CN208841436U - 地轨式机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种地轨式机械手，该机械手包括：第一机械手，其包括第一悬臂、导轨副和第一驱动机构，第一驱动机构包括第一电机和第一传动组件；第二机械手，其包括第二悬臂、直线轴承组件、导杆和第二驱动机构，第二驱动机构包括第二电机和第二传动组件，第二悬臂固定在导轨副的滑块上，并与第一传动组件连接，第二电机的输出轴与第二传动组件连接，直线轴承组件包括与第二传动组件连接的轴承座和两端固定在第二悬臂上的直线轴，轴承座内设置有与直线轴配合的轴承，直线轴和导杆在第二悬臂的延伸方向上布置，导杆与轴承座连接；第三机械手，其包括第三驱动机构和设置在第三驱动机构的输出端上的吸附装置。本实用新型降低了物料取放的生产成本。

Description

地轨式机械手

技术领域

本实用新型涉及机械自动化技术领域，具体涉及一种地轨式机械手。

背景技术

3C产品更新换代非常之快，2D/2.5D玻璃盖板、钢化膜等需求量剧增，为更好提高产能和效率，采用机械手代替传统人工取放物料，大大节省人工成本，实现自动化生产。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种地轨式机械手，旨在解决现有技术中人工取放物料生产成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种地轨式机械手，该机械手包括：

第一机械手，其包括第一悬臂、导轨副和第一驱动机构，所述第一驱动机构包括第一电机和第一传动组件，所述导轨副的导轨在所述第一悬臂的延伸方向上布置，所述第一电机设置在所述第一悬臂的首端位置，其输出轴与所述第一传动组件连接；

第二机械手，其与所述第一机械手沿同一方向并排布置，所述第二机械手包括第二悬臂、直线轴承组件、导杆和第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第二电机和第二传动组件，所述第二悬臂固定在所述导轨副的滑块上，并与所述第一传动组件连接，所述第二电机设置在所述第二悬臂的首端位置，其输出轴与所述第二传动组件连接，所述直线轴承组件包括与所述第二传动组件连接的轴承座和两端固定在所述第二悬臂上的直线轴，所述轴承座内设置有与所述直线轴配合的轴承，所述直线轴和所述导杆在所述第二悬臂的延伸方向上布置，所述导杆与所述轴承座连接；

第三机械手，其位于所述第二机械手的末端并固定在所述导杆上，所述第三机械手包括第三驱动机构和设置在所述第三驱动机构的输出端上的吸附装置。

优选地，所述第一传动组件为第一丝杠副，所述第一丝杠副的丝杠与所述第一电机的输出轴连接，且与所述导轨副的导轨平行布置，所述第一丝杠副的螺母与所述第二悬臂连接。

优选地，所述第一传动组件包括第一同步带和可转动安装在所述第一悬臂上的第一主动轮、第一从动轮，所述第一同步带套在所述第一主动轮和第一从动轮上，所述第一电机的输出轴与所述第一主动轮连接，所述第二悬臂与所述第一同步带连接。

优选地，所述第二传动组件包括第二同步带和可转动安装在所述第二悬臂上的第二主动轮、第二从动轮，所述第二同步带套在所述第二主动轮和第二从动轮上，所述第二电机的输出轴与所述第二主动轮连接，所述轴承座与所述第二同步带连接。

优选地，所述第二传动组件为第二丝杠副，所述第二丝杠副的丝杠与所述第二电机的输出轴连接，且与所述直线轴平行布置，所述第二丝杠副的螺母与所述轴承座连接。

优选地，所述吸附装置包括吸盘固定板和多个设置在所述吸盘固定板上的吸盘。

优选地，所述吸盘固定板上的吸盘分为相远离的两组，其中一组位于所述吸盘固定板的一端，另一组位于所述吸盘固定板的另一端。

优选地，所述第三驱动机构为直线气缸。

优选地，所述第二悬臂包括围合成一安装空间的顶板、底板、两侧板以及两端板，所述直线轴承组件、导杆和第二传动组件位于所述安装空间内，所述直线轴安装在所述端板上，所述两端板中之一设有供所述导杆穿过的通孔。

本实用新型技术方案通过第一机械手和第二机械手在水平方向上实现两级直线运动，提供了较大的物料输送行程和减小单个机械手悬臂结构的长度，从而满足长距离搬运物料的需求和提高机构运动的稳定性，还通过第三机械手实现竖直方向上的直线运动，以在机械加工设备中取放物料，从而解决了现有技术中人工取放物料生产成本高的问题。

附图说明

图1为本实用新型地轨式机械手一实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型地轨式机械手一实施例的内部结构示意图；

图3为本实用新型地轨式机械手一实施例的初始位置示意图；

图4为图3中第一机械手运动至极限位置示意图；

图5为图4中第二机械手运动至极限位置示意图；

图6为图5中第三机械手向下推出示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所述的实施例仅是本实用新型中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出一种地轨式机械手，参照图1和图2，该机械手包括：第一机械手100，其包括第一悬臂110、导轨副120和第一驱动机构130，第一驱动机构130包括第一电机131和第一传动组件132，导轨副120的导轨121在第一悬臂110的延伸方向上布置，第一电机131设置在第一悬臂110的首端位置，其输出轴与第一传动组件132连接。第二机械手200，其与第一机械手100沿同一方向并排布置，第二机械手200包括第二悬臂210、直线轴承组件220、导杆230和第二驱动机构240，第二驱动机构240包括第二电机241和第二传动组件242，第二悬臂210固定在导轨副120的滑块122上，并与第一传动组件132连接，第二电机241设置在第二悬臂210的首端位置，其输出轴与第二传动组件242连接，直线轴承组件220包括与第二传动组件242连接的轴承座221和两端固定在第二悬臂上的直线轴222，轴承座221内设置有与直线轴222配合的轴承223，直线轴222和导杆230在第二悬臂210的延伸方向上布置，导杆230与轴承座221连接。第三机械手300，其位于第二机械手200的末端并固定在导杆230上，第三机械手300包括第三驱动机构310和设置在第三驱动机构310的输出端上的吸附装置320。

本实施例中，第一驱动机构130通过第一电机131和第一传动组件132带动导轨副120上的滑块122沿着导轨121做往返直线运动。导轨121和滑块122相互嵌套设置，对第二机械手200的运动起到了导向作用。通过导轨121与滑块122的精密配合，提高了第二机械手200运动的稳定性。

第二驱动机构240通过第二电机241和第二传动组件242带动轴承座221在直线轴222上移动。直线轴222的数量可以设置为多个，一般优选为两个，足以保证轴承座221在直线轴222上运动时不会发生转动。

导杆230固定在轴承座221上，在第二驱动机构240的带动下与轴承座221一起运动。导杆230的自由端布置有第一连接件250，第一连接件250可以是板状或者块状结构，其上设置有安装孔，通过螺栓将第三机械手300安装到导杆230的自由端。导杆230数量可以设置为多个，一般优选为3个，能够在一定程度上降低第二机械手200的伸缩难度，且对第三机械手300的运动起到了导向作用，提高了第二机械手200伸缩的稳定性。

也可能的是，将直线轴222替换成导向杆，将轴承座221替换成与导向杆滑动配合的滑块，该滑块同样与前述第二传动组件242连接。

在一较佳实施例中，如图1所示，第一传动组件132为第一丝杠副，第一丝杠副的丝杠132a与第一电机131的输出轴连接，且与导轨副120的导轨121平行布置，第一丝杠副的螺母132b与第二悬臂210连接。

本实施例中，丝杠132a与第一电机131的输出轴连接，螺母132b与第二悬臂210连接，将第一电机131的旋转运动转换成线性运动，带动第二悬臂210运动，使得滑块122沿着导轨121做往返直线运动。

第一电机131可以是伺服电机，第一机械手100通过采用伺服电机驱动、高精度直线导轨副、高精度丝杆螺母传动，缩小行程，节省空间，使整个机械手能保证较长行程，但又不会让第一悬臂110加长，噪音小，运行轻便平稳。

在另一较佳实施例中，第一传动组件132包括第一同步带和可转动安装在第一悬臂110上的第一主动轮、第一从动轮，第一同步带套在第一主动轮和第一从动轮上，第一电机131的输出轴与第一主动轮连接，第二悬臂210与第一同步带连接。

本实施例中，当采用同步轮和同步带来传动时，第一同步带与第一悬臂110之间固定连接，可以是在第一同步带和第一悬臂110的对应位置上打孔通过螺栓穿过该孔将第一同步带与第一悬臂110固定到一起，再通过第一电机131的反转来带动第一悬臂110做往返直线运动，

在一较佳实施例中，如图2所示，第二传动组件242包括第二同步带242a和可转动安装在第二悬臂210上的第二主动轮242b、第二从动轮242c，第二同步带242a套在第二主动轮242b和第二从动轮242c上，第二电机241的输出轴与第二主动轮242b连接，轴承座221与第二同步带242a连接。

本实施例中，第二主动轮242b固定在第二悬臂210的首端位置，第二从动轮242c固定在第二悬臂210的末端位置，尽可能的用尽第二悬臂210的长度，增加了第二机械手200的伸缩范围。第二电机241转动时，第二主动轮241b随之转动，第二同步带242a传动，第二从动轮242c转动，第二电机241反向转动时，第二主动轮242b、第二同步带242a和第二从动轮242c跟着反向转动，从而带动固定在第二同步带242a上的轴承座221沿着直线轴222做往返直线运动。

直线轴222的数量也可以设置为多个，一般优选为两个，足以保证轴承座221在直线轴222上运动时不会发生转动。

轴承座221与第二同步带242a连接的第二连接件242d可以与轴承座221一体成型，第二连接件242d上设置有供第二同步带242a穿过的条形孔，并且设有紧固孔通过螺栓将第二连接件242d锁紧在第二同步带242a上。也可能的是，第二连接件242d与轴承座221分体设置，一端与轴承座221固定连接，另一端与第二同步带242a固定连接。

第二电机241可以是伺服电机，第二机械手200通过伺服电机驱动、直线轴承副、同步带同步轮传动，此结构可以缩小行程，节省空间，使整个机械手能保证较长行程，但又不会让第二悬臂210加长，噪音小，运行轻便平稳。

在另一较佳实施例中，第二传动组件242为第二丝杠副，第二丝杠副的丝杠与第二电机241的输出轴连接，且与直线轴222平行布置，第二丝杠副的螺母与轴承座221连接。

本实施例中，当采用第二丝杠副来传动时，第二丝杠副的螺母与轴承座221连接，可以在螺母和轴承座221的对应位置打孔并通过紧固螺栓固定在一起，通过第二电机241的反转来带动轴承座221在直线轴222上做直线往复运动。

在一较佳实施例中，吸附装置320包括吸盘固定板321和多个设置在吸盘固定板321上的吸盘322。

本实施例中，吸盘322用于吸附工件330，该工件330可以是原料/成品玻璃等。吸盘322均匀布置在吸盘固定板321上。为了平衡受力、方便安装吸盘固定板321，在第三驱动机构310的输出端设置了第三连接件340，该第三连接件340上设置有安装孔，通过螺栓将第三连接件340和吸盘固定板321固定到一起。

在一较佳实施例中，吸盘固定板321上的吸盘322分为相远离的两组，其中一组位于吸盘固定板321的一端，另一组位于吸盘固定板321的另一端。

本实施例中，吸盘固定板321上可以设计多个工位，一般优选为两个工位，即固定两组吸盘322，可以同时吸附两件工件330，相比传统的单件取放，效率大大提高，节省上下料时间。

在一较佳实施例中，第三驱动机构310为直线气缸。

本实施例中，第三驱动机构310采用直线气缸上下移动，该直线气缸包括缸体311、进气口312和活塞杆313，活塞杆313与第三连接件340连接，以驱动吸盘322上下运动，此种传动方式和固定方式，结构紧凑，设计巧妙，有效的节省空间。

在一较佳实施例中，如图1和3所述，第二悬臂210包括围合成一安装空间的顶板211、底板212、两侧板213以及两端板214，直线轴承组件220、导杆230和第二传动组件242位于安装空间内，直线轴222安装在端板214上，两端板214中之一设有供导杆230穿过的通孔。

本实施例中，导杆230一端固定在轴承座221上，另一端穿过端板214上的通孔与前述第三机械手300连接；直线轴222两端固定在两端板214上，保证了导杆230往外推出时的稳定性。

本实用新型地轨式机械手整个行程过程：在初始位置时，如图3所示，第二机械手200的首端位于第一机械手100的首端；在第一机械手100运动到极限位置时，参照图4，第二机械手200的首端运动到第一机械手100的末端；在第二机械手200运动到极限位置时，参照图5，导杆230的首端(即与轴承座221固定连接的一端)运动到第二机械手200的末端；在第三机械手300向下推出时，参照图6，气缸的活塞杆推动吸盘321向下运动，回程时，第三机械手300、第二机械手200和第一机械手100依次复位，从而完成对工件330的抓取和放置，极大地降低了人工取放物料的生产成本。

以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (9)

1.一种地轨式机械手，其特征在于，包括：

第一机械手，其包括第一悬臂、导轨副和第一驱动机构，所述第一驱动机构包括第一电机和第一传动组件，所述导轨副的导轨在所述第一悬臂的延伸方向上布置，所述第一电机设置在所述第一悬臂的首端位置，其输出轴与所述第一传动组件连接；

第二机械手，其与所述第一机械手沿同一方向并排布置，所述第二机械手包括第二悬臂、直线轴承组件、导杆和第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第二电机和第二传动组件，所述第二悬臂固定在所述导轨副的滑块上，并与所述第一传动组件连接，所述第二电机设置在所述第二悬臂的首端位置，其输出轴与所述第二传动组件连接，所述直线轴承组件包括与所述第二传动组件连接的轴承座和两端固定在所述第二悬臂上的直线轴，所述轴承座内设置有与所述直线轴配合的轴承，所述直线轴和所述导杆在所述第二悬臂的延伸方向上布置，所述导杆与所述轴承座连接；

第三机械手，其位于所述第二机械手的末端并固定在所述导杆上，所述第三机械手包括第三驱动机构和设置在所述第三驱动机构的输出端上的吸附装置。

2.如权利要求1所述的地轨式机械手，其特征在于，所述第一传动组件为第一丝杠副，所述第一丝杠副的丝杠与所述第一电机的输出轴连接，且与所述导轨副的导轨平行布置，所述第一丝杠副的螺母与所述第二悬臂连接。

3.如权利要求1所述的地轨式机械手，其特征在于，所述第一传动组件包括第一同步带和可转动安装在所述第一悬臂上的第一主动轮、第一从动轮，所述第一同步带套在所述第一主动轮和第一从动轮上，所述第一电机的输出轴与所述第一主动轮连接，所述第二悬臂与所述第一同步带连接。

4.如权利要求1所述的地轨式机械手，其特征在于，所述第二传动组件包括第二同步带和可转动安装在所述第二悬臂上的第二主动轮、第二从动轮，所述第二同步带套在所述第二主动轮和第二从动轮上，所述第二电机的输出轴与所述第二主动轮连接，所述轴承座与所述第二同步带连接。

5.如权利要求1所述的地轨式机械手，其特征在于，所述第二传动组件为第二丝杠副，所述第二丝杠副的丝杠与所述第二电机的输出轴连接，且与所述直线轴平行布置，所述第二丝杠副的螺母与所述轴承座连接。

6.如权利要求1所述的地轨式机械手，其特征在于，所述吸附装置包括吸盘固定板和多个设置在所述吸盘固定板上的吸盘。

7.如权利要求6所述的地轨式机械手，其特征在于，所述吸盘固定板上的吸盘分为相远离的两组，其中一组位于所述吸盘固定板的一端，另一组位于所述吸盘固定板的另一端。

8.如权利要求1所述的地轨式机械手，其特征在于，所述第三驱动机构为直线气缸。

9.如权利要求1所述的地轨式机械手，其特征在于，所述第二悬臂包括围合成一安装空间的顶板、底板、两侧板以及两端板，所述直线轴承组件、导杆和第二传动组件位于所述安装空间内，所述直线轴安装在所述端板上，所述两端板中之一设有供所述导杆穿过的通孔。