CN209812307U - 一种机械手及置模桁架机器人 - Google Patents

Abstract

一种机械手，包括安装机构、连接架、第一缓冲机构、第二缓冲机构和抓手机构；抓手机构包括横梁组件和抓手组件；横梁组件设于连接架上，横梁组件相对于连接架在第一方向上可来回移动，第一缓冲机构用于缓冲横梁组件对连接架在第一方向上的冲击；连接架设于安装结构上，连接架相对于安装机构在第二方向上可来回移动，第二缓冲机构用于缓冲连接架对安装机构在第二方向上的冲击。上述机械手，通过设置第一缓冲机构和第二缓冲机构，可以在第一方向和第二方向上缓冲抓手机构对安装机构的冲击力，从而减少机械手在抓取过程中受到的刚性冲击，提高机械手的使用寿命。此外，还提供一种包括上述机械手的置模桁架机器人。

Description

一种机械手及置模桁架机器人

技术领域

本申请涉及机器人制造技术领域，特别是涉及一种机械手及置模桁架机器人。

背景技术

目前的抓手一般采用连杆铰接型式，抓手多为刚性结构，置模机械手在置模过程中，会与模台或者周围的模具库等发生刚性碰撞，只能由抓手整体结构刚性吸收冲击，导致机械手受到刚性冲击影响机械手的使用寿命。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种机械手及置模桁架机器人，解决了传统的机械手在抓取过程中受刚性冲击的问题，提高机械手的使用寿命。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种机械手，包括安装机构、连接架、第一缓冲机构、第二缓冲机构和抓手机构；

所述抓手机构包括横梁组件和抓手组件，所述抓手组件设于所述横梁组件上；

所述横梁组件设于所述连接架上，所述横梁组件相对于所述连接架在第一方向上可来回移动，所述第一缓冲机构设于所述横梁组件和所述连接架之间，所述第一缓冲机构用于缓冲所述横梁组件对所述连接架在所述第一方向上的冲击；

所述连接架设于所述安装结构上，所述连接架相对于所述安装机构在第二方向上可来回移动，所述第二方向和所述第一方向交叉设置，所述第二缓冲机构设于所述安装机构和所述连接架之间，所述第二缓冲机构用于缓冲所述连接架对所述安装机构在所述第二方向上的冲击。

优选的，所述第一缓冲机构为第一气缸，所述横梁组件和所述连接架在第一方向上滑动连接，所述第一气缸的缸体设于所述连接架上，所述第一气缸的驱动端所述横梁组件抵接，所述第一气缸的伸缩方向和所述第一方向平行。

优选的，所述第一气缸的数量为两个，所述连接架为框体结构，所述连接架的相对两侧分别设有第一导轨，所述横梁组件包括横梁和两个连接片，所述两个连接片均设于所述横梁上，且所述两个连接片相对设置，所述两个连接片均设有第一滑块，所述第一滑块设于所述第一导轨上，两个所述第一气缸分别设于所述连接架的相对两侧。

优选的，所述第二缓冲机构为两个第二气缸，所述连接架和所述安装机构在所述第二方向上滑动连接，所述两个第二气缸的缸体均设于所述连接架上，所述两个第二气缸分别设于所述安装机构的相对两侧，所述第二气缸的驱动端分别和所述安装机构的相对两侧抵接，所述两个第二气缸的伸缩方向和所述第二方向平行。

优选的，所述安装机构包括安装法兰、安装板和第三缓冲机构；

所述连接架设于所述安装板上，所述连接架相对于所述安装板在所述第二方向上来回可移动，所述第二缓冲机构设于所述安装板和所述连接架之间，所述第二缓冲机构用于缓冲所述连接架对所述安装板在所述第二方向上的冲击；

所述安装板设于所述安装法兰上，所述安装法兰和所述连接架分别设于所述安装板的相对两侧，所述安装板相对于所述安装法兰在第三方向上可来回移动，所述第三方向和所述第一方向交叉设置，所述第三方向和所述第二方向交叉设置，所述第三缓冲机构设于所述安装板和所述安装法兰之间，所述第三缓冲机构用于缓冲所述安装板对所述安装法兰在所述第三方向上的冲击。

优选的，所述第三缓冲机构为两个第三气缸，所述安装板和所述安装法兰在所述第三方向上滑动连接，所述两个第三气缸的缸体设于所述安装板上，所述两个第三气缸的驱动端分别和所述安装法兰的相对两侧抵接，所述两个第三气缸的伸缩方向和所述第三方向平行。

优选的，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向分别为三维坐标系的Z轴、X轴和Y轴。

优选的，所述抓手组件包括两个抓手单元和第一驱动组件；

所述两个抓手单元分别设于所述横梁组件的两端，所述第一驱动组件设于所述横梁组件上，所述第一驱动组件用于驱动所述两个抓手单元在所述横梁组件上移动。

优选的，所述抓手单元包括固定架、第一夹持臂、第二夹持臂、第四气缸和第五气缸，所述固定架和所述横梁滑动连接，所述所述第一夹持臂与所述第二夹持臂均与所述固定架滑动连接，所述所述第一夹持臂与所述第二夹持臂相对设置，所述第四气缸的缸体和所述第五气缸的缸体分别设于所述固定架上，所述第四气缸的驱动端和所述第一夹持臂固定连接，所述第五气缸的驱动端和所述第二夹持臂固定连接，所述第四气缸和所述第五气缸用于驱动所述第一夹持臂和所述第二夹持臂夹紧或分开。

此外，本申请还提供一种置模桁架机器人，包括支架以及设于所述支架上的如上所述的机械手，所述支架包括支撑腿、横杠、连杆和竖杠，所述横杠的数量为两条，两条所述横杠平行设于所述支撑腿上，所述连杆的两端分别和两条所述横杠滑动连接，所述竖杠可滑动设于所述连杆上，且所述竖杠垂直于所述横杠和所述连杆所在的平面设置，所述竖杠沿所述连杆的长度方向可滑动，所述竖杠沿垂直于所述连杆的方向可滑动，所述机械手设于所述竖杠上。

上述机械手，通过在横梁组件设于连接架之间设置第一缓冲机构，在连接架和安装机构之间设置第二缓冲机构，可以在第一方向和第二方向上缓冲抓手机构对安装机构的冲击力，从而减少机械手在抓取过程中受到的刚性冲击，提高机械手的使用寿命。

上述置模桁架机器人，通过采用上述机械手，可以在第一方向、第二方向和第三方向上缓冲抓手机构对安装机构的冲击力，从而减少机械手在抓取过程中受到的刚性冲击，提高机械手的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种机械手的立体的结构示意图；

图2为图1所示的机械手的一视角的结构示意图；

图3为图1所示的机械手的另一视角的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参考图1和图2，一实施方式的机械手100，包括安装机构、连接架20、第一缓冲机构、第二缓冲机构和抓手机构。

抓手机构包括横梁组件和抓手组件，抓手组件设于横梁组件上。

横梁组件设于连接架20上，横梁组件相对于连接架20在第一方向上可来回移动，第一缓冲机构设于横梁组件和连接架20之间，第一缓冲机构用于缓冲横梁组件对连接架20在第一方向上的冲击。

连接架20设于安装结构上，连接架20相对于安装机构在第二方向上可来回移动，第二方向和第一方向交叉设置，第二缓冲机构设于安装机构和连接架20之间，第二缓冲机构用于缓冲连接架20对安装机构在第二方向上的冲击。

上述机械手100，通过在横梁组件设于连接架20之间设置第一缓冲机构，在连接架20和安装机构之间设置第二缓冲机构，可以在第一方向和第二方向上缓冲抓手机构对安装机构的冲击力，从而减少机械手100在抓取过程中受到的刚性冲击，提高机械手100的使用寿命。

在一个实施例中，安装机构包括安装法兰12、安装板14和第三缓冲机构。

连接架20设于安装板14上。连接架20相对于安装板14在第二方向上来回可移动。第二缓冲机构设于安装板14和连接架20之间，第二缓冲机构用于缓冲连接架20对安装板14在第二方向上的冲击。

安装板14设于安装法兰12上，安装法兰12和连接架20分别设于安装板14的相对两侧。安装板14相对于安装法兰12在第三方向上可来回移动。第三方向和第一方向交叉设置，第三方向和第二方向交叉设置。第三缓冲机构设于安装板14和安装法兰12之间，第三缓冲机构用于缓冲安装板14对安装法兰12在第三方向上的冲击。

上述机械手100，安装机构通过设置安装板14和第三缓冲机构，可以在第一方向、第二方向和第三方向上缓冲抓手机构对安装法兰12的冲击力，从而减少机械手100在抓取过程中受到的刚性冲击，进一步提高机械手100的使用寿命。

进一步的，第一方向、第二方向和第三方向分别为三维坐标系的Z轴、X轴和Y轴。

上述机械手100，通过在X轴、Y轴和Z轴三个方向设计缓冲机构，可以在X轴、Y轴和Z轴三个方向上缓冲抓手机构对安装法兰12的冲击力，提高机械手100的使用寿命。

在一个实施例中，第一缓冲机构为第一气缸32。横梁组件和连接架20在第一方向上滑动连接。第一气缸32的缸体设于连接架20上，第一气缸32的驱动端和横梁组件抵接，第一气缸32的伸缩方向和第一方向平行。

当抓手机构在第一方向受到指向连接架20方向的碰撞力时，可以推动抓手机构挤压第一气缸32，从而使横梁组件在连接架20上沿第一方向滑动。缓冲抓手机构对连接架20的冲击力，提高机械手100的使用寿命。

进一步的，在一个实施例中，第一气缸32的数量为两个。连接架20为框体结构。连接架20的相对两侧分别设有第一导轨31。横梁组件包括横梁42和两个连接片44。两个连接片44均设于横梁42上，且两个连接片44相对设置。两个连接片44均设有第一滑块33，第一滑块33设于第一导轨31上，两个第一气缸32分别设于连接架20的相对两侧。横梁42通过第一导轨31和第一滑块33相对于连接架20可以在竖直方向滑动。

通过设置两个相对设置的第一气缸32，可以使对抓手机构对连接架20的冲击力的缓冲更为对称和均匀，可以有效保持机械手100的平衡。

进一步的，请参考图2，连接片44包括固定部、滑动连接部和挡板。固定部和挡板分别设于滑动连接部的相对两端。固定部和横梁组件固定连接。第一滑块33和滑动连接部固定连接。挡板垂直于滑动连接部设置，挡板设于滑动连接部面对连接架20的一侧。挡板用于限定滑动连接部在连接架20上的位置。

进一步的，挡板面对连接架20的一侧设有第一缓冲件。横梁组件向下运动时，第一缓冲件用于缓冲挡板对连接架20的冲击力。

进一步的，滑动连接部远离挡板一端上还设有限位件，限位件位于连接架20的框体内。横梁组件向上运动时，限位件用于限定横梁组件相对于对连接架20的滑动位置。

可以理解，第一缓冲机构也可以为弹簧等具有弹性力的构件。此时，将弹簧设于连接架20的底部和横梁42的底部之间即可。

在一个实施例中，第二缓冲机构为两个第二气缸22。连接架20和安装机构在第二方向上滑动连接。两个第二气缸22的缸体均设于连接架20上。两个第二气缸22分别设于安装机构的相对两侧。第二气缸22的驱动端分别和安装机构的相对两侧抵接。两个第二气缸22的伸缩方向和第二方向平行。

通过设置两个相对设置的第二气缸22，可以使对连接架20对安装机构的冲击力的缓冲更为对称和均匀，可以有效保持机械手100的平衡。

可以理解，第二冲机构也可以为弹簧等具有弹性力的构件。此时，第二方向上，将弹簧设于连接架20和安装机构之间即可。

具体的，安装板14上设有第二滑轨21，连接架20上设有第二滑块23，第二滑块23设于第二滑轨21上。第二滑轨21的延伸方向平行于第二方向。连接架20通过第二滑块23和第二滑轨21相对于安装板14在第二方向上可滑动。进一步的，第二滑轨21和第二滑块23有两组，两组第二滑轨21和第二滑块23分别设于安装板14的相对两端。通过设置两组第二滑轨21和第二滑块23可以使连接架20相对于安装板14的滑动更加平稳。

请同时参考图3，在一个实施例中，第三缓冲机构为两个第三气缸16。安装板14和安装法兰12在第三方向上滑动连接。两个第三气缸16的缸体设于安装板14上。两个第三气缸16的驱动端分别和安装法兰12的相对两侧抵接，两个第三气缸16的伸缩方向和第三方向平行。

通过设置两个相对设置的第三气缸16，可以使对安装板14对安装法兰12的冲击力的缓冲更为对称和均匀，可以有效保持机械手100的平衡。

可以理解，第三冲机构也可以为弹簧等具有弹性力的构件。此时，第三方向上，将弹簧设于安装板14和安装法兰12之间即可。

具体的，安装法兰12上设有第三滑轨11，安装板14远离第二滑轨21的一侧设有第三滑块13。第三滑块13设于第三滑轨11上。第三滑块13相对第三滑轨11可移动。安装板14通过第三滑块13和第三滑轨11在安装法兰12上可来回移动。进一步的，第三滑轨11和第三滑块13有两组，两组第三滑轨11和第三滑块13分别设于安装法兰12一侧的相对两端。通过设置两组第三滑轨11和第三滑块13可以使安装板14相对于安装法兰12的滑动更加平稳。

在一个实施例中，抓手组件包括两个抓手单元和第一驱动组件。

两个抓手单元分别设于横梁组件的两端。第一驱动组件设于横梁组件上。第一驱动组件用于驱动两个抓手单元在横梁组件上移动。

具体的，两个抓手单元分别设于横梁42的两端。第一驱动组件设于横梁42上。第一驱动组件用于驱动两个抓手单元在横梁42上移动。

通过设置第一驱动组件驱动两个抓手单元在横梁42上移动，可以调节抓手单元的抓取位置，更方便进行抓取。

进一步的，第一驱动装置包括步进电机52、第一丝杠54和第二丝杠56，步进电机52为双出轴电机，步进电机52设于横梁42上，第一丝杠54的一端和步进电机52的第一输出端连接，第一丝杠54的另一端和横梁42的一端连接，第二丝杠56的一端和步进电机52的第二输出端连接，第二丝杠56的另一端和横梁42的另一端连接，两个抓手单元分别套设于第一丝杠54和第二丝杠56上。步进电机52用于驱动两个抓手单元同步移动。

具体的，步进电机52通联轴器58和第一丝杠54、第二丝杠56连接，使得两个抓手单元的距离可以调整。

在一个实施例中，两个抓手单元的结构相同。

进一步的，抓手单元包括固定架62、第一夹持臂64、第二夹持臂66、第四气缸61和第五气缸63，固定架62和横梁42滑动连接，第一夹持臂64与第二夹持臂66均与固定架62滑动连接，第一夹持臂64与第二夹持臂66相对设置，第四气缸61的缸体和第五气缸63的缸体分别设于固定架62上，第四气缸61的驱动端和第一夹持臂64固定连接，第五气缸63的驱动端和第二夹持臂66固定连接，第四气缸61和第五气缸63用于驱动第一夹持臂64和第二夹持臂66夹紧或分开。

具体的，横梁42上设有第四滑轨65，固定架62上设有第四滑块67，第四滑块67设于第四滑轨65上，第四滑块67相对于第四滑轨65可滑动。抓手单元的固定架62通过第四滑轨65和第四滑块67在横梁42上可实现左右移动。

通过设置双气缸驱动第一夹持臂64和第二夹持臂66夹紧或分开，从而实现抓取，结构简单，夹持力大。

上述机械手100，第一滑块33带动横梁42可相对于连接架20在垂直方向上(Z方向)滑动，当第一气缸32的活塞杆伸出时，会支撑住横梁42，使横梁42和连接架20之间没有相对移动。当机械手100在垂直方向受到大的撞击时，会压缩第一气缸32，使得横梁42整体向上滑动，从而避免机械手100整体变形。

同理，通过第二气缸22、第二滑轨21和第二滑块23，可以使机械手100在左右方向受到撞击时，能压缩第二气缸22的活塞杆，使得连接架20相对于安装板14左右滑动，从而避免机械手100整体变形。

同理，通过第三气缸16、第三滑轨11和第三滑块13，成组作用，可以使机械手100在前后方向受到撞击时，能压缩第三气缸16的活塞杆，使得安装板14相对于安装法兰12前后滑动，保证安装板14前后方向的柔性，避免机械手100撞击变形。

此外，还提供一实施方式的置模桁架机器人，包括支架以及设于支架上的如图1所示的机械手100。支架包括支撑腿、横杠、连杆和竖杠，横杠的数量为两条，两条横杠平行设于支撑腿上，连杆的两端分别和两条横杠滑动连接，竖杠可滑动设于连杆上，且竖杠垂直于横杠和连杆所在的平面设置，竖杠沿连杆的长度方向可滑动，竖杠沿垂直于连杆的方向可滑动，机械手100设于竖杠上。

机械手100的结构如上文，在此不再赘述。

上述置模桁架机器人，通过采用上述机械手100，可以在第一方向、第二方向和第三方向上缓冲抓手机构对安装机构的冲击力，从而减少机械手100在抓取过程中受到的刚性冲击，提高机械手100的使用寿命。

具体的，机械手100设于竖杠朝下的一端。以横杠为X轴，连杆为Y轴，竖杠为Z轴，通过横杠、连杆和竖杠之间的相对运动，可以带动机械手100实现沿X轴、Y轴和Z轴上的移动。

上述置模桁架机器人，可实现水平面两个方向移动，垂直面上下移动，可实现不同长度的，不同规格的模具的抓取，适应性强，结构紧凑。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种机械手，其特征在于，包括安装机构、连接架、第一缓冲机构、第二缓冲机构和抓手机构；

所述抓手机构包括横梁组件和抓手组件，所述抓手组件设于所述横梁组件上；

所述横梁组件设于所述连接架上，所述横梁组件相对于所述连接架在第一方向上可来回移动，所述第一缓冲机构设于所述横梁组件和所述连接架之间，所述第一缓冲机构用于缓冲所述横梁组件对所述连接架在所述第一方向上的冲击；

所述连接架设于所述安装机构上，所述连接架相对于所述安装机构在第二方向上可来回移动，所述第二方向和所述第一方向交叉设置，所述第二缓冲机构设于所述安装机构和所述连接架之间，所述第二缓冲机构用于缓冲所述连接架对所述安装机构在所述第二方向上的冲击。

2.如权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述第一缓冲机构为第一气缸，所述横梁组件和所述连接架在第一方向上滑动连接，所述第一气缸的缸体设于所述连接架上，所述第一气缸的驱动端所述横梁组件抵接，所述第一气缸的伸缩方向和所述第一方向平行。

3.如权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述第一气缸的数量为两个，所述连接架为框体结构，所述连接架的相对两侧分别设有第一导轨，所述横梁组件包括横梁和两个连接片，所述两个连接片均设于所述横梁上，且所述两个连接片相对设置，所述两个连接片均设有第一滑块，所述第一滑块设于所述第一导轨上，两个所述第一气缸分别设于所述连接架的相对两侧。

4.如权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述第二缓冲机构为两个第二气缸，所述连接架和所述安装机构在所述第二方向上滑动连接，所述两个第二气缸的缸体均设于所述连接架上，所述两个第二气缸分别设于所述安装机构的相对两侧，所述第二气缸的驱动端分别和所述安装机构的相对两侧抵接，所述两个第二气缸的伸缩方向和所述第二方向平行。

5.如权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述安装机构包括安装法兰、安装板和第三缓冲机构；

所述连接架设于所述安装板上，所述连接架相对于所述安装板在所述第二方向上来回可移动，所述第二缓冲机构设于所述安装板和所述连接架之间，所述第二缓冲机构用于缓冲所述连接架对所述安装板在所述第二方向上的冲击；

所述安装板设于所述安装法兰上，所述安装法兰和所述连接架分别设于所述安装板的相对两侧，所述安装板相对于所述安装法兰在第三方向上可来回移动，所述第三方向和所述第一方向交叉设置，所述第三方向和所述第二方向交叉设置，所述第三缓冲机构设于所述安装板和所述安装法兰之间，所述第三缓冲机构用于缓冲所述安装板对所述安装法兰在所述第三方向上的冲击。

6.如权利要求5所述的机械手，其特征在于，所述第三缓冲机构为两个第三气缸，所述安装板和所述安装法兰在所述第三方向上滑动连接，所述两个第三气缸的缸体设于所述安装板上，所述两个第三气缸的驱动端分别和所述安装法兰的相对两侧抵接，所述两个第三气缸的伸缩方向和所述第三方向平行。

7.如权利要求6所述的机械手，其特征在于，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向分别为三维坐标系的Z轴、X轴和Y轴。

8.如权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述抓手组件包括两个抓手单元和第一驱动组件；

所述两个抓手单元分别设于所述横梁组件的两端，所述第一驱动组件设于所述横梁组件上，所述第一驱动组件用于驱动所述两个抓手单元在所述横梁组件上移动。

9.如权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述抓手单元包括固定架、第一夹持臂、第二夹持臂、第四气缸和第五气缸，所述固定架和所述横梁滑动连接，所述第一夹持臂与所述第二夹持臂均与所述固定架滑动连接，所述第一夹持臂与所述第二夹持臂相对设置，所述第四气缸的缸体和所述第五气缸的缸体分别设于所述固定架上，所述第四气缸的驱动端和所述第一夹持臂固定连接，所述第五气缸的驱动端和所述第二夹持臂固定连接，所述第四气缸和所述第五气缸用于驱动所述第一夹持臂和所述第二夹持臂夹紧或分开。

10.一种置模桁架机器人，其特征在于，包括支架以及设于所述支架上的如权利要求1-9中任一项所述的机械手，所述支架包括支撑腿、横杠、连杆和竖杠，所述横杠的数量为两条，两条所述横杠平行设于所述支撑腿上，所述连杆的两端分别和两条所述横杠滑动连接，所述竖杠可滑动设于所述连杆上，且所述竖杠垂直于所述横杠和所述连杆所在的平面设置，所述竖杠沿所述连杆的长度方向可滑动，所述竖杠沿垂直于所述连杆的方向可滑动，所述机械手设于所述竖杠上。