CN212193161U - 一种机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种机械臂，可拆卸固定于安装设备上；机械臂包括：支架，与安装设备相连；花键轴，花键轴的一端与支架相连，花键轴能够沿支架高度方向移动，且花键轴能够沿花键轴的周向转动；摆臂，摆臂的一端与花键轴远离支架的一端连接，摆臂随花键轴的转动而摆动；及机械夹爪，机械夹爪与摆臂相连，机械夹爪上固定有传感器，传感器用于检测机械夹爪的夹持状态，以使机械夹爪实现对物料的夹持或松开动作。本实用新型提供的设计简易的机械臂，可以实现升降、摆动和旋转三个动作的机械臂结构，并且在机械臂末端的机械夹爪可以实现夹持、松开动作。

Description

一种机械臂

【技术领域】

本实用新型涉及机械臂技术领域，尤其涉及一种机械臂。

【背景技术】

现有的机械臂，在物料转运过程中，无法判断机械手是否将物料夹持到位，从而在转动过程中容易出现物料掉落的情况，稳定性差。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种机械臂，能够在物料转运过程中提高稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种机械臂，可拆卸固定于安装设备上；所述机械臂包括：

支架，与所述安装设备相连；

花键轴，所述花键轴的一端与所述支架相连，所述花键轴能够沿所述支架高度方向移动，且所述花键轴能够沿所述花键轴的周向转动；

摆臂，所述摆臂的一端与所述花键轴远离所述支架的一端连接，所述摆臂的另一端水平延伸设置，所述摆臂随所述花键轴的转动而摆动；及

机械夹爪，所述机械夹爪与所述摆臂远离所述支架的一端相连，所述机械夹爪上固定有传感器，所述传感器用于检测所述机械夹爪的夹持状态，以使所述机械夹爪实现对物料的夹持或松开动作。

在一种实施方式中，所述摆臂还包括固定板，所述固定板设置于所述摆臂远离所述支架的一端，且所述固定板位于所述支架的上方，所述机械夹爪可转动安装在所述固定板上。

在一种实施方式中，所述固定板上设有与所述机械夹爪平行间隔设置的第一电机，所述第一电机的输出端设有主动齿轮，所述固定板上还设有与所述主动齿轮传动连接的被动齿轮，所述机械夹爪与所述被动齿轮相连。

在一种实施方式中，所述被动齿轮上安装有与所述被动齿轮同步转动的第一位置感应片，所述固定板上还设有与所述第一位置感应片相配合的至少一个第一位置传感器。

在一种实施方式中，所述支架包括一对端板及与所述一对端板垂直相连的框架，所述框架的一侧设有第二电机及第三电机，所述第二电机用于带动所述花键轴转动，所述第三电机用于带动所述花键轴沿所述支架高度方向移动。

在一种实施方式中，所述第二电机的输出端设有转动齿轮，位于所述支架顶部的端板上还设有与所述转动齿轮传动连接的从动齿轮，所述转动齿轮与所述从动齿轮通过闭合的第一同步带传动连接；所述花键轴穿设于所述从动齿轮内，且与所述从动齿轮同步转动。

在一种实施方式中，所述从动齿轮上安装有与所述从动齿轮同步转动的第二位置感应片，所述支架上设有与所述第二位置感应片相配合的至少一个第二位置传感器，用以对所述从动齿轮的转动进行限位。

在一种实施方式中，所述框架沿高度方向的两端设有第一转轮和第二转轮，所述第一转轮与所述第二转轮通过闭合的第二同步带传动连接，所述第二同步带穿过所述第二电机的第一同步带之间；所述第二同步带上固定有固定块，所述固定块与所述花键轴远离所述摆臂的一端相连。

在一种实施方式中，所述固定块与轴承套相连，所述花键轴远离所述摆臂的一端插入所述轴承套内，所述花键轴能够在所述轴承套内沿其周向转动。

在一种实施方式中，所述固定块上设有第三位置感应片，所述支架纵向设置有与所述第三位置感应片相配合的两个第三位置传感器6。

采用上述技术方案后，有益效果是：

本申请实施例提供的机械臂，通过在机械夹爪上安装传感器，用以检测机械夹爪是否夹持或松开物料，使得物料在转运过程中更加稳定。机械臂上设置的三个电机，其可实现机械臂升降、摆动和机械夹爪旋转三个动作，整个机械臂结构简单，部件布置合理，结构稳定。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种机械臂的立体图；

图2为图1所示区域A的局部放大图；

图3为本申请实施例提供的一种机械臂的局部结构示意图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

图1是本申请实施例提供的一种机械臂的结构示意图。参考图1，机械臂用于夹取、转运物料，机械臂可拆卸安装于所需的安装设备上，机械臂包括机械夹爪10、摆臂20、支架30及花键轴40。

机械夹爪10，用于夹取物料，示例性地，物料例如可以是餐盘、托盘、瓶子等等。机械夹爪10的末端设有至少两个夹持部11，两个夹持部11能够相对运动以夹持物料，两个夹持部11相背运动以松开物料。在其他实施方式中，夹持部11也可以有三个或四个，夹持部11的形状根据物料的形状进行设计，在此不做限定。

机械夹爪10上固定有传感器12，传感器12用于检测机械夹爪10的夹持状态，以使机械夹爪10实现对物料的夹持或松开动作。在一种实施方式中，传感器12为光电传感器。可以理解地，当控制器通过传感器12检测到机械夹爪10处于夹持状态时，再控制摆臂20运动，以实现转移物料，从而避免夹爪没有夹紧物料导致转运失败或者，物料脱离夹爪损坏等情况发生。

摆臂20的一端与所述花键轴40远离所述支架30的一端连接，摆臂20的另一端水平延伸设置。摆臂20包括固定板50，所述固定板50设置于所述摆臂远离所述支架30的一端，且所述固定板50位于所述支架30的上方，从而节省安装空间。

在一种实施方式中，机械夹爪10可转动安装在固定板50上。具体地，固定板50呈L型，固定板50包括主板501及侧板502，主板501与摆臂20固定连接，机械夹爪10可转动安装于侧板502上。

进一步地，如图2所示，侧板502上设有与机械夹爪10平行间隔设置的第一电机51，第一电机51的输出端设有主动齿轮52，侧板502上还设有与主动齿轮52传动连接的被动齿轮53，机械夹爪10远离夹持部11的一端与被动齿轮53相连。可以理解地，将机械夹爪10与第一电机51平行设置，能够进一步节省空间，且第一电机51设置于机械夹爪10的上方，不影响机械夹爪10的使用，使用过程中，第一电机51转动带动主动齿轮52转动，主动齿轮52与被动齿轮53啮合驱动机械夹爪10转动。

在本实施方式中，被动齿轮53上安装有与被动齿轮53同步转动的第一位置感应片54，固定板50上还设有与第一位置感应片54相配合的至少一个第一位置传感器55。具体地，第一位置感应片54呈圆环状，且第一位置感应片54的外周设有凸起。第一位置传感器55与控制器相连，当第一位置传感器55感应到第一位置感应片54的凸起，控制器就能采集到第一位置传感器55的感应信号，此时，机械夹爪10的两个夹持部11与水平面平齐，控制器控制机械夹爪10执行夹取、或松开动作。

在本实施例中，第一位置传感器55的数量有两个，且相对设置于被动齿轮53的两侧。可以理解地，第一位置感应片54每转动半周，即可触发一次感应信号。

摆臂20的与机械夹爪10相连，当摆臂20摆动时，机械夹爪10随着摆臂20的摆动而摆动。

进一步地，机械臂还包括支架30及花键轴40，支架30与安装设备相连，具体地，支架30可拆卸固定于安装设备上，例如可以通过螺栓等固定在安装设备上。花键轴40的一端与支架30相连，花键轴40能够沿支架30高度方向移动，且花键轴40能够沿花键轴40的周向转动。

如图3所示，支架30包括一对端板301及与一对端板301垂直相连的框架302。所述框架302的一侧设有第二电机31及第三电机60，所述第二电机31用于带动所述花键轴40转动，所述第三电机60用于带动所述花键轴40沿所述支架高度方向移动。

具体地，第二电机31通过电机安装板303固定于框架302上。在本实施例中，电机安装板303与框架302垂直相连，且与端板301平行。

第二电机31的输出端设有转动齿轮32，位于支架30顶部的端板31上设有与转动齿轮32传动连接的从动齿轮33，花键轴40穿设于从动齿轮33内，且与从动齿轮33同步转动。在本实施例中，转动齿轮32与从动齿轮33通过闭合的第一同步带传动连接。

可以理解地，第二电机31驱动转动齿轮32进而带动从动齿轮33转动，使得花键轴40沿其周向转动，进而带动与花键轴40相连的摆臂20摆动。

从动齿轮33上安装有与从动齿轮33同步转动的第二位置感应片34，支架30上设有与第二位置感应片34相配合的至少一个第二位置传感器35，用以对从动齿轮33的转动进行限位。

具体地，第二位置感应片34呈圆环状，且第二位置感应片34的外周设有凸起。第二位置传感器35与控制器相连，当第二位置传感器35感应到第二位置感应片34的凸起，控制器就能采集到第二位置传感器35的感应信号。第二位置感应片34套设于花键轴40上并通过卡簧341固定，以防止第二位置感应片34沿花键轴40轴向移动。

支架30上还设有第三电机60，在本实施方式中，第三电机60与第二电机31位于支架30的同一侧。将第三电机60与第二电机31设置于支架30的同一侧能够节约安装空间。

支架30的框架302的沿高度方向的两端设有第一转轮61和第二转轮62，第一转轮61与第三电机60的输出端相连，且第一转轮61与第二转轮62通过闭合的第二同步带63传动连接，第二同步带63上固定有固定块64，固定块64与花键轴40远离摆臂20的一端相连。

使用时，第二同步带63沿支架30的高度方向往复转动以带动花键轴40上下移动，且第二同步带63穿过第二电机31的第一同步带之间；第二电机31的第一同步带水平往复转动，带动花键轴40转动，两者之间互不干扰，并且能够节约安装空间。

进一步地，固定块64与轴承套65相连，花键轴40远离摆臂20的一端穿过从动齿轮33插入轴承套65内，花键轴40能够在轴承套65内沿其周向转动。可以理解地，花键轴40在随第二同步带63上的固定块64上下移动时，可在第二电机31的驱动下在轴承套65内完成自转。

可以理解地，第二同步带63由第三电机60驱动第一转轮61进而带动第二转轮62转动，使得第二同步带63直线往复运动，进而带动第二同步带63上的固定块64、轴承套65及与轴承套65卡合固定的花键轴40直线往复运动。

在本实施方式中，固定块64上设有第三位置感应片641，支架30纵向设置有与第三位置感应片641相配合的两个第三位置传感器642。具体地，两个第三位置传感器642设置于支架30的框架302上，分别用于检测花键轴40纵向移动的两个极限位置。第三位置传感器642与控制器相连，当第三位置传感器642感应到第三位置感应片641，控制器就能采集到第三位置传感器642的感应信号。

使用时，第三电机60驱动第一转轮61进而带动第二转轮62转动，使得第二同步带63直线往复运动，进而带动第二同步带63上的固定块64、轴承套65及与轴承套卡合固定的花键轴40直线运动至预设位置。然后第二电机31驱动转动齿轮32进而带动从动齿轮33转动，使得花键轴40沿其周向转动，进而带动与花键轴40相连的摆臂20摆动到预设位置，并且，第一电机51转动带动主动齿轮52转动，进而带动与被动齿轮53相连的机械夹爪10转动，直至机械夹爪10的两个夹持部11与水平面平齐，控制器控制机械夹爪10执行夹取、或松开动作。当传感器12感应到机械夹爪10夹取物料到位时，机械臂将物料转运到预设位置，例如物料传输带上。

本申请实施例提供的机械臂，通过在机械夹爪上安装传感器，用以检测机械夹爪是否夹持或松开物料，使得物料在转运过程中更加稳定。机械臂上设置的三个电机，其可实现机械臂升降、摆动和机械夹爪旋转三个动作，整个机械臂结构简单，部件布置合理，结构稳定。

以上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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种机械臂，可拆卸固定于安装设备上；其特征在于，所述机械臂包括：

支架，与所述安装设备相连；

花键轴，所述花键轴的一端与所述支架相连，所述花键轴能够沿所述支架高度方向移动，且所述花键轴能够沿所述花键轴的轴向转动；

摆臂，所述摆臂的一端与所述花键轴远离所述支架的一端连接，所述摆臂的另一端水平延伸设置，所述摆臂随所述花键轴的转动而摆动；及

机械夹爪，所述机械夹爪与所述摆臂远离所述支架的一端相连，所述机械夹爪上固定有传感器，所述传感器用于检测所述机械夹爪的夹持状态，以使所述机械夹爪实现对物料的夹持或松开动作。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述摆臂还包括固定板，所述固定板设置于所述摆臂远离所述支架的一端，且所述固定板位于所述支架的上方，所述机械夹爪可转动安装在所述固定板上。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述固定板上设有与所述机械夹爪平行间隔设置的第一电机，所述第一电机的输出端设有主动齿轮，所述固定板上还设有与所述主动齿轮传动连接的被动齿轮，所述机械夹爪与所述被动齿轮相连。

4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述被动齿轮上安装有与所述被动齿轮同步转动的第一位置感应片，所述固定板上还设有与所述第一位置感应片相配合的至少一个第一位置传感器。

5.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述支架包括一对端板及与所述一对端板垂直相连的框架，所述框架的一侧设有第二电机及第三电机，所述第二电机用于带动所述花键轴转动，所述第三电机用于带动所述花键轴沿所述支架高度方向移动。

6.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于，所述第二电机的输出端设有转动齿轮，位于所述支架顶部的端板上还设有与所述转动齿轮传动连接的从动齿轮，所述转动齿轮与所述从动齿轮通过闭合的第一同步带传动连接；所述花键轴穿设于所述从动齿轮内，且与所述从动齿轮同步转动。

7.根据权利要求6所述的机械臂，其特征在于，所述从动齿轮上安装有与所述从动齿轮同步转动的第二位置感应片，所述支架上设有与所述第二位置感应片相配合的至少一个第二位置传感器，用以对所述从动齿轮的转动进行限位。

8.根据权利要求6所述的机械臂，其特征在于，所述框架沿高度方向的两端设有第一转轮和第二转轮，所述第一转轮与所述第二转轮通过闭合的第二同步带传动连接，所述第二同步带穿过所述第二电机的第一同步带之间；所述第二同步带上固定有固定块，所述固定块与所述花键轴远离所述摆臂的一端相连。

9.根据权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述固定块与轴承套相连，所述花键轴远离所述摆臂的一端插入所述轴承套内，所述花键轴能够在所述轴承套内沿其周向转动。

10.根据权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述固定块上设有第三位置感应片，所述支架纵向设置有与所述第三位置感应片相配合的两个第三位置传感器。

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