆4、连接块5、小臂6、第二拉杆7、安装块8、夹持器9、控制系统10；所述底座1包括转动座和底盘14；所述转动座绕转动座的中心线转动安装在底盘14上；所述转动座上设置有驱动转动座转动的第一舵机20；
所述大臂2的一端与转动座铰接，另一端与连接块5铰接；所述拉臂3一端与转动座铰接，另一端与连接块5铰接；所述大臂2与转动座和连接块5的铰接以及拉臂3与转动座和连接块5的铰接形成铰接平行四边形机构；
所述第二拉杆7一端与安装块8铰接，另一端与连接块5铰接；所述小臂6一端与安装块8铰接，另一端与第一拉杆4铰接；所述小臂6上靠近与第一拉杆4铰接的位置与连接块5铰接；所述小臂6与连接块5和安装块8的铰接以及第二拉杆7与连接块5和安装块8的铰接形成铰接平行四边形机构；
所述转动座上设置有第三舵机17以及驱动大臂2绕在大臂2在转动座上铰接点转动的第二舵机13；所述第三舵机17具有转轴，所述转轴上设置有旋转块18；所述第一拉杆4一端与转轴上的旋转块18铰接，形成曲柄连杆机构；另一端与小臂6铰接；所述夹持器9安装在安装块8上；
所述第一舵机20、第二舵机13、第三舵机17以及夹持器9均与控制系统10电连接；所述控制系统10控制第一舵机20、第二舵机13、第三舵机17以及夹持器9的启动和制动。
所述夹持器9的主要作用是夹持物品，其中夹持器9可以采用现有的夹爪。所述夹持器9也可以根据夹持的物品选用对应的夹持装置。
所述大臂2与转动座和连接块5的铰接以及拉臂3与转动座和连接块5的铰接形成铰接平行四边形机构；以及所述小臂6与连接块5和安装块8的铰接以及第二拉杆7与连接块5和安装块8的铰接形成铰接平行四边形机构；中的“铰接平行四边形机构”是指四条拉杆形成平行四边形，并且每条拉杆收尾连接均为铰接。
在工作的过程中：
首先通过人工通过控制系统10使得夹持器9在被运输物品夹持去对物品进行夹持，在物品被夹持后通过控制系统10控制第一舵机20、第二舵机13以及第三舵机17启动，在需要调节角度时，启动第一舵机20，使得底座1转动；从而调节夹持器在水平方向上的角度，当需要调节上下高度和水平距离时，同时启动第二舵机13和第三舵机17，启动第二舵机13使得所述小臂6与连接块5和安装块8的铰接以及第二拉杆7与连接块5和安装块8的铰接形成的铰接平行四边形机构，发生高度和水平位移的移动。
启动第三舵机17由于所述第三舵机17具有转轴，所述转轴上设置有旋转块18；所述第一拉杆4一端与转轴上的旋转块18铰接，形成曲柄连杆机构；因此第三舵机17转动，会拉动第一拉杆4。通过第一拉杆4拉动从而使得所述小臂6上靠近与第一拉杆4铰接的位置与连接块5铰接；所述小臂6与连接块5和安装块8的铰接以及第二拉杆7与连接块5和安装块8的铰接形成的铰接平行四边形机构；发生高度和水平位移的移动；通过两个铰接平行四边形机构运动的叠加，实现夹持器9的高度和水平距离的调节，从而将物品快速的输送到相应的位置。输送到相应位置后，立即通过控制系统10控制第一舵机20、第二舵机13以及第三舵机17使得夹持器9快递的回到夹持区域内；为下次物品的运送做准备。
综上所述，本实用新型所述的机械搬运系统，由于该机械搬运系统中存在两个铰接平行四边形机构，因此保证了机械臂的灵活性，能够使得夹持器快速的移动到相应的位置。通过控制系统控制机械手臂实现被运输对象在输送到机械手臂夹持位置的过程中机械手同时移动到夹持位置，从而能预先运动至最优的位置，从而充分提高机械手的搬运效率和利用率，相应地降低了成本。
所述转动座可以为一体式转动座，一体式转动座制造困难，同时制造成本高，为了降低成本，便于生产制造，优选的，所述转动座包括两块侧板11、以及设置在两块侧板11之间的底板15；所述底板15上设置有与大臂2铰接的支撑座19；所述第一舵机20设置在底板15上，第一舵机20具有转轴，所述第一舵机20的转轴通过轴承12转动安装在底盘14上。转动座通过侧板11与底板15组合拼装而成，从而能够降低加工难度，降低制造成本。
由于夹持器9夹持的物品具有重量，为了保证机械搬运系统能够夹持较重的物品，同时保证结构的稳定性。进一步的，所述拉臂3、连接块5以及第二拉杆7均具有两块；两块连接块5分别位于大臂2的两侧；所述拉臂3以及第二拉杆7与连接块5一一对应。所述拉臂3以及第二拉杆7与连接块5一一对应是指一个拉臂3分别与一个第二拉杆7和一个连接块5铰接，形成一对一的关系。
为了简化结构，进一步的，所述大臂2和小臂7绕同一转轴与连接块5铰接。从而可以便于安装，减少铰接点，增加结构的稳定性。
所述连接块5可以采用多种形状，矩形、圆形等；为了便于加工，降低制造成本，优选的，所述连接块5为三角形，所述大臂2在三角形的连接块5的顶角与三角形的连接块5铰接，所述拉臂3以及第二拉杆7分别在三角形的连接块5的两个底角与三角形的连接块5铰接；所述三角形的连接块5颠倒设置，三角形的顶角位于两个底角的下方。
所述夹持器9的主要作用是夹持物品，其中夹持器9可以采用现有的夹爪。所述夹持器9也可以根据夹持的物品选用对应的夹持装置。
为了便于操作，同时实现快速夹持，提高夹持效率，优选的，如图7、8、9所示，所述夹持器9包括连接板91、第四舵机92、夹臂93，第一连杆95、第二连杆96；
所述夹臂93一端设置有转动盘94，另一端设置有圆弧夹紧段；所述转动盘94的外圆周面上设置有齿97；所述夹臂93具有两个，两个夹臂93的转动盘94均绕转动盘94的轴线转动安装在连接板91上，两个转动盘94齿轮配合；
所述连接板91一端与安装块8连接，另一端上安装有第四舵机92；所述第二连杆96一端与第四舵机92具有的转动轴固定连接，另一端与第一拉杆95的一端铰接，形成曲柄连杆机构；所述第一拉杆95的另一端与转动盘94铰接。
在需要进行夹持物品时，启动第四舵机92，由于所述第二连杆96一端与第四舵机92具有的转动轴固定连接，另一端与第一拉杆95铰接，形成曲柄连杆机构；因此第四舵机92转动，带动第一拉杆95拉动转动盘94转动，由于两个转动盘94齿轮配合；从而使得两个夹臂93的圆弧夹紧段闭合，从而实现对货物的夹持。
为了使得夹持器夹紧物品更加牢固，进一步的如图9所示，所述夹臂93上设置有橡胶夹紧杆99，所述转动盘94的转轴上固定安装有顶块911；所述橡胶夹紧杆99的中间位置与夹臂93铰接，所述橡胶夹紧杆99一端与顶块911接触，且设置有使得橡胶夹紧杆99紧贴顶块911的拉紧弹簧910；所述拉紧弹簧910一端固定在转动盘94上，另一端与橡胶夹紧杆99连接。
由于转动盘94的转轴在转动盘94转动的过程中不会发生转动，所述顶块911固定安装在转轴上，因此当转动盘94转动时，橡胶夹紧杆99会跟随一起转动，从而造成橡胶夹紧杆99与顶块911的位置发生变化，同时由于所述橡胶夹紧杆99的中间位置与夹臂93铰接，因此通过杠杆原理可知，橡胶夹紧杆99位于夹臂93夹口的一端向夹口转动，从而夹紧夹口内的物品。
为了便于控制系统10的安装，进一步的，所述转动座上设置有支撑架16；所述控制系统10安装在支撑架16上。
所述控制系统10的主要作用是实现对第一舵机20、第二舵机13以及第三舵机17和夹持器9的控制，所述控制系统10可以采用计算机，为了降低成本，同时便于无线远程操作，进一步的，所述控制系统10包括数据接收装置、处理装置和数据输出装置，所述数据接收装置用于接收外界数据，所述处理装置用于处理数据接收装置接收的数据，所述数据输出装置用于将数据输出控制第一舵机20、第二舵机13以及第三舵机17的启动和制动。具体的，所述控制系统10采用单片机ATmega16。
为了便于整个装置的安装，以及调整安装位置，进一步的，所述底盘14上设置有可拆卸的支腿21。
Claims (10)
1.机械搬运系统，其特征在于：包括底座(1)、大臂(2)、拉臂(3)、第一拉杆(4)、连接块(5)、小臂(6)、第二拉杆(7)、安装块(8)、夹持器(9)、控制系统(10)；所述底座(1)包括转动座和底盘(14)；所述转动座绕转动座的中心线转动安装在底盘(14)上；所述转动座上设置有驱动转动座转动的第一舵机(20)；
所述大臂(2)的一端与转动座铰接，另一端与连接块(5)铰接；所述拉臂(3)一端与转动座铰接，另一端与连接块(5)铰接；所述大臂(2)与转动座和连接块(5)的铰接以及拉臂(3)与转动座和连接块(5)的铰接形成铰接平行四边形机构；
所述第二拉杆(7)一端与安装块(8)铰接，另一端与连接块(5)铰接；所述小臂(6)一端与安装块(8)铰接，另一端与第一拉杆(4)铰接；所述小臂(6)上靠近与第一拉杆(4)铰接的位置与连接块(5)铰接；所述小臂(6)与连接块(5)和安装块(8)的铰接以及第二拉杆(7)与连接块(5)和安装块(8)的铰接形成铰接平行四边形机构；
所述转动座上设置有第三舵机(17)以及驱动大臂(2)绕在大臂(2)在转动座上铰接点转动的第二舵机(13)；所述第三舵机(17)具有转轴，所述转轴上设置有旋转块(18)；所述第一拉杆(4)一端与转轴上的旋转块(18)铰接，形成曲柄连杆机构；另一端与小臂(6)铰接；所述夹持器(9)安装在安装块(8)上；
所述第一舵机(20)、第二舵机(13)、第三舵机(17)以及夹持器(9)均与控制系统(10)电连接；所述控制系统(10)控制第一舵机(20)、第二舵机(13)、第三舵机(17)以及夹持器(9)的启动和制动。
2.如权利要求1所述的机械搬运系统，其特征在于：所述转动座包括两块侧板(11)、以及设置在两块侧板(11)之间的底板(15)；所述底板(15)上设置有与大臂(2)铰接的支撑座(19)；所述第一舵机(20)设置在底板(15)上，第一舵机(20)具有转轴，所述第一舵机(20)的转轴通过轴承(12)转动安装在底盘(14)上。
3.如权利要求1所述的机械搬运系统，其特征在于：所述拉臂(3)、连接块(5)以及第二拉杆(7)均具有两块；两块连接块(5)分别位于大臂(2)的两侧；所述拉臂(3)以及第二拉杆(7)与连接块(5)一一对应。
4.如权利要求1所述的机械搬运系统，其特征在于：所述大臂(2)和小臂(7)绕同一转轴与连接块(5)铰接。
5.如权利要求1所述的机械搬运系统，其特征在于：所述连接块(5)为三角形，所述大臂(2)在三角形的连接块(5)的顶角与三角形的连接块(5)铰接，所述拉臂(3)以及第二拉杆(7)分别在三角形的连接块(5)的两个底角与三角形的连接块(5)铰接；所述三角形的连接块(5)颠倒设置，三角形的顶角位于两个底角的下方。
6.如权利要求1所述的机械搬运系统，其特征在于：所述夹持器(9)包括连接板(91)、第四舵机(92)、夹臂(93)，第一连杆(95)、第二连杆(96)；
所述夹臂(93)一端设置有转动盘(94)，另一端设置有圆弧夹紧段；所述转动盘(94)的外圆周面上设置有齿(97)；所述夹臂(93)具有两个，两个夹臂(93)的转动盘(94)均绕转动盘(94)的轴线转动安装在连接板(91)上，两个转动盘(94)齿轮配合；
所述连接板(91)一端与安装块(8)连接，另一端上安装有第四舵机(92)；所述第二连杆(96)一端与第四舵机(92)具有的转动轴固定连接，另一端与第一拉杆(95)的一端铰接，形成曲柄连杆机构；所述第一拉杆(95)的另一端与转动盘(94)铰接。
7.如权利要求6所述的机械搬运系统，其特征在于：所述夹臂(93)上设置有橡胶夹紧杆(99)，所述转动盘(94)的转轴上固定安装有顶块(911)；所述橡胶夹紧杆(99)的中间位置与夹臂(93)铰接，所述橡胶夹紧杆(99)一端与顶块(911)接触，且设置有使得橡胶夹紧杆(99)紧贴顶块(911)的拉紧弹簧(910)；所述拉紧弹簧(910)一端固定在转动盘(94)上，另一端与橡胶夹紧杆(99)连接。
8.如权利要求1所述的机械搬运系统，其特征在于：所述转动座上设置有支撑架(16)；所述控制系统(10)安装在支撑架(16)上。
9.如权利要求1所述的机械搬运系统，其特征在于：所述控制系统(10)包括数据接收装置、处理装置和数据输出装置，所述数据接收装置用于接收外界数据，所述处理装置用于处理数据接收装置接收的数据，所述数据输出装置用于将数据输出控制第一舵机(20)、第二舵机(13)以及第三舵机(17)的启动和制动。
10.如权利要求1所述的机械搬运系统，其特征在于：所述底盘(14)上设置有可拆卸的支腿(21)。
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