CN207344591U - 四方位多角度快速取件机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种四方位多角度快速取件机械手，其包括机架、电箱、位于Z轴方向的横走导向机构、位于X轴方向的引拔机构以及位于Y轴方向的机械手。本实用新型实现了多角度、多方位的运动操作，使产品能进行复杂的动作，移动范围增大，提高了工作效率和应用市场的广泛性；同时改善了驱动皮带的配合方式，减少对零件的加工要求度，使皮带的配合断裂情况显著提高。

Description

四方位多角度快速取件机械手

技术领域

本实用新型属于机械手取物设备，具体涉及一种四方位多角度快速取件机械手，用于自动抓取注塑产品、机床上下料、取物搬运等。

背景技术

机械手是近年来发展迅猛的高科技自动化装置，它是工业机器人的一个重要分支。机械手主要由操作机(本体)、控制器、驱动器和检测装置组成，是一种可编程自动控制的仿人操作过程，能在三维空间内完成各种重复作业的操作，提高生产效率和产品质量，改善劳动力起到重要的作用。

在传统式机械手市场中，横走机械手占据机械手的百分之八十以上，通常以坐标形式结构出现，操作自由度局限性很大(工作范围较小)。由于大多驱动方式以皮带驱动为主，在机械机构配合中，又很难达到高精度使其正常皮带配合，导致皮带断裂现象屡见不鲜，从而造成生产事故。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种四方位多角度快速取件机械手，实现多角度、多方位的运动操作，使产品能进行复杂的动作，移动范围增大，提高工作效率和应用市场的广泛性；同时改善驱动皮带的配合方式，减少对零件的加工要求度，使皮带的配合断裂情况显著提高。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

四方位多角度快速取件机械手，其包括机架、电箱、位于Z轴方向的横走导向机构、位于X轴方向的引拔机构以及位于Y轴方向的机械手；

所述横走导向机构包括位于机架上的横梁、位于横梁上的Z轴向滑动组件、 Z轴向驱动机构和X轴向驱动机构；

所述引拔机构包括位于X轴向的引拔梁、位于引拔梁上的X轴线滑动组件以及Y轴驱动机构；

所述机械手包括Y轴向的连接梁、位于连接梁上的Y轴向滑动组件、固定在Y轴向滑动组件上的手臂部分和连接在手臂部分下端的取件手；

所述Z轴向驱动机构与Z轴向滑动组件连接，并为Z轴向滑动组件在Z轴方向上的往复运动提供动力；所述X轴向驱动机构与X轴线滑动组件连接，并为X轴线滑动组件在X轴方向上的往复运动提供动力；所述Y轴驱动机构与Y 轴向滑动组件连接，并为Y轴向滑动组件在Y轴方向上的往复运动提供动力。

作为进一步的方案，本实用新型所述的Z轴向滑动组件包括固定在横梁上的一对相互平行的Z轴向线性滑轨、位于其中一个Z轴向线性滑轨内侧且与Z 轴向线性滑轨平行的齿条、滑动连接在Z轴向线性滑轨的第一滑块以及固定在第一滑块上的Z轴向滑动座，所述X轴向驱动机构连接在Z轴向滑动座上；所述Z轴向驱动机构包括第一伺服电机、第一变速电机、连接在第一变速电机输出轴上的传动齿轮，所述传动齿轮与所述齿条啮合。

作为进一步的方案，本实用新型所述的X轴向驱动机构包括固定在Z轴向滑动座上的引拔连接座、第二伺服电机、第二变速电机、与第二变速电机输出轴连接的第一同步带驱动轮；所述X轴线滑动组件包括位于引拔梁上的一对X 轴向线性轨道、滑动连接在X轴向线性轨道的第二滑块、固定在第二滑块上的 X轴向滑动座，所述Y轴驱动机构固定在X轴向滑动座上；所述第一同步带驱动轮位于引拔连接座上，所述引拔梁内两端设置有第一皮带轮，第一皮带轮上绕有第一同步带，所述第一同步带在引拔连接座内绕在所述第一同步带驱动轮上；所述第二滑块固定在第一同步带上。

作为进一步的方案，本实用新型所述的Y轴向滑动组件包括位于连接梁上的一对Y轴向线性轨道、滑动连接在Y轴向线性轨道的第三滑块、固定在第三滑块上的手臂滑动座，所述手臂部分固定在手臂滑动座上。

作为进一步的方案，本实用新型所述的Y轴驱动机构包括Y轴向驱动机构包括固定在引拔梁上的连接座、第三伺服电机、第三变速电机、与第三变速电机输出轴连接的第二同步带驱动轮所述第二同步带驱动轮位于连接座上，所述连接梁内两端设置有第二皮带轮，第二皮带轮上绕有第二同步带，所述第二同步带在引拔连接座内绕在所述第二同步带驱动轮上；所述第三滑块固定在第二同步带驱动轮上。

作为进一步的方案，本实用新型所述的手臂部分包括手臂型材和设置在手臂型材下端的转角连接板，所述取件手包括伺服电机和与所述伺服电机连接的治具连接法兰。

作为进一步的方案，本实用新型所述的取件手还包括位于伺服电机外部的电机罩板。

作为进一步的方案，本实用新型所述的Z轴向驱动机构、X轴向驱动机构、 Y轴驱动机构均包括感应开关。

作为进一步的方案，本实用新型所述的电箱包括电箱外壳、位于电箱外壳内的三轴向主控板以及设置在电箱外壳上的电源开关，所述三轴向主控板分别与Z轴向驱动机构、X轴向驱动机构、Y轴驱动机构连接。

作为进一步的方案，本实用新型所述的机架底部设置有底托。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型所述的四方位多角度快速取件机械手以传统的伺服坐标轴结构的设计为主体，但跨越了自由度的局限性，实现了多角度、多方位的运动操作，使产品能进行复杂的动作，移动范围增大，大大提高了工作效率和应用市场的广泛性

2.本实用新型所述的四方位多角度快速取件机械手改善了驱动皮带的配合方式，减少对零件的加工要求度，使皮带的配合断裂情况显著提高；

3.本实用新型本实用新型所述的四方位多角度快速取件机械手设计简易型的AC轴，使结构更加简单，节约生产成本，装配方便，加工容易等优点。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型所述的四方位多角度快速取件机械手的整体结构示意图；

图2为本实用新型所述的横走导向机构的拆分状态图；

图3为本实用新型所述的引拔机构的拆分状态图；

图4为本实用新型所述的机械手的拆分状态图；

图5为本实用新型所述的机械手的取件手部分拆分状态图；

图6为实用新型所述的电箱的拆分状态图；

其中，各附图标记为：1、机架；2、电箱；21、电箱外壳；22、三轴向主控板；23、电源开关；3、横走导向机构；31、横梁；32、Z轴向滑动组件；321、 Z轴向线性滑轨；322、齿条；323、第一滑块；324、Z轴向滑动座；33、Z轴向驱动机构；331、第一伺服电机；332、第一变速电机；333、传动齿轮；34、 X轴向驱动机构；341、引拔连接座；342、第二伺服电机；343、第二变速电机； 344、第一同步带驱动轮；4、引拔机构；41、引拔梁；411、第一同步带；42、 X轴线滑动组件；421、X轴向线性轨道；422、第二滑块；423、X轴向滑动座；43、Y轴驱动机构；431、连接座；432、第三伺服电机；433、第三变速电机； 434、第二同步带驱动轮；5、机械手；51、连接梁；511、第二同步带；52、Y 轴向滑动组件；521、Y轴向线性轨道；522、第三滑块；523、手臂滑动座；53、手臂部分；531、手臂型材；532、转角连接板；54、取件手；541、伺服电机； 542、治具连接法兰；543、电机罩板；6、底托。

具体实施方式

如图1-图6所示，四方位多角度快速取件机械手，其包括机架1、电箱2、位于Z轴方向的横走导向机构3、位于X轴方向的引拔机构4以及位于Y轴方向的机械手5；

所述横走导向机构3包括位于机架上的横梁31、位于横梁31上的Z轴向滑动组件32、Z轴向驱动机构33和X轴向驱动机构34；

所述引拔机构4包括位于X轴向的引拔梁41、位于引拔梁41上的X轴线滑动组件42以及Y轴驱动机构43；

所述机械手5包括Y轴向的连接梁51、位于连接梁51上的Y轴向滑动组件52、固定在Y轴向滑动组件52上的手臂部分53和连接在手臂部分53下端的取件手54；

所述Z轴向驱动机构33与Z轴向滑动组件连接32，并为Z轴向滑动组件 32在Z轴方向上的往复运动提供动力；所述X轴向驱动机构34与X轴线滑动组件42连接，并为X轴线滑动组件42在X轴方向上的往复运动提供动力；所述Y轴驱动机构43与Y轴向滑动组件52连接，并为Y轴向滑动组件52在Y 轴方向上的往复运动提供动力。

如图2所示，作为进一步的方案，本实用新型所述的Z轴向滑动组件32 包括固定在横梁31上的一对相互平行的Z轴向线性滑轨321、位于其中一个Z 轴向线性滑轨321内侧且与Z轴向线性滑轨321平行的齿条322、滑动连接在Z 轴向线性滑轨321的第一滑块323以及固定在第一滑块323上的Z轴向滑动座 324，所述X轴向驱动机构34连接在Z轴向滑动座324上；所述Z轴向驱动机构33包括第一伺服电机331、第一变速电机332、连接在第一变速电机331输出轴上的传动齿轮333，所述传动齿轮333与所述齿条322啮合。通过横走导向机构中的Z轴向滑动组件和Z轴向滑动组件起到前进后退的作用，横走运动传动齿轮与所述齿条啮合驱动其相对运动，由Z轴向线性滑轨的第一滑块对应连接，动力来源为第一伺服电机配相应的第一减速电机。

如图2、图3所示，作为进一步的方案，本实用新型所述的X轴向驱动机构34包括固定在Z轴向滑动座324上的引拔连接座341、第二伺服电机342、第二变速电机343、与第二变速电机342输出轴连接的第一同步带驱动轮344；所述X轴线滑动组件42包括位于引拔梁41上的一对X轴向线性轨道421、滑动连接在X轴向线性轨道421的第二滑块422、固定在第二滑块422上的X轴向滑动座423，所述Y轴驱动机构43固定在X轴向滑动座423上；所述第一同步带驱动轮344位于引拔连接座341上，所述引拔梁41内两端设置有第一皮带轮，第一皮带轮上绕有第一同步带，所述第一同步带411在引拔连接座341内绕在所述第一同步带驱动轮上344；所述第二滑块422固定在第一同步带411上。通过所述X轴向驱动机构和X轴线滑动组件使引拔机构在X轴上左右移动，引拔运动由第一同步带驱动轮与第一同步带驱动其相对运动，由X轴向线性轨道和第二滑块对应连接，动力来源为第二伺服电机配相应的第二减速电机。引拔机构的行程可根据实际使用情况确定。

如图4所示，作为进一步的方案，本实用新型所述的Y轴向滑动组件52 包括位于连接梁51上的一对Y轴向线性轨道521、滑动连接在Y轴向线性轨道 521上的第三滑块522、固定在第三滑块522上的手臂滑动座523，所述手臂部分固定53在手臂滑动座523上。

如图3所示，作为进一步的方案，本实用新型所述的Y轴驱动机构43包括固定在引拔梁41上的连接座431、第三伺服电机432、第三变速电机433、与第三变速电机433输出轴连接的第二同步带驱动轮434所述第二同步带驱动轮 434位于连接座431上，所述连接梁51内两端设置有第二皮带轮，第二皮带轮上绕有第二同步带511，所述第二同步带511在连接座431内绕在所述第二同步带驱动轮上434；所述第三滑块522固定在第二同步带驱动轮434上。机械手的手臂部分是双截型材皮带带动相对运动，运行速度是驱动速度的两倍，相对滑动是依靠第三滑块与Y轴向线性轨道的直线运动，驱动手臂上下的动力来源是第三伺服电机配相应的第三减速电机。

如图4所示，作为进一步的方案，本实用新型所述的手臂部分53包括手臂型材531和设置在手臂型材531下端的转角连接板532，所述取件手54包括伺服电机541和与所述伺服电机541连接的治具连接法兰542。如图5所示，本实用新型中进一步的包括了两个取件手，两个取件手之间通过AC轴铰接在一起。手臂部分作为末端产品最终执行部分，要求相对较高，为此设计的简易型AC 轴就以A与C两个法兰零件组装对应的谐波减速电机机和伺服电机，避开通常 AC轴以复杂的皮带传动，受力不稳定等问题。

为了防止伺服电机被灰尘污染，作为进一步的方案，本实用新型所述的取件手54还包括位于伺服电机541外部的电机罩板543。

作为进一步的方案，本实用新型所述的Z轴向驱动机构、X轴向驱动机构、 Y轴驱动机构均包括感应开关。

作为进一步的方案，本实用新型所述的电箱2包括电箱外壳21、位于电箱外壳21内的三轴向主控板22以及设置在电箱外壳21上的电源开关23，所述三轴向主控板22分别与Z轴向驱动机构33、X轴向驱动机构34、Y轴驱动机构连接44。作为进一步的方案，本实用新型所述的机架底部设置有底托。所述电箱可以用螺钉固定安装在横走导向机构的横梁上，也可安装在底托上，电箱部分是所有电器原件的组合体。

作为进一步的方案，本实用新型所述的机架底部设置有底托6。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，其包括机架、电箱、位于Z轴方向的横走导向机构、位于X轴方向的引拔机构以及位于Y轴方向的机械手；

所述横走导向机构包括位于机架上的横梁、位于横梁上的Z轴向滑动组件、Z轴向驱动机构和X轴向驱动机构；

所述引拔机构包括位于X轴向的引拔梁、位于引拔梁上的X轴线滑动组件以及Y轴驱动机构；

所述机械手包括Y轴向的连接梁、位于连接梁上的Y轴向滑动组件、固定在Y轴向滑动组件上的手臂部分和连接在手臂部分下端的取件手；

所述Z轴向驱动机构与Z轴向滑动组件连接，并为Z轴向滑动组件在Z轴方向上的往复运动提供动力；所述X轴向驱动机构与X轴线滑动组件连接，并为X轴线滑动组件在X轴方向上的往复运动提供动力；所述Y轴驱动机构与Y轴向滑动组件连接，并为Y轴向滑动组件在Y轴方向上的往复运动提供动力。

2.根据权利要求1所述的四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，所述Z轴向滑动组件包括固定在横梁上的一对相互平行的Z轴向线性滑轨、位于其中一个Z轴向线性滑轨内侧且与Z轴向线性滑轨平行的齿条、滑动连接在Z轴向线性滑轨的第一滑块以及固定在第一滑块上的Z轴向滑动座，所述X轴向驱动机构连接在Z轴向滑动座上；所述Z轴向驱动机构包括第一伺服电机、第一变速电机、连接在第一变速电机输出轴上的传动齿轮，所述传动齿轮与所述齿条啮合。

3.根据权利要求2所述的四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，所述X轴向驱动机构包括固定在Z轴向滑动座上的引拔连接座、第二伺服电机、第二变速电机、与第二变速电机输出轴连接的第一同步带驱动轮；所述X轴线滑动组件包括位于引拔梁上的一对X轴向线性轨道、滑动连接在X轴向线性轨道的第二滑块、固定在第二滑块上的X轴向滑动座，所述Y轴驱动机构固定在X轴向滑动座上；所述第一同步带驱动轮位于引拔连接座上，所述引拔梁内两端设置有第一皮带轮，第一皮带轮上绕有第一同步带，所述第一同步带在引拔连接座内绕在所述第一同步带驱动轮上；所述第二滑块固定在第一同步带上。

4.根据权利要求3所述的四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，所述Y轴向滑动组件包括位于连接梁上的一对Y轴向线性轨道、滑动连接在Y轴向线性轨道的第三滑块、固定在第三滑块上的手臂滑动座，所述手臂部分固定在手臂滑动座上。

5.根据权利要求4所述的四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，所述Y轴驱动机构包括Y轴向驱动机构包括固定在引拔梁上的连接座、第三伺服电机、第三变速电机、与第三变速电机输出轴连接的第二同步带驱动轮，所述第二同步带驱动轮位于连接座上，所述连接梁内两端设置有第二皮带轮，第二皮带轮上绕有第二同步带，所述第二同步带在引拔连接座内绕在所述第二同步带驱动轮上；所述第三滑块固定在第二同步带驱动轮上。

6.根据权利要求5所述的四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，所述手臂部分包括手臂型材和设置在手臂型材下端的转角连接板，所述取件手包括伺服电机和与所述伺服电机连接的治具连接法兰。

7.根据权利要求6所述的四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，所述取件手还包括位于伺服电机外部的电机罩板。

8.根据权利要求1所述的四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，所述Z轴向驱动机构、X轴向驱动机构、Y轴驱动机构均包括感应开关。

9.根据权利要求1-8任一项所述的四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，所述电箱包括电箱外壳、位于电箱外壳内的三轴向主控板以及设置在电箱外壳上的电源开关，所述三轴向主控板分别与Z轴向驱动机构、X轴向驱动机构、Y轴驱动机构连接。

10.根据权利要求9所述的四方位多角度快速取件机械手，其特征在于，所述机架底部设置有底托。