CN209411270U - 一种用于物料搬运的龙门式机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于物料搬运的龙门式机械手。龙门式机械手包括两个支撑横梁以及连接横梁，还包括多个支撑立柱，所述连接横梁上导向移动装配有第一滑块，所述连接横梁上设置有第一驱动装置，所述支撑横梁上设置有第二驱动装置，所述第一滑块上装配有可沿上下方向滑移的安装架，所述安装架与第一滑块之间设置有第三驱动装置，所述安装架的下部设置有吸盘组件，所述吸盘组件包括多个能够独立抓取的吸盘单元，所述吸盘单元包括多个呈矩阵状排列的吸盘。通过设置多个能够独立抓取的吸盘单元，既能够实现对板材等大型物料的抓取，也能够实现对零散物料的抓取。这样扩展了机械手的应用范围，提高了机械手搬运的通用性。

Description

一种用于物料搬运的龙门式机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，尤其涉及一种用于物料搬运的龙门式机械手。

背景技术

随着科技和自动化的不断发展，许多解放人类双手的机械结构和自动化装置也如雨后春笋般相继涌出。机械手作为一种常见的机械形式，其实现了人类双手的解放，机械手通过模仿人手和臂的某些动作，能够实现对物品的搬运、抓取甚至操作。

目前市面上主要应用于搬运的机械手种类和型号很多，但是大都存在自动化程度较低的问题，为了解决上述问题，市场上也有一些厂家研发了自动化程度较高的机械手，例如申请公布号为CN108115756A的中国发明专利申请公开了一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，该自动化下料系统包括龙门移动导轨、伸缩式吸盘机械手机构、PLC电气控制柜、除尘机构、中心定位机构等。使用时该自动化下料系统先通过中心定位机构进行定位，定位过程中通过PLC电气控制柜控制龙门移动导轨的移动。

但是上述自动化下料系统只能搬移整块的板材，而不能实现对多个零散物料的分拣作业，这降低了机械手搬运的通用性，缩小了机械手的应用范围。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于物料搬运的龙门式机械手，用于解决现有技术中机械手不能对零散物料进行分拣，使得机械手通用性较差的技术问题。

本实用新型的一种用于物料搬运的龙门式机械手采用如下的技术方案：

一种用于物料搬运的龙门式机械手包括两个平行设置的支撑横梁以及可横向移动的架设在两个支撑横梁之间的连接横梁，还包括分别支撑固定在两个支撑横梁下方的多个支撑立柱，所述连接横梁上导向移动装配有第一滑块，所述连接横梁上设置有用于驱动第一滑块滑移的第一驱动装置，所述支撑横梁上设置有用于驱动连接横梁横向移动的第二驱动装置，所述第一滑块上装配有可沿上下方向滑移的安装架，所述安装架与第一滑块之间设置有用于驱动安装架上下滑移的第三驱动装置，所述安装架的下部设置有吸盘组件，所述吸盘组件包括多个能够独立抓取的吸盘单元，所述吸盘单元包括多个呈矩阵状排列的吸盘。

有益效果：通过设置多个能够独立抓取的吸盘单元，既能够实现对板材等大型物料的抓取，所有的吸盘单元同时工作即可实现，也能够实现对零散物料的抓取，通过控制不同的吸盘单元对相应的零散物料进行抓取即可。这样扩展了机械手的应用范围，提高了机械手搬运的通用性。

进一步地，所述吸盘组件与安装架之间设置有驱动气缸，所述驱动气缸的缸体固定在安装架上，驱动气缸的驱动轴与吸盘组件固定连接。其有益效果是：驱动气缸的设置增大了吸盘组件上下的位移量，避免了全部采用安装架而容易造成整体过重的问题。

进一步地，所述吸盘组件中的各吸盘单元呈网格状排布。其有益效果是：使得吸盘组件的整体排布较为规整，使得在抓取物料时能够均匀受力。

进一步地，所述第一驱动装置、第二驱动装置以及第三驱动装置均为丝杠传动装置，所述丝杠传动装置包括丝杠以及驱动丝杠转动的驱动电机。其有益效果是：丝杠传动装置结构简单且具有较高的传动精度，通过选择不同螺距的丝杠即可实现。

进一步地，所述丝杠传动装置还包括与丝杠平行设置的滑轨。其有益效果是：滑轨的设置使得丝杆传动过程中更加稳定，避免了设置在丝杠上的滑块容易转动的情况。

进一步地，用于物料搬运的龙门式机械手还包括用于控制各驱动电机转动以对吸盘组件进行空间定位的控制单元。其有益效果是：提高了机械手的自动化程度，通过向控制单元中编入相应的程序即可控制机械手的运动轨迹。

进一步地，各吸盘单元上均设置有用于监测相应吸盘单元下方物料情况的末端传感器。其有益效果是：能够对吸盘单元下方的物料情况进行信息采集。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于物料搬运的龙门式机械手的实施例的左侧立体示意图；

图2是本实用新型的一种用于物料搬运的龙门式机械手的实施例的右侧立体示意图；

图3是本实用新型的一种用于物料搬运的龙门式机械手的实施例的安装架及吸盘组件结构示意图；

图4是本实用新型的一种用于物料搬运的龙门式机械手的实施例的安装架及吸盘组件左视示意图；

图5是本实用新型的一种用于物料搬运的龙门式机械手的实施例的安装架及吸盘组件仰视示意图。

附图标记说明如下：

1-支撑立柱，2-右支撑横梁，3-左支撑横梁，4-连接横梁，5-第一滑块，6-第一丝杠，7-第一驱动电机，8-第三驱动电机，9-安装架，10-驱动气缸，11-吸盘组件，12-第二滑块，13-第二丝杠，14-第二驱动电机，15-吸盘单元，16-丝杠螺母，17-第三丝杠，18-滑轨。

具体实施方式

为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的一种用于物料搬运的龙门式机械手(以下简称龙门式机械手)的实施例：

如图1至图5所示，龙门式机械手包括两个平行设置的支撑横梁，为方便描述和区分，本实施例中将两个支撑横梁细分为左支撑横梁3和右支撑横梁2，两个支撑横梁之间架设有连接横梁4，连接横梁4导向横移架设在两个支撑横梁之间，即连接横梁4能够沿着支撑横梁的延伸方向进行横向的移动。连接横梁4上导向装配有第一滑块5，第一滑块5能够沿着连接横梁4的延伸方向进行滑移。第一滑块5的一侧固定连接有安装架9，安装架9能够相对于第一滑块5产生沿竖直方向的位移，安装架9的下方连接有用于抓取物料的吸盘组件11。龙门式机械手还包括分别设置在两个支撑横梁下方的支撑立柱1，本实施例中支撑立柱1共有4个，各支撑横梁的两端分别固定有一个支撑立柱1，具体如图1和图2所示。

为了实现第一滑块5的导向滑移装配，连接横梁4的上侧沿着其延伸方向设置有两条滑轨18，滑轨18为工字钢，工字钢的腹板沿着竖直方向进行布置。第一滑块5包括方形的滑板，滑板用于朝向连接横梁4的一侧设置有四个方块状的支腿，四个支腿分别设置在滑板的四个边角位置，四个支腿上均设置有与滑轨18导向装配的T型槽，T型槽与滑轨18之间能够形成有效挡止，从而避免了第一滑块5从导轨上脱离的情况。本实施例中连接横梁4上的各导轨分别对应有两个支腿。为了向第一滑块5提供滑移的驱动力，连接横梁4上设置有用于驱动第一滑块5的第一驱动装置，第一驱动装置为丝杠传动装置，丝杠传动装置包括沿着连接横梁4的延伸方向延伸布置的第一丝杠6以及用于驱动丝杠转动的第一驱动电机7，第一滑块5用于朝向连接横梁4的中间位置设置有与第一丝杠6螺纹装配的丝杠螺母16，第一丝杠6的右端直接与第一驱动电机7的驱动轴传动连接，第一丝杠6的左端固定在圆孔或轴承的内圈中。

为了实现连接横梁4的横向滑移，本实施例中连接横梁4的两端均设置有第二滑块12，为方便描述和区分，以下将两个第二滑块12分为左第二滑块和右第二滑块。其中左第二滑块导向滑移装配在左支撑横梁3上，右第二滑块导向滑移装配在右支撑横梁2上。本实施例中右第二滑块与右支撑横梁2为从动滑移，左第二滑块与左支撑横梁3为主动滑移，左支撑横梁3上设置有用于驱动左第二滑块运动的第二驱动装置，第二驱动装置也为丝杠传动装置，第二驱动装置包括第二丝杠13以及用于驱动第二丝杠13转动的第二驱动电机14。左第二滑块与左支撑横梁3的装配与上述第一滑块5与连接横梁4的装配结构相同，此处不再赘述。右第二滑块与右支撑横梁2的装配也与上述第一滑块5与连接横梁4的装配结构基本相同，其区别点在于右支撑横梁2上未设置丝杠等用于驱动右第二滑块的装置。

为了实现安装架9的上下滑移，第一滑块5的一侧设置有第三滑块，安装架9与第三滑块之间设置有第三驱动装置，第三驱动装置也为丝杠传动装置，第三驱动装置包括第三丝杠17以及用于驱动第三丝杠17转动的第三驱动电机8。第三驱动装置的滑轨18设置在安装架9上，第三驱动装置的安装方式与上述第一滑块5和连接横梁4的导向装配结构基本相同，唯一不同是，当第三驱动电机8转动时，由于第三滑块是固定与第一滑块5进行固定的，第三滑块并不会发生移动，此时第三驱动装置的导轨会相对于第三滑块产生沿上下方向的位移，导轨会带动安装架9产生上下方向的位移。第三驱动装置的设置方式如图4所示。

本实施例中为了实现吸盘组件11对零散物料的抓取，吸盘组件11包括四个吸盘单元15，各吸盘单元15均为长方形，四个吸盘单元15呈网格状排布，各吸盘单元15上均设置有多个呈矩阵状排布的吸盘。具体如图5所示，本实施例中各吸盘单元15既能够独立抓取物料，也能够同时工作并抓取较大的物料，这样提高了龙门式机械手的通用性。本实施例中吸盘单元15为现有技术中常见的结构，因此本实施例中不再对吸盘单元15的具体结构和工作方式做进一步描述。

本实施例中为了增大安装架9的上下滑移量，安装架9上还设置有驱动气缸10，驱动气缸10的缸体固定在安装架9上，吸盘组件11固定在驱动气缸10的驱动轴上，吸盘组件11包括设置在上方用于安装固定各吸盘单元15的安装板，各驱动气缸10的驱动轴均固定在安装板上。通过驱动气缸10驱动轴的伸缩增大了吸盘组件11的上下滑移量。本实施例中驱动气缸10有两个，两个驱动气缸10平行设置，具体如图3和图4所示。

本实施例中第一驱动电机7、第二驱动电机14以及第三驱动电机8均为步进电机，龙门式机械手还包括用于控制各步进电机转动的控制单元，本实施例中控制单元为PLC单片机，通过向PLC单片机中编入相应的程序，第一驱动电机7、第二驱动电机14以及第三驱动电机8的运行方式会依据相应的程序进行转动，从而将吸盘组件11调整至对应的位置。

为了提高吸盘单元15的分拣能力，本实施例中各吸盘单元15上还设置有用于监测物料的端部传感器，端部传感器可以为视觉、材质、颜色等类型的传感器。从而对物料进行有效识别。端部传感器监测的信息也传送至控制单元，控制单元根据监测的信息能够做出判断，从而控制相应吸盘单元15进行分拣作业。

本实施例的龙门式机械臂在使用时，控制单元会控制第一驱动电机7、第二驱动电机14以及第三驱动电机8进行相应的转动，从而将吸盘组件11调整至工作位置，然后控制单元会控制吸盘组件11的真空发生器的电磁阀动作从而产生真空，此时，各吸盘会将物料抓紧，从而实现抓取物料的目的。当需要对零散物料进行抓取时，各吸盘单元15上的端部传感器会首先采集相应的信息，采集的信息会传送至控制单元位置处，控制单元会控制下方有物料的吸盘单元15动作，从而将物料抓取。

在其它实施例中：支撑立柱的个数、吸盘单元的个数可以根据实际情况适当的增减。

在其它实施例中：吸盘单元的排布方式可以根据圆形、环形等其他形状。

以上实施例主要描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (7)

1.一种用于物料搬运的龙门式机械手，其特征在于：包括两个平行设置的支撑横梁以及可横向移动的架设在两个支撑横梁之间的连接横梁(4)，还包括分别支撑固定在两个支撑横梁下方的多个支撑立柱(1)，所述连接横梁(4)上导向移动装配有第一滑块(5)，所述连接横梁(4)上设置有用于驱动第一滑块(5)滑移的第一驱动装置，所述支撑横梁上设置有用于驱动连接横梁(4)横向移动的第二驱动装置，所述第一滑块(5)上装配有可沿上下方向滑移的安装架(9)，所述安装架(9)与第一滑块(5)之间设置有用于驱动安装架(9)上下滑移的第三驱动装置，所述安装架(9)的下部设置有吸盘组件(11)，所述吸盘组件(11)包括多个能够独立抓取的吸盘单元(15)，所述吸盘单元(15)包括多个呈矩阵状排列的吸盘。

2.根据权利要求1所述的用于物料搬运的龙门式机械手，其特征在于：所述吸盘组件(11)与安装架(9)之间设置有驱动气缸(10)，所述驱动气缸(10的缸体固定在安装架(9)上，驱动气缸(10)的驱动轴与吸盘组件(11)固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于物料搬运的龙门式机械手，其特征在于：所述吸盘组件(11)中的各吸盘单元(15)呈网格状排布。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于物料搬运的龙门式机械手，其特征在于：所述第一驱动装置、第二驱动装置以及第三驱动装置均为丝杠传动装置，所述丝杠传动装置包括丝杠以及驱动丝杠转动的驱动电机。

5.根据权利要求4所述的用于物料搬运的龙门式机械手，其特征在于：所述丝杠传动装置还包括与丝杠平行设置的滑轨(18)。

6.根据权利要求5所述的用于物料搬运的龙门式机械手，其特征在于：还包括用于控制各驱动电机转动以对吸盘组件(11)进行空间定位的控制单元。

7.根据权利要求5或6所述的用于物料搬运的龙门式机械手，其特征在于：各吸盘单元(15)上均设置有用于监测相应吸盘单元(15)下方物料情况的末端传感器。