CN210161159U - 一种双驱动四连杆移摆机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双驱动四连杆移摆机械手，包括悬挂机构、大摆臂机构、小臂双摆机构、小臂机构和端拾器机构，所述悬挂机构上安装大摆臂机构，所述大摆臂机构包括四连杆主动臂和从动臂，四连杆主动臂结构带动从动臂做摆动运动；所述小臂双摆机构包括第一转动结构和第二转动结构，第一转动结构接大摆臂机构的从动臂末端，第二转动结构置于小臂双摆机构内部并与小臂机构相接，小臂机构接端拾器机构。本实用新型的大摆臂机构采用四连杆双臂驱动形式，并通过摆动臂和伸缩臂相结合的方式，实现机械手高速、平稳运行，可大幅提高机械手搬运效率。

Description

一种双驱动四连杆移摆机械手

技术领域

本实用新型涉及冲压技术领域，尤其涉及一种高速、高负载上下料双驱动四连杆移摆机械手。

背景技术

在工业生产中，特别是涉及物料搬运、冲压件上下料等具有高负荷、高重复性、高危险性的工序，人工搬运的形式已经严重制约生产效率和生产质量。此外，人工搬运具有较大的危险性，工人的安全难以得到有效保障。

随着科技的不断发展，机械手越来越多的应用到工业生产中，特别是在涉及冲压件上下料的工序，采用机械手代替人工，冲压生产线的效率得到提高。但是随着高效生产要求的不断提高，目前常见的直角坐标式机械手搬运效率已经不能满足生产要求，而通用型的关节式机械手成本较高且负载能力有限。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双驱动四连杆移摆机械手。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括悬挂机构、大摆臂机构、小臂双摆机构、小臂机构和端拾器机构，其特征在于：大摆臂机构安装在悬挂机构上，驱动大摆臂的摆动，小臂双摆机构安装在大摆臂机构末端，驱动小臂垂直方向的旋转和小臂机构水平方向的旋转，小臂机构与小臂双摆机构连接，端拾器与小臂机构连接。大摆臂机构采用双驱动四连杆形式实现摆动，从动臂置于四连杆结构中心位置。

进一步地，所述的大摆臂机构为双驱动四杆结构，包括横梁、第一主动臂、耳板梁、第二主动臂和从动臂，四杆结构在摆动的同时带动从动臂摆动，所述横梁固定在悬挂机构上，横梁和第一主动臂的连接方式为，将第一减速器固定在横梁一端和加厚板上，所述第一主动臂连接在第一减速器的输出端，将第一伺服电机连接在第一减速器的输入端，所述横梁另一端和第二主动臂的连接具有上述相同形式，两个伺服电机组成双驱动结构。

进一步地，所述大摆臂机构中的第一主动臂和耳板梁的连接方式为，通过第一轴连接，第一轴承座和第二轴承座分别安装在耳板梁左端两个耳板上，所述第一轴承座和第二轴承座内分别对称安装第一向心推力球轴承和第二向心推力球轴承，第一轴承端盖固定在第一轴承座上，第二轴承端盖固定在第二轴承座上，两个轴承座内侧装有第一毡圈和第二毡圈，所述第一轴和第一主动臂固定安装，且相对于耳板梁做转动运动，所述第二主动臂和耳板梁的连接具有上述相同形式。

进一步地，所述大摆臂机构中的从动臂和耳板梁的连接方式为，通过第二轴连接，所述第二轴通过法兰盘固定在耳板梁上，所述第二轴通过第三向心推力球轴承和第四向心推力球轴承置于第三轴承座中，所述第三向心推力球轴承和第四向心推力球轴承中间用第二套筒固定，所述第三向心推力球轴承外侧装有止动垫片，所述止动垫片外侧装有锁紧螺母，所述第三轴承座固定在从动臂上，第三轴承端盖固定在第三轴承座上，所述第三轴承端盖和第三向心推力球轴承之间装有第一套筒，所述从动臂下端接小臂双摆机构。

进一步地，所述小臂双摆机构包括第一转动结构和第二转动结构，所述第一转动结构包括第二伺服电机、第二减速器、电机盖、小臂双摆机构箱体，所述第二转动结构包括第三伺服电机、第三减速器，所述第二减速器固定在从动臂的内部，驱动小臂双摆机构垂直方向的摆动，所述第二伺服电机连接在第二减速器的输入端，所述小臂双摆机构箱体连接在第二减速器的输出端，所述第三减速器连接在小臂双摆机构箱体内部，所述第三伺服电机连接在第三减速器的输入端，所述电机盖通过螺钉与小臂双摆机构箱体连接，所述第三减速器的输出端连接小臂机构，驱动小臂机构水平方向的摆动。

进一步地，所述的大摆臂机构可采用的另一种结构形式，大摆臂机构为双驱动四杆结构，包括横梁、第一主动臂、耳板梁、第二主动臂，所述第一主动臂延长，末端接小臂双摆机构。

本实用新型的有益效果为：（1）本实用新型双驱动四连杆移摆机械手的大摆臂机构采用双臂驱动的四连杆机构，能够减轻机械手的上部重量，降低大臂重心、提高运动的稳定性以及承载能力，同时四杆机构重量轻，惯性小，速度快，大幅度节约单次动作时间，提高机械手的工作效率。

（2）大摆臂机构若采用从动臂安装在四连杆机构中心位置的结构形式，可以使从动臂的左右摆动行程对称，从而缩短从动臂的长度，同时增加四连杆机构的刚性，提高机械手的稳定性。

（3）大摆臂机构若采用第一主动臂延长、去除从动臂的结构形式，可大幅降低对机械手安装精度的要求，并进一步减小机械手重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本实用新型双驱动四连杆移摆机械手结构示意图。

附图2为本实用新型双驱动四连杆移摆机械手结构主视图。

附图3为本实用新型大摆臂机构示意图。

附图4为本实用新型大摆臂机构可采用的另一种结构形式主视图。

附图5为附图2横梁和主动臂连接结构A-A剖视图。

附图6为附图2主动臂和耳板梁连接结构B-B剖视图。

附图7为附图2耳板梁和从动臂连接结构C-C剖视图。

附图8为附图2小臂双摆机构和小臂机构D-D剖视图。

附图9为端拾器机构示意图。

附图中的标记分别表示：1、悬挂机构，2、大摆臂机构，3、小臂双摆机构，4、小臂机构，5、端拾器机构，6、横梁，7、第一主动臂，8、耳板梁，9、第二主动臂，10、从动臂，11、第一减速器，12、第一伺服电机，13、加厚板，14、第一毡圈，15、第一向心推力球轴承，16、第一轴，17、第一轴承座，18、第一轴承端盖，19、第二轴承座，20第二轴承端盖，21、第二向心推力球轴承，22、第二毡圈，23、第二轴，24、法兰盘，25、第三轴承座，26、第一套筒，27、第三向心推力球轴承，28、锁紧螺母，29、止动垫片，30、第三轴承端盖，31、第二套筒，32、第三向心推力球轴承，33、第二伺服电机，34、第二减速器，35、电机盖，36、小臂双摆机构箱体，37、第三伺服电机，38、第三减速器，39、小臂支架，40、小臂，41、导轨滑块，42、第四伺服电机，43、齿轮，44、第三套筒，45、紧固螺钉，46、第三轴，47、加厚垫片，48、第四减速器，49、齿条，50、直线导轨，51、主杆，52、内啮合齿轮，53、吸盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种双驱动四连杆移摆机械手的具体实施方式进行详细阐述。

一种双驱动四连杆移摆机械手，如附图2所示，包括悬挂机构1、大摆臂机构2、小臂双摆机构3、小臂机构4和端拾器机构5，其特征在于：大摆臂机构2安装在悬挂机构1上，驱动大摆臂机构2中的从动臂10摆动，小臂双摆机构3安装在大摆臂机构2末端，驱动小臂双摆机构3垂直方向的旋转和小臂机构4水平方向的旋转，小臂机构4与小臂双摆机构3连接，可实现水平方向的直线运动，端拾器5与小臂机构4连接。

如附图3、5所示，大摆臂机构2为双驱动四杆结构，包括横梁6、第一主动臂7、耳板梁8、第二主动臂9和从动臂10，所述横梁6固定在悬挂机构1上，将第一减速器11通过螺钉固定在横梁6左端和加厚板13上，所述第一主动臂7通过内六角凹槽螺钉连接在第一减速器11的输出端，将第一伺服电机12连接在第一减速器11的输入端，所述横梁6和第二主动臂9的连接具有上述相同形式，两个伺服电机驱动两个主动臂做摆动运动。

如附图6所示，所述大摆臂机构2中的第一主动臂7和耳板梁8通过第一轴16连接，第一轴承座17和第二轴承座19分别安装在耳板梁8左端两个耳板上，所述第一轴承座17和第二轴承座19内分别对称安装第一向心推力球轴承15和第二向心推力球轴承21，第一轴承端盖18通过螺栓固定在第一轴承座17上，第二轴承端盖20通过螺栓固定在第二轴承座19上，两个轴承座内侧装有第一毡圈14和第二毡圈22，所述轴16和第一主动臂7用螺钉固定，所述第二主动臂9和耳板梁8的连接具有上述相同形式。

如附图7所示，所述大摆臂机构2中的从动臂10和耳板梁8通过第二轴23连接，所述第二轴23通过法兰盘24固定在耳板梁8上，所述第二轴23通过第三向心推力球轴承27和第四向心推力球轴承32置于第三轴承座25中，所述第三向心推力球轴承27和第四向心推力球轴承32中间用第二套筒31固定，所述第三向心推力球轴承27外侧装有止动垫片29，所述止动垫片29外侧装有锁紧螺母28，所述第三轴承座25固定在从动臂10上，第三轴承端盖30固定在第三轴承座25上，所述第三轴承端盖30和第三向心推力球轴承27之间装有第一套筒26，所述从动臂10下端接小臂双摆机构3。其具体运动为：横梁6、第一主动臂7、耳板梁8、第二主动臂9共同组成一个四连杆机构，两个主动臂共同驱动四杆机构的运动，四连杆运动驱动从动臂10的摆动。

如附图8所示，所述小臂双摆机构3包括第一转动结构和第二转动结构，所述第一转动结构包括第二伺服电机33、第二减速器34、电机盖35、小臂双摆机构箱体36、所述第二转动结构包括第三伺服电机37、第三减速器38，所述第二减速器34固定在从动臂10的内部，所述第二伺服电机33连接在第二减速器34的输入端，所述小臂双摆机构箱体36连接在第二减速器34的输出端，所述第三减速器38连接在小臂双摆机构箱体36内部，所述第三伺服电机37连接在第三减速器38的输入端，所述电机盖35通过螺钉与小臂双摆机构箱体36连接，所述第三减速器38的输出端连接小臂机构4。其具体运动为：第一转动结构由第二伺服电机33驱动小臂双摆机构箱体36做垂直方向的旋转运动，第二转动结构由第三伺服电机37带动小臂机构4做水平方向的旋转运动。

小臂机构4中的小臂支架39与第三减速器38的输出端固接，所述小臂支架39内部两侧通过螺钉固定两个导轨滑块41并与滑动导轨50配合安装，所述滑动导轨50固定在小臂40两侧，所述小臂40一侧安装齿条49，第四减速器48安装于小臂支架39一侧，第四减速器48输入端接第四伺服电机42，输出端接第三轴46，齿轮43固定在第三轴46的外侧，所述齿轮42和第四减速器48之间接有第三套筒44，所述齿轮43的另一侧装有加厚垫片47，所述加厚垫片47通过紧固螺钉45固定在第三轴46中，所述齿条49和齿轮43配合安装。第四伺服电机42驱动齿轮43旋转，带动齿条49和与其固定的小臂40做直线进给运动。

如附图9所示，端拾器机构5包括第三旋转机构和第四旋转机构，所述端拾器机构5通过内啮合齿轮52安装在小臂40的末端，第三旋转机构由伺服电机驱动内啮合齿轮52运动从而带动端拾器机构5相对于小臂40做平行方向的转动，第四旋转机构由伺服电机驱动主杆51旋转从而带动吸盘53做旋转运动。

本实用新型的实际工作过程如下：

工件提升：小臂双摆机构3的第一旋转机构旋转，使得小臂双摆机构3、小臂机构4和端拾器机构5整体向上倾斜，从而工件抬起；如果对工件运输状态有一定要求，以使工件抬起后保持水平状态为例介绍其运动过程：端拾器机构5的第三旋转机构旋转一定角度，使得端拾器机构5旋转到主杆51与小臂40保持90°正交状态，第四旋转机构反向旋转第一旋转机构的旋转角度，使得工件保持水平状态。

工件进给：大摆臂机构2摆动，使工件从前一工序位置向后一工序位置运动；同时小臂双摆机构3的第二旋转机构顺时针旋转；同时小臂机构4先收缩再伸出，由前一工序中心线位置到达后移工序中心线位置。

工件放置：小臂双摆机构3的第一旋转机构旋转，使得小臂双摆机构3、小臂机构4和端拾器机构5整体向下倾斜，从而工件放置。

机械手返回：大摆臂机构2摆动，使工件从后一工序位置向前一工序位置运动；同时小臂双摆机构3的第二旋转机构逆时针旋转；同时小臂机构4先收缩再伸出，由后一工序中心线位置到达前一工序中心线位置。

最后应说明的是：已上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，在本实用新型构思下，仍可作出很多变化。在此，应该说明，在本实用新型的精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双驱动四连杆移摆机械手，包括悬挂机构（1）、大摆臂机构（2）、小臂双摆机构（3）、小臂机构（4）和端拾器机构（5），其特征在于：大摆臂机构（2）安装在悬挂机构（1）上，驱动大摆臂的摆动，小臂双摆机构（3）安装在大摆臂机构（2）末端，驱动小臂垂直方向的旋转和小臂机构（4）水平方向的旋转，小臂机构（4）与小臂双摆机构（3）连接，端拾器机构（5）与小臂机构（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种双驱动四连杆移摆机械手，其特征在于：所述的大摆臂机构（2）为双驱动四杆结构，包括横梁（6）、第一主动臂（7）、耳板梁（8）、第二主动臂（9）和从动臂（10），四杆结构在摆动的同时带动从动臂（10）摆动，所述横梁（6）固定在悬挂机构（1）上，横梁（6）和第一主动臂（7）的连接方式为，将第一减速器（11）固定在横梁（6）一端和加厚板（13）上，所述第一主动臂（7）连接在第一减速器（11）的输出端，将第一伺服电机（12）连接在第一减速器（11）的输入端，所述横梁（6）另一端和第二主动臂（9）的连接具有上述相同形式，两个伺服电机组成双驱动结构。

3.根据权利要求2所述的一种双驱动四连杆移摆机械手，其特征在于：所述大摆臂机构（2）中的第一主动臂（7）和耳板梁（8）的连接方式为，通过第一轴（16）连接，第一轴承座（17）和第二轴承座（19）分别安装在耳板梁（8）左端两个耳板上，所述第一轴承座（17）和第二轴承座（19）内分别对称安装第一向心推力球轴承（15）和第二向心推力球轴承（21），第一轴承端盖（18）固定在第一轴承座（17）上，第二轴承端盖（20）固定在第二轴承座（19）上，两个轴承座内侧装有第一毡圈（14）和第二毡圈（22），所述第一轴（16）和第一主动臂（7）固定安装，且相对于耳板梁（8）做转动运动，所述第二主动臂（9）和耳板梁（8）的连接具有上述相同形式。

4.根据权利要求2所述的一种双驱动四连杆移摆机械手，其特征在于：所述大摆臂机构（2）中的从动臂（10）和耳板梁（8）的连接方式为，通过第二轴（23）连接，所述第二轴（23）通过法兰盘（24）固定在耳板梁（8）上，所述第二轴（23）通过第三向心推力球轴承（27）和第四向心推力球轴承（32）置于第三轴承座（25）中，所述第三向心推力球轴承（27）和第四向心推力球轴承（32）中间用第二套筒（31）固定，所述第三向心推力球轴承（27）外侧装有止动垫片（29），所述止动垫片（29）外侧装有锁紧螺母（28），所述第三轴承座（25）固定在从动臂（10）上，第三轴承端盖（30）固定在第三轴承座（25）上，所述第三轴承端盖（30）和第三向心推力球轴承（27）之间装有第一套筒（26），所述从动臂（10）下端接小臂双摆机构（3）。

5.根据权利要求4所述的一种双驱动四连杆移摆机械手，其特征在于：所述小臂双摆机构（3）包括第一转动结构和第二转动结构，所述第一转动结构包括第二伺服电机（33）、第二减速器（34）、电机盖（35）、小臂双摆机构箱体（36），所述第二转动结构包括第三伺服电机（37）、第三减速器（38），所述第二减速器（34）固定在从动臂（10）的内部，驱动小臂双摆机构（3）垂直方向的摆动，所述第二伺服电机（33）连接在第二减速器（34）的输入端，所述小臂双摆机构箱体（36）连接在第二减速器（34）的输出端，所述第三减速器（38）连接在小臂双摆机构箱体（36）内部，所述第三伺服电机（37）连接在第三减速器（38）的输入端，所述电机盖（35）通过螺钉与小臂双摆机构箱体（36）连接，所述第三减速器（38）的输出端连接小臂机构（4），驱动小臂机构（4）水平方向的摆动。

6.根据权利要求1所述的一种双驱动四连杆移摆机械手，所述的大摆臂机构（2）可采用的另一种结构形式，其特征在于:所述的大摆臂机构（2）为双驱动四杆结构，包括横梁（6）、第一主动臂（7）、耳板梁（8）、第二主动臂（9），所述第一主动臂（7）延长，末端接小臂双摆机构（3）。

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