CN211639898U - 一种五轴机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种五轴机械手，包括机架上设置的横向行走X轴、前后伸缩Y轴及上下运动Z轴；横向行走X轴上设导轨，导轨下方设齿条，齿条齿轮啮合传动，横向行走X轴中部设导向滚轮；在上下运动Z轴一侧设导向轴及电缸，顶部设驱动电机，电缸下设横向行走驱动电机，横向行走驱动电机连接导向滚轮；前后伸缩Y轴包括伸缩一轴、伸缩二轴、伸缩Y轴机架，伸缩一轴上设伸缩一轴齿条、齿轮传动机构，齿轮传动机构连接驱动电机；伸缩二轴外端设料盘及料盘夹具；伸缩Y轴机架上设旋转R轴，侧面设伸缩一轴导向滚轮，底部设伸缩二轴驱动气缸。本实用新型的优点是，能在指定位置完成料盘的夹紧、松开、提升、旋转、行走等动作，实现无人自动化生产。
Description
技术领域
本实用新型属于机械自动化技术领域，具体涉及一种五轴机械手。
背景技术
在实际生产中，在火、炸药等危险物料的生产现场，原材料是各种化工原料，有挥发性有害气体，原料经配比混合后具有易燃易爆等特点，使用人工进行物料的转运时，挥发性气体对操作者的身体健康造成一定危害，同时由于人为、环境等因素，往往容易引发火灾、爆炸等安全生产事故。使用自动化设备取代人工搬运危险物料具有重大意义，能够使操作者接触危险化工原料机会降低、产品质量受人为因素降低、产品生产效率大幅度提高。采用机械手进行长距离物料的搬运，搬运的物料装在料盘中，料盘要进出多个工房进行混合、称量、烘干等作业，机械手作业时人不能进入，工房的门开有料盘进出口，机械手的Y轴需抓取料盘伸进门的出入口，但有时机械手安装区域有空间限制，需要设计一种既能节省空间，又能保证其灵活抓取物料的机械手。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种五轴机械手，其能在指定位置完成料盘的夹紧、松开、提升、旋转、行走等动作，实现无人自动化生产，效率高，节省空间。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种五轴机械手，包括机架及其底部用于支撑的立柱，所述机架上设有相互连接的横向行走X轴、前后伸缩Y轴及上下运动Z轴；所述横向行走X轴上设有导轨，所述导轨下方设有齿条，所述齿条与其下方中部设置的齿轮啮合传动，所述横向行走X轴中部设有导向滚轮；
在所述上下运动Z轴平行一侧设有导向轴及电缸，顶部设有升降驱动伺服减速电机，所述电缸下方一侧设有横向行走驱动伺服减速电机，所述横向行走驱动伺服减速电机连接导向滚轮；
所述前后伸缩Y轴包括伸缩一轴、伸缩二轴、伸缩Y轴机架，所述伸缩一轴上设有伸缩一轴齿条及与之配合运行的齿轮传动机构，所述齿轮传动机构连接伸缩一轴驱动伺服减速电机；所述伸缩二轴远离伸缩Y轴机架的一端设有料盘及料盘夹具；
所述伸缩Y轴机架上方设有旋转R轴，侧面设有伸缩一轴导向滚轮，底部设有伸缩二轴驱动气缸；所述伸缩一轴导向滚轮上方设有驱动链轮及与其配合传动的传动链条、链条张紧链轮。
进一步的，所述料盘夹具包括夹具安装机架、夹紧驱动气缸及夹爪，所述安装机架与夹紧驱动气缸之间通过直线轴承活动连接；所述夹爪内侧两边均设有凸起条，与料盘外部两侧设置的凹槽块匹配连接。
进一步的，所述旋转R轴包括旋转传动结构及旋转驱动伺服减速电机。
进一步的，所述导轨的两端设有X轴端硬限位。
进一步的，所述导向滚轮嵌套于导轨及齿轮外部。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型Y轴采用伺服电机和气缸双驱动机构，使得机械手在Y轴结构尺寸不变的情况下增大Y轴运动行程，使料盘能伸入工房内尺寸足够大，同时设计了旋转R轴，在机械手做横向移动时旋转180°使Y轴与X轴平行，这样机械手横向移动时占用空间会大幅度缩小。能够在指定位置完成料盘的夹紧、松开、提升、旋转、行走等动作，实现无人自动化生产，效率高，节省空间。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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，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为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的前后伸缩Y轴与上下运动Z轴结构放大图；
图3为本实用新型的前后伸缩Y轴底部结构示意图；
图中：1-机架，2-立柱，3-横向行走X轴，4-导轨，5-齿条，6-导向滚轮，7-X轴端硬限位，8-前后伸缩Y轴，9-旋转R轴，10-料盘夹具，11-料盘，12-上下运动Z轴，13-夹紧驱动气缸，14-夹具安装机架，15-旋转传动结构，16-旋转驱动伺服减速电机，17-横向行走驱动伺服减速电机，18-电缸，19-导向轴，20-升降驱动伺服减速电机，21-驱动链轮，22-传动链条，23-链条张紧链轮，24-齿轮，25-夹爪，81-伸缩一轴，82-伸缩二轴，83-伸缩Y轴机架，84-伸缩一轴齿条，85-伸缩一轴驱动伺服减速电机，86-齿轮传动机构，87-伸缩一轴导向滚轮，88-伸缩二轴驱动气缸。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但所举实施例只作为对本实用新型的说明，不作为对本实用新型的限定。
如图1-3所示的一种五轴机械手，包括机架1及其底部用于支撑的立柱2，所述机架1上设有相互连接的横向行走X轴3、前后伸缩Y轴8及上下运动Z轴12；所述横向行走X轴3上设有导轨4，所述导轨4下方设有齿条5，所述齿条5与其下方中部设置的齿轮24啮合传动，所述横向行走X轴3中部设有导向滚轮6；所述导轨4的两端设有X轴端硬限位7。
在所述上下运动Z轴12平行一侧设有导向轴19及电缸18，顶部设有升降驱动伺服减速电机20，所述电缸18下方一侧设有横向行走驱动伺服减速电机17，所述横向行走驱动伺服减速电机17连接导向滚轮6，所述导向滚轮6嵌套于导轨4及齿轮24外部。
所述前后伸缩Y轴8包括伸缩一轴81、伸缩二轴82、伸缩Y轴机架83，所述伸缩一轴81上设有伸缩一轴齿条84及与之配合运行的齿轮传动机构86，所述齿轮传动机构86连接伸缩一轴驱动伺服减速电机85；所述伸缩二轴82远离伸缩Y轴机架83的一端设有料盘11及料盘夹具10；所述料盘夹具10包括夹具安装机架14、夹紧驱动气缸13及夹爪25，所述安装机架14与夹紧驱动气缸13之间通过直线轴承活动连接；所述夹爪25内侧两边均设有凸起条，与料盘11外部两侧设置的凹槽块匹配连接。
所述伸缩Y轴机架83上方设有旋转R轴9，侧面设有伸缩一轴导向滚轮87，底部设有伸缩二轴驱动气缸88；所述旋转R轴9包括旋转传动结构15及旋转驱动伺服减速电机16；所述伸缩一轴导向滚轮87上方设有驱动链轮21及与其配合传动的传动链条22、链条张紧链轮23。
横向行走X轴3用于机械手的Y轴、Z轴、料盘夹具10等横向行走，伺服电机驱动齿轮24旋转，齿轮24与齿条5啮合，导轨4导向，使机械手沿X轴方向横向移，由机架1、立柱2、导轨4、齿条5、导向滚轮6等组成。
前后伸缩Y轴8的前端装有料盘夹具10，前后伸缩Y轴8伸出将料盘11送入工房，缩回后再旋转180°用于料盘11的横向转运，前后伸缩Y轴8采用伺服电机和气缸双驱动，使结构尺寸不增大但行程增大了2/3。前后伸缩Y轴8由机架1、伸缩一轴81、伸缩二轴82、伸缩二轴驱动气缸88、直线轴承、导向轴19、伸缩一轴导向滚动87、伸缩一轴齿条84、齿轮传动机构86、驱动链轮21、传动链条22等组成。
旋转R轴9用于驱动前后伸缩Y轴8的旋转，由驱动伺服电机和减速机、旋转传动机构15等组成，旋转R轴9安装在伸缩Y轴机架83上。
上下运动Z轴12用于驱动前后伸缩Y轴8上下运动，以满足料盘11在上下高度方向不同角度工作，由横向行走驱动伺服减速电机17、电缸18、导向轴19、安装底板等组成。
料盘夹具10为气动夹具，用于抓取料盘11移载，由驱动夹紧驱动气缸13、夹爪25、夹具安装机架14等组成。
本实用新型前后伸缩Y轴8采用伺服电机和气缸双驱动机构，目的是在前后伸缩Y轴8结构尺寸不变的情况下增大前后伸缩Y轴8运动行程，使料盘11能伸入工房内尺寸足够大，机械手抓取料盘11沿横向行走X轴3移动时，前后伸缩Y轴会与工房内的控制电柜干涉，因此本机械手设计了旋转R轴9，在机械手做横向移动时旋转180°使前后伸缩Y轴8与横向行走X轴3平行，这样机械手横向移动时占用空间会大幅度缩小。机械手采用伺服电机驱动，根据设计的运动流程进行运行，根据流程，机械手会在指定位置完成料盘11的夹紧、松开、提升、旋转、行走等动作，实现无人自动化生产。
本实用新型的创新点为：
1)横向行走X轴3通过伺服电机驱动行走；
2)前后伸缩Y轴8采用伺服电机和气缸双驱动，使前后伸缩Y轴8行程比单轴增加2/3；
3)旋转R轴9驱动前后伸缩Y轴8可做360°旋转；
4)上下运动Z轴12通过电缸18驱动可在行程范围内多点停止。
本实用新型能够在指定位置完成料盘的夹紧、松开、提升、旋转、行走等动作，实现无人自动化生产，效率高，节省空间。
本实用新型中未做详细描述的内容均为现有技术。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (5)
1.一种五轴机械手，包括机架(1)及其底部用于支撑的立柱(2)，其特征在于，所述机架(1)上设有相互连接的横向行走X轴(3)、前后伸缩Y轴(8)及上下运动Z轴(12)；所述横向行走X轴(3)上设有导轨(4)，所述导轨(4)下方设有齿条(5)，所述齿条(5)与其下方中部设置的齿轮(24)啮合传动，所述横向行走X轴(3)中部设有导向滚轮(6)；
在所述上下运动Z轴(12)平行一侧设有导向轴(19)及电缸(18)，顶部设有升降驱动伺服减速电机(20)，所述电缸(18)下方一侧设有横向行走驱动伺服减速电机(17)，所述横向行走驱动伺服减速电机(17)连接导向滚轮(6)；
所述前后伸缩Y轴(8)包括伸缩一轴(81)、伸缩二轴(82)、伸缩Y轴机架(83)，所述伸缩一轴(81)上设有伸缩一轴齿条(84)及与之配合运行的齿轮传动机构(86)，所述齿轮传动机构(86)连接伸缩一轴驱动伺服减速电机(85)；所述伸缩二轴(82)远离伸缩Y轴机架(83)的一端设有料盘(11)及料盘夹具(10)；
所述伸缩Y轴机架(83)上方设有旋转R轴(9)，侧面设有伸缩一轴导向滚轮(87)，底部设有伸缩二轴驱动气缸(88)；所述伸缩一轴导向滚轮(87)上方设有驱动链轮(21)及与其配合传动的传动链条(22)、链条张紧链轮(23)。
2.根据权利要求1所述的一种五轴机械手，其特征在于，所述料盘夹具(10)包括夹具安装机架(14)、夹紧驱动气缸(13)及夹爪(25)，所述安装机架(14)与夹紧驱动气缸(13)之间通过直线轴承活动连接；所述夹爪(25)内侧两边均设有凸起条，与料盘(11)外部两侧设置的凹槽块匹配连接。
3.根据权利要求1所述的一种五轴机械手，其特征在于，所述旋转R轴(9)包括旋转传动结构(15)及旋转驱动伺服减速电机(16)。
4.根据权利要求1所述的一种五轴机械手，其特征在于，所述导轨(4)的两端设有X轴端硬限位(7)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种五轴机械手，其特征在于，所述导向滚轮(6)嵌套于导轨(4)及齿轮(24)外部。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114290359A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-08 | 大连光洋自动化液压系统有限公司 | 一种具有行程补偿以及精度补偿的抓手机构 |
| CN116354125A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-06-30 | 青岛三信包装科技有限公司 | 一种折叠板堆垛拆垛一体机 |
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