CN208914150U - 带夹爪的助力机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带夹爪的助力机械臂，涉及一种夹持用装置，其技术方案要点是：包括固定座，固定座上转动设置有转座，转座顶部固定有安装架，安装架上铰接有主臂和次臂，主臂和次臂背离安装架的端部共同铰接有活动架，主臂背离活动架的端部和转座之间铰接有升降缸，升降缸伸缩时，升降缸驱使主臂转动并改变活动架的高度，活动架上设置有用于放置重物的夹取组件；转座上固定有第一碟刹盘，固定座上设置有用于夹紧或松开第一碟刹盘的碟刹组件。本助力机械臂的主臂能在竖直方向上转动，夹取组件在竖直方向上有较大的可移动范围，重物能方便地搬运至较大梯度差的位置处；碟刹组件的结构合理，刹停效果好、可靠性高。

Description

带夹爪的助力机械臂

技术领域

本实用新型涉及一种夹持用装置，特别涉及一种带夹爪的助力机械臂。

背景技术

助力机械臂又名助力机械手，是一种用于物料搬运及安装时省力操作的助力设备。助力机械臂应用了力的平衡原理，使操作者对重物进行相应的推拉，就可在空间内平衡移动重物。重物在提升或下降时形成浮动状态，操作者用手推拉重物，即可将重物放置到空间中的指定位置，操作者在推拉重物时，无须克服重物的重力做功，较为省力。

现有申请公布号为CN105538331A的中国发明专利申请公开了一种助力机械手，包括底座、支柱、连接杆、气缸、控制箱、遥控感应器、吸盘、遥控器，连接管分为连接杆一和连接杆二，气缸分为气缸一和气缸二，底座的上方设置有支柱，支柱的上方设置有气缸一，气缸一与连接杆一的一端相连接，连接杆一的另一端与连接杆二的一端相连接，连接杆二上安装有控制箱，连接杆二的另一端与吸盘固定座相连接，吸盘固定座与气缸二相连接，遥控感应器安装在气缸二上。该助力机械手能通过吸盘完成物体的随意上升或下降。

但该助力机械手对重物的提升高度受限于气缸的伸缩距离，其对重物的提升高度区间较小，在较大梯度差的位置放置重物时，该助力机械手难以满足使用要求。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种带夹爪的助力机械臂，能方便地将重物搬运至较大梯度差的位置处。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种带夹爪的助力机械臂，包括固定座，所述固定座上转动设置有转座，所述转座顶部固定有安装架，所述安装架上铰接有主臂和次臂，所述主臂和次臂背离安装架的端部共同铰接有活动架，所述活动架、主臂、次臂、安装架形成平行四边形结构；所述主臂背离活动架的端部和转座之间铰接有升降缸，所述升降缸伸缩时，所述升降缸驱使主臂转动并改变活动架的高度，所述活动架上设置有用于放置重物的夹取组件。

通过上述技术方案，当升降缸的气压处于空载档时，升降缸的拉力正好平衡了夹取组件一侧的机械臂自重，此时人能拉取夹取组件悬浮移动。将夹取组件拉到对应位置后挂上重物，然后换负载档，此时升降缸的拉力正好平衡了机械臂的自重和重物的重力，此时人拉取夹取组件或重物移动到目标位置并放下重物，完成重物的搬运。在搬运重物的过程中，人可在竖直方向上施力于夹取组件，使夹取组件在竖直方向上产生移动，组成平行四边形的机械臂结构能实现该功能，且活动架在升降过程中不会产生转动，从而确保夹取组件始终处于水平状态，稳定性高。由于主臂能绕安装架进行转动，夹取组件在竖直方向上有较大的可移动范围，则重物能方便地搬运至较大梯度差的位置处。

优选的，所述转座上固定有第一碟刹盘，所述固定座上设置有用于夹紧或松开第一碟刹盘的碟刹组件。

通过上述技术方案，本助力机械臂在使用过程中，人可控制碟刹组件的工作状态，使转座和固定座固定于某一状态，从而提高安全性能和可靠性。

优选的，所述碟刹组件包括与固定座相连的碟刹缸、固定于碟刹缸上的抵接部一，所述碟刹缸的活塞杆端与抵接部一之间铰接有连杆，所述连杆的中部铰接有抵接部二，所述抵接部一和抵接部二分别位于第一碟刹盘两侧且相互正对。

通过上述技术方案，碟刹缸伸长时，碟刹缸的活塞杆向第一碟刹盘方向移动并驱使连杆产生转动，并使抵接部二抵紧于第一碟刹盘上，抵接部二与抵接部一共同作用将第一碟刹盘夹紧，则能限制转座与固定座产生转动。由于碟刹缸的活塞杆通过连杆与抵接部二形成省力的杠杆结构，则抵接部二压紧于第一碟刹盘上的作用力大于碟刹缸的输出力，能起到较好的刹停效果。

优选的，所述碟刹缸铰接于固定座上，所述碟刹缸能在竖直面上转动。

通过上述技术方案，在刹停状态时，由于碟刹缸与固定座铰接，则碟刹缸能自适应地产生转动，使抵接部一、抵接部二均与第一碟刹盘呈面接触状态，可靠性高。

优选的，所述转座朝向固定座的端部同轴固定有转动轴，所述转动轴穿入固定座内，所述固定座和转轴通过设置在两者之间的多个轴承建立转动连接，多个所述轴承沿转动轴的长度方向间隔分布。

通过上述技术方案，多个轴承在建立转动连接的同时，能较好地承受转座与固定座间产生的径向力；即使夹取组件夹取重物，转座与固定座间也不易产生弯折。

优选的，所述夹取组件和活动架通过设置在两者之间的活动杆进行连接，所述活动杆背离夹取组件的端部转动设置于活动架上，所述活动杆能在水平面的上转动。

通过上述技术方案，人在拉动夹取组件运动的过程中，夹取组件能通过活动杆绕活动架转动，活动杆扩大了夹取组件的活动范围。

优选的，所述夹取组件包括夹取座、固定于夹取座上的夹取缸、多个与夹取座铰接的夹爪，所述夹爪包括位于铰接处两侧的夹取部和驱动部，所述夹取缸的活塞杆端固定有驱动盘，所述夹取缸伸长时，所述驱动盘与驱动部相抵并驱使夹爪转动，使多个所述夹取部相互抵紧。

通过上述技术方案，夹取缸伸长时，驱动盘与驱动部相抵并驱使夹爪转动，使多个夹取部相互抵紧，从而对重物、挂钩、绳索等进行限位或夹持。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

1、主臂能在竖直方向上转动，夹取组件在竖直方向上有较大的可移动范围，重物能方便地搬运至较大梯度差的位置处；

2、碟刹组件的结构合理，刹停效果好、可靠性高；

3、通过设置夹取组件，能对重物、挂钩、绳索等进行限位或夹持。

附图说明

图1为实施例的带夹爪的助力机械臂的立体图，主要突出本助力机械臂的整体结构；

图2为图1的A-A剖视图，主要突出转动轴和轴承的安装结构；

图3为实施例的局部图一，主要突出碟刹组件的结构；

图4为实施例的局部图二，主要突出活动杆和夹取组件的结构。

附图标记：1、固定座；2、转座；21、安装架；22、主臂；23、次臂；3、活动架；31、活动杆；4、夹取组件；24、转动轴；11、轴承；25、第一碟刹盘；5、碟刹组件；51、碟刹缸；52、抵接部一；53、连杆；54、抵接部二；6、升降缸；32、第二碟刹盘；41、夹取座；42、夹取缸；43、夹爪；431、夹取部；432、驱动部；421、驱动盘。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1所示，一种带夹爪的助力机械臂，包括固定座1，固定座1上转动设置有转座2，转座2顶部固定有安装架21，安装架21上铰接有主臂22和次臂23，主臂22和次臂23背离安装架21的端部共同铰接有活动架3，活动架3上转动设置有活动杆31，活动杆31背离活动架3的端部设置有用于夹取重物的夹取组件4。

如图1和图2所示，固定座1用于与地面固定，固定座1的内部中空，转座2整体呈圆柱形，转座2的轴线与固定座1同轴。转座2朝向固定座1的端部同轴固定有转动轴24，转动轴24通过过盈配合的方式与转座2固定，转动轴24穿入固定座1内。固定座1和转动轴24通过设置在两者之间的两个轴承11建立转动连接，两个轴承11分别位于转动轴24的上端和下端，轴承11通过内环壁与转动轴24紧配固定，轴承11通过外环壁与固定座1的内壁紧配固定。两个轴承11在建立转动连接的同时，能较好地承受转座2与固定座1间产生的径向力；即使夹取组件4夹取重物，转座2与固定座1间也不易产生弯折。

如图1和图3所示，转座2靠近固定座1的端部同轴固定有第一碟刹盘25，固定座1上设置有用于夹紧或松开第一碟刹盘25的碟刹组件5。碟刹组件5包括与固定座1铰接的碟刹缸51、固定于碟刹缸51上的抵接部一52，其中碟刹缸51为气缸，碟刹缸51能绕铰接处在竖直面上转动；抵接部一52为L形，抵接部一52延伸至第一碟刹盘25的顶面上。碟刹缸51的活塞杆端竖直朝上并铰接有连杆53，连杆53背离碟刹缸51的端部铰接于抵接部一52上，连杆53的中部铰接有抵接部二54，抵接部二54位于第一碟刹盘25的底面下，抵接部二54的位置与抵接部一52相互正对。

碟刹缸51的气路两端与压缩空气源相连，人可通过控制碟刹缸51的气路流向，从而改变碟刹缸51的伸缩状态。碟刹缸51伸长时，碟刹缸51的活塞杆向第一碟刹盘25方向移动并驱使连杆53产生转动，并使抵接部二54抵紧于第一碟刹盘25上，抵接部二54与抵接部一52共同作用将第一碟刹盘25夹紧，则能限制转座2与固定座1产生转动。由于碟刹缸51的活塞杆通过连杆53与抵接部二54形成省力的杠杆结构，则抵接部二54压紧于第一碟刹盘25上的作用力大于碟刹缸51的输出力，能起到较好的刹停效果。在刹停状态时，由于碟刹缸51与固定座1铰接，则碟刹缸51能自适应地产生转动，使抵接部一52、抵接部二54均与第一碟刹盘25呈面接触状态，可靠性高。

如图1所示，主臂22位于次臂23上方，主臂22的长度大于次臂23，主臂22背离活动架3的端部延伸至安装架21外，活动架3、主臂22、次臂23、安装架21形成平行四边形结构。主臂22背离活动架3的端部和转座2之间连接有升降缸6，升降缸6为气缸，其中升降缸6的缸座端铰接于转座2上，升降缸6的活塞杆端铰接于主臂22背离活动架3的端部。升降缸6伸缩时，升降缸6驱使主臂22转动并改变活动架3的高度，由于平行四边形结构，则活动架3在升降过程中不会产生转动，从而确保夹取组件4始终处于水平状态。

如图1和图4所示，活动杆31通过端部与活动架3建立转动连接，活动杆31的转动面为水平面。活动杆31朝向活动架3的侧壁上固定有第二碟刹盘32，碟刹组件5也设置于活动架3上，用于刹停第二碟刹盘32。

夹取组件4包括夹取座41、固定于夹取座41上的夹取缸42、三个与夹取座41铰接的夹爪43。三个夹爪43关于夹取缸42的轴线呈圆周阵列分布，夹爪43包括位于铰接处两侧的夹取部431和驱动部432，其中驱动部432位于夹取缸42一侧；夹爪43整体呈弯曲状，且驱动部432向靠近夹取缸42的方向弯曲，夹取缸42的活塞杆端固定有驱动盘421。夹取缸42伸长时，驱动盘421与驱动部432相抵并驱使夹爪43转动，使三个夹取部431相互抵紧，从而对重物、挂钩、绳索等进行夹持。

本助力机械臂的工况如下：升降缸6的气压分为空载档（平衡空载）和负载档（平衡负载）两档，当升降缸6的气压处于空载档时，升降缸6的拉力正好平衡了夹取组件4一侧的机械臂自重，此时人能拉取夹取组件4悬浮移动。将夹取组件4拉到对应位置后挂上重物，然后换负载档，此时升降缸6的拉力正好平衡了机械臂的自重和重物的重力，此时人拉取夹取组件4或重物移动到目标位置并放下重物，完成重物的搬运，搬运完成后换回空载档。

活动杆31扩大了夹取组件4的活动范围，在搬运重物的过程中，人可在竖直方向上施力于夹取组件4，使夹取组件4在竖直方向上产生移动，组成平行四边形的机械臂结构能实现该功能，且较为平稳。由于主臂22能绕安装架21进行转动，夹取组件4在竖直方向上有较大的可移动范围，则重物能方便地搬运至较大梯度差的位置处。

本助力机械臂在使用过程中，人可控制各碟刹组件5的工作状态，使本助力机械臂固定于某一状态，从而提高安全性能和可靠性。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (7)

1.一种带夹爪的助力机械臂，包括固定座(1)，所述固定座(1)上转动设置有转座(2)，其特征是：所述转座(2)顶部固定有安装架(21)，所述安装架(21)上铰接有主臂(22)和次臂(23)，所述主臂(22)和次臂(23)背离安装架(21)的端部共同铰接有活动架(3)，所述活动架(3)、主臂(22)、次臂(23)、安装架(21)形成平行四边形结构；所述主臂(22)背离活动架(3)的端部和转座(2)之间铰接有升降缸(6)，所述升降缸(6)伸缩时，所述升降缸(6)驱使主臂(22)转动并改变活动架(3)的高度，所述活动架(3)上设置有用于放置重物的夹取组件(4)。

2.根据权利要求1所述的带夹爪的助力机械臂，其特征是：所述转座(2)上固定有第一碟刹盘(25)，所述固定座(1)上设置有用于夹紧或松开第一碟刹盘(25)的碟刹组件(5)。

3.根据权利要求2所述的带夹爪的助力机械臂，其特征是：所述碟刹组件(5)包括与固定座(1)相连的碟刹缸(51)、固定于碟刹缸(51)上的抵接部一(52)，所述碟刹缸(51)的活塞杆端与抵接部一(52)之间铰接有连杆(53)，所述连杆(53)的中部铰接有抵接部二(54)，所述抵接部一(52)和抵接部二(54)分别位于第一碟刹盘(25)两侧且相互正对。

4.根据权利要求3所述的带夹爪的助力机械臂，其特征是：所述碟刹缸(51)铰接于固定座(1)上，所述碟刹缸(51)能在竖直面上转动。

5.根据权利要求1所述的带夹爪的助力机械臂，其特征是：所述转座(2)朝向固定座(1)的端部同轴固定有转动轴(24)，所述转动轴(24)穿入固定座(1)内，所述固定座(1)和转轴通过设置在两者之间的多个轴承(11)建立转动连接，多个所述轴承(11)沿转动轴(24)的长度方向间隔分布。

6.根据权利要求1所述的带夹爪的助力机械臂，其特征是：所述夹取组件(4)和活动架(3)通过设置在两者之间的活动杆(31)进行连接，所述活动杆(31)背离夹取组件(4)的端部转动设置于活动架(3)上，所述活动杆(31)能在水平面上转动。

7.根据权利要求1所述的带夹爪的助力机械臂，其特征是：所述夹取组件(4)包括夹取座(41)、固定于夹取座(41)上的夹取缸(42)、多个与夹取座(41)铰接的夹爪(43)，所述夹爪(43)包括位于铰接处两侧的夹取部(431)和驱动部(432)，所述夹取缸(42)的活塞杆端固定有驱动盘(421)，所述夹取缸(42)伸长时，所述驱动盘(421)与驱动部(432)相抵并驱使夹爪(43)转动，使多个所述夹取部(431)相互抵紧。