CN210819597U - 一种自动化机械手及其系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动化技术领域，并具体公开了自动化机械手，包括固定在底板上可以升降和/或旋转的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂及连接杆，连接杆的一侧安装有活动连接块,第三机械臂外壁的表面安装有鼓风机，活动连接块的底部安装有抓手，连接杆外壁的表面安装有负压风机，负压风机的底部连接有活动连接管道，活动连接管道的底部镶嵌安装有活动吸盘，抓手的内部镶嵌安装有活动气垫，活动连接块外壁的表面安装有连接管道，连接管道与鼓风机连接，连接管道的底部连接有活动输送管道，活动输送管道的底部连接有橡胶输送管道。还提供自动化机械手系统。本实用新型可以实现机械手的对抓取物品的保护，也可以实现对多套机械手智能协调控制。

Description

一种自动化机械手及其系统

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，特别涉及一种自动化机械手及其系统。

背景技术

现有的机器人工业化生产中，机械手有大量应用，机械手的抓手大多都是铝合金质构件，而有的材料质地脆弱，在抓取和移动的过程中容易将材料刮伤或者使材料出现裂痕，此时便会影响材料的使用，并且有的材料表面光滑，在抓手将其抓取时，材料会从抓手内部滑出，此时材料会掉落在体面上，使得材料容易被摔坏。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供能在抓取时对抓取物体进行保护的一种自动化机械手及其系统。

根据本实用新型的一个方面，提供一种自动化机械手，包括固定在底板上可以升降和/或旋转的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂及连接杆；所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂及连接杆之间通过转轴依次连接，其中转轴是通过电机进行驱动转动。所述连接杆的一侧活动安装有活动连接块,所述第三机械臂外壁的表面固定安装有鼓风机，所述活动连接块的底部安装有抓手，所述连接杆外壁的表面固定安装有负压风机，所述负压风机的底部固定连接有活动连接管道，所述活动连接管道的底部镶嵌安装有活动吸盘，所述抓手的内部镶嵌安装有活动气垫，所述活动连接块外壁的表面固定安装有连接管道，所述连接管道与所述鼓风机连接，所述连接管道的底部固定连接有活动输送管道，所述活动输送管道的底部固定连接有橡胶输送管道，所述活动气垫和橡胶输送管道固定连接。

进一步地，所述抓手的内部开设有活动安装槽，所述活动气垫设置在所述活动安装槽内，所述活动气垫的外壁与所述活动安装槽的内壁之间设置有活动滚轮，所述活动滚轮和活动气垫外壁的表面相互贴合。

进一步地，所述活动吸盘外壁的表面开设有连接套口，所述活动吸盘的两侧固定安装有流通侧管，所述连接套口和活动连接管道镶嵌安装。

进一步地，所述活动滚轮为橡胶质构件，所述活动安装槽为铝合金质构件。

进一步地，所述连接管道截面呈圆形，所述连接管道为铝合金质构件。

进一步地，所述活动气垫外壁的表面开设有防滑纹。

进一步地，所述活动连接块为铝合金质构件，所述抓手为铝合金质构件，所述橡胶输送管道为橡胶质构件。

进一步地，所述转轴镶嵌安装有套圈。

进一步地，所述套圈的表面开设有圆形卡孔，所述套圈的表面填充有防腐涂料。

进一步地，所述抓手上还设置有位置传感器。

所述第一机械臂安装在电动旋转缸的顶部，所述电动旋转缸安装在电动液压杆的顶部，所述电动液压杆安装在底板的顶部。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种自动化机械手系统，包括至少两套自动化机械手及称重平台，所述称重平台内设置有称重传感器及控制器，每套所述自动化机械手固定在所述底板上，所述控制器分别与每套自动化机械手中的所述电动液压杆、电动旋转缸、电机、鼓风机、负压风机、所述称重传感器及位置传感器进行电连接。

本实用新型提供的一种自动化机械手，一方面通过设置活动气垫，启动鼓风机，使得鼓风机会向连接管道的内部充气，并且连接管道的底部连接活动输送管道，而活动输送管道的底部固定安装有橡胶输送管道，此时橡胶输送管道会不断的向活动气垫内部输气，使得活动气垫膨胀，当活动气垫膨胀时会从活动安装槽的内部挤出，并且将抓手的外壁覆盖，阻止抓手和材料直接接触，并且活动气垫的内部填充有气体，使得通过气体也能起到一个缓冲的作用，当不需要使用活动气垫时，此时将鼓风机关闭，活动气垫收缩，在收缩的过程中活动气垫会收缩在活动安装槽的内部，避免在夹取的过程中将材料划伤，从而提高工作效率。另一方面通过设置活动吸盘，在夹取光滑的材料时启动负压风机，并且将活动吸盘外壁的表面和材料贴合连接，使得材料被活动吸盘吸附，又因为活动连接管道的顶部固定连接有负压风机，当负压风机开始工作时使得活动吸盘的内部空气不断被吸出，加强了活动吸盘的吸附力，避免材料会掉落，当工作完毕需要将材料放置时，此时关闭负压风机，通过流通侧管使得气流不断流入活动吸盘的内部，使得活动吸盘内部的气压平衡，当气压平衡，此时吸附力会消失，从而避免材料会被摔坏。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种自动化机械手系统的整体结构示意图。

图2为图1的A处整体放大结构示意图。

图3为本实用新型的活动连接块内部整体结构示意图。

图4为本实用新型的抓手内部整体结构示意图。

图5为本实用新型的活动吸盘整体结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的套圈整体结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种自动化机械手，包括固定在底板上可以升降和/或旋转的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂及连接杆；第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂及连接杆之间通过转轴依次连接，其中，转轴是通过电机进行驱动转动。在一具体实施例中，如图1-3所示，底板1的顶部固定安装有电动液压杆2，电动液压杆2的顶部活动安装有电动旋转缸3，电动旋转缸3的顶部固定安装有第一机械臂4，第一机械臂4远离电动旋转缸3的一端通过转轴6转动连接第二机械臂7的一端，且第一机械臂4上安装有用于驱动转轴6转动的第一电机5；第二机械臂7的另一端通过转轴9转动连接第三机械臂10的一端，且第二机械臂7上安装有用于驱动转轴9转动的第二电机8；第三机械臂10的另一端通过转轴13转动连接连接杆12，且第三机械臂10上安装有用于驱动转轴13转动的第三电机11，连接杆12的一侧活动安装有活动连接块14；第三机械臂10外壁的表面固定安装有鼓风机26，活动连接块14的底部安装有抓手15；连接杆12外壁的表面固定安装有负压风机16，负压风机16的底部固定连接有活动连接管道17，活动连接管道17的底部镶嵌安装有活动吸盘18；抓手15的内部镶嵌安装有活动气垫19，活动连接块14外壁的表面固定安装有连接管道20，连接管道20与鼓风机26固定连接，连接管道20的底部固定连接有活动输送管道21，活动输送管道21的底部固定连接有橡胶输送管道22。连接管道20的截面呈圆形，连接管道20为铝合金质构件。活动气垫19和橡胶输送管道22固定连接，活动气垫19外壁的表面开设有防滑纹。在一实施例中，活动连接块14为铝合金质构件，抓手15为铝合金质构件，橡胶输送管道22为橡胶质构件。

如图4所示，抓手15的内部开设有活动安装槽152，活动气垫19安装在活动安装槽152内。为了避免活动气垫19直接和活动安装槽152内壁的表面贴合连接，方便活动气垫19在使用过程中快速挤出，活动安装槽152的内壁与活动气垫19的外壁之间还设置有活动滚轮151，活动滚轮151和活动气垫19外壁的表面相互贴合。其中，活动滚轮151为橡胶质构件，活动安装槽152为铝合金质构件。通过设置活动滚轮151，使得活动气垫19在膨胀挤出的过程中，会与活动滚轮151贴合连接，在挤出的过程中使得活动滚轮151会转动，由于活动滚轮151的转动，可以降低活动气垫19在挤出时摩擦力（即，如果不设置活动滚轮151，活动气垫19与活动安装槽152之间的摩擦力会降低活动气垫19的挤出速度）对挤出速度的影响，从而加快活动气垫19挤出，提高工作效率。

如图5所示，活动吸盘18外壁的表面开设有连接套口181，活动吸盘18的两侧固定安装有流通侧管182，连接套口181和活动连接管道17镶嵌安装。通过设置流通侧管182，当工作完毕时，关闭负压风机16，通过流通侧管182使得气流不断流入活动吸盘18的内部，使得活动吸盘18内部的气压平衡（即活动吸盘18内部气压和外部气压相同），当气压平衡，此时吸附力会消失，此时材料能被放置在工作台上，既解决了吸附问题，又解决了脱落问题。

另外，为了防止外界向转轴塞杂质，本实用新型实施例，在转轴6、转轴9及转轴13镶嵌安装有套圈24，参见图6所示，套圈24的表面开设有圆形卡孔242。套圈24的表面填充有防腐涂料241，防止套圈被腐蚀。

本实用新型提供的一种自动化机械手的工作原理如下：

第一步，首先操作人员正常组装好该装置的各个组件，然后正常启动该装置。

第二步，当抓手15抓取比较脆弱的材料时，此时启动鼓风机26，使得鼓风机26会向连接管道20的内部充气，并且连接管道20的底部连接活动输送管道21，而活动输送管道21的底部固定安装有橡胶输送管道22，此时橡胶输送管道22会不断的向活动气垫19内部输气，使得活动气垫19膨胀，当活动气垫19膨胀时会从活动安装槽152的内部挤出，并且将抓手15的外壁覆盖，阻止抓手15和材料直接接触，并且活动气垫19的内部填充有气体，使得通过气体也能起到一个缓冲的作用，而在夹取光滑的材料时启动负压风机16，并且将活动吸盘18外壁的表面和材料贴合连接，使得材料被活动吸盘18吸附，又因为活动连接管道17的顶部固定连接有负压风机16，当负压风机16开始工作时使得活动吸盘18的内部空气不断被吸出，加强了活动吸盘18的吸附力。

第三步，首先操作人员正常关闭该装置，接着操作人员检查该装置各个组件之间的固定性是否正常，然后更换和维修掉该装置内部的老化和磨损较严重的零件。

现实生产中，单靠一个机械手无法完成生产作业工作，因此就需要多套机械手协同来实现，本实用新型实施例还提供一种自动化机械手系统，包括至少两套自动化机械手及称重平台23，其中，称重平台23内设置有称重传感器及控制器。称重平台的位置可以设置在两套自动化机械手中间。在一实施例中，称重平台也可以是一生产线的流水平台。控制器分别与每套自动化机械手中的电动液压杆2、电动旋转缸3、第一电机5、第二电机8、第三电机11、鼓风机26、负压风机16、称重传感器及位置传感器25（设置在抓手15的侧壁上）进行电连接，用于根据称重传感器及位置传感器25采集的信息，控制电动液压杆2、电动旋转缸3、第一电机5、第二电机8、第三电机11、鼓风机26及负压风机16工作。设置称重传感器的目的是在机械手夹取物体之前，获取夹取物体的重量，避免所夹物体的重量超过夹手所能夹取的能力范围。当称重传感器获取的夹取物体超过夹手所能夹取的能力范围时，自动化机械手系统还包括报警装置，此时控制器拒绝发出控制指令给自动化机械手，同时向报警装置发出报警指令，控制报警装置发出报警提示。报警提示可以是声音，也可以是红灯。在一实施例中，控制器可以采用STM32单片机来实现。在本实施例中，通过控制器可以实现控制两套机械手的协调。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (9)

1.一种自动化机械手，其特征在于：包括固定在底板（1）上可以升降和/或旋转的第一机械臂（4）、第二机械臂（7）、第三机械臂（10）及连接杆（12）；所述第一机械臂（4）、第二机械臂（7）、第三机械臂（10）及连接杆（12）之间通过转轴依次连接，其中，所述转轴是通过电机进行驱动转动；所述连接杆（12）的一侧活动安装有活动连接块（14）, 所述活动连接块（14）的底部安装有抓手（15），所述活动连接块（14）外壁的表面固定安装有连接管道（20），所述第三机械臂（10）外壁的表面固定安装有鼓风机（26），所述连接管道（20）与所述鼓风机（26）连接，所述连接杆（12）外壁的表面固定安装有负压风机（16），所述负压风机（16）的底部固定连接有活动连接管道（17），所述活动连接管道（17）的底部镶嵌安装有活动吸盘（18），所述抓手（15）的内部镶嵌安装有活动气垫（19），所述连接管道（20）的底部固定连接有活动输送管道（21），所述活动输送管道（21）的底部固定连接有橡胶输送管道（22），所述活动气垫（19）和橡胶输送管道（22）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动化机械手，其特征在于：所述抓手（15）的内部开设有活动安装槽（152），所述活动气垫（19）设置在所述活动安装槽（152）内，所述活动气垫（19）的外壁与所述活动安装槽（152）的内壁之间设置有活动滚轮（151），所述活动滚轮（151）和活动气垫（19）外壁的表面相互贴合。

3.根据权利要求1所述的一种自动化机械手，其特征在于：所述活动吸盘（18）外壁的表面开设有连接套口（181），所述活动吸盘（18）的两侧固定安装有流通侧管（182），所述连接套口（181）和活动连接管道（17）镶嵌安装。

4.根据权利要求1所述的一种自动化机械手，其特征在于：所述活动气垫（19）外壁的表面开设有防滑纹。

5.根据权利要求1所述的一种自动化机械手，其特征在于：所述转轴镶嵌安装有套圈（24）。

6.根据权利要求5所述的一种自动化机械手，其特征在于：所述套圈（24）的表面开设有圆形卡孔（242），所述套圈（24）的表面填充有防腐涂料（241）。

7.根据权利要求1所述的一种自动化机械手，其特征在于：所述抓手（15）上还设置有位置传感器（25）。

8.根据权利要求7所述的一种自动化机械手，其特征在于：所述第一机械臂（4）安装在电动旋转缸（3）的顶部，所述电动旋转缸（3）安装在电动液压杆（2）的顶部，所述电动液压杆安装在所述底板（1）的顶部。

9.一种自动化机械手系统，其特征在于，包括至少两套权利要求8所述的自动化机械手及称重平台（23），所述称重平台（23）内设置有称重传感器及控制器，所述控制器分别与每套自动化机械手中的所述电动液压杆（2）、电动旋转缸（3）、电机、鼓风机（26）、负压风机（16）、称重传感器及位置传感器（25）进行电连接。

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