CN215147222U - 一种同步位移自动上下料机械手装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种同步位移自动上下料机械手装置，具有骨架，骨架上设有顶部安装板，顶部安装板上向下安装有旋转轴，在顶部安装板上还设有转臂驱动机构；旋转轴的下端固定连接有机械手臂安装板，在旋转轴外还套设有轴套，轴套的上部与机械手臂安装板固定连接，轴套上固定设有上下布置的两个同步带轮m；机械手臂安装板上设置有机械手A和机械手B；机械手A和机械手B各自均包括有夹爪机构、夹爪升降机构、夹爪开合驱动机构和夹爪同步机构；本实用新型通过一种全新的完全自动化的结构设计，使得机械手上下料能够不间断的连续运行，在上下料的过程中能够实现物料只发生位移变化而不发生方向位置的旋转，具有很好的实际使用以及推广价值。

Description

一种同步位移自动上下料机械手装置

技术领域

本实用新型涉及智能制造自动化设备技术领域，尤其是一种同步位移自动上下料机械手装置。

背景技术

铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一，属于比较经济的毛坯成形方法。随着机械工业本身和其它工业的发展，以及产品技术的进步，铸造业得以快速发展，尤其以砂型铸造应用最为广泛，但是目前，大多数铸造厂的生产设备陈旧、技术落后、能耗和原材料消耗都比较高，自动化生产程度较低，这就导致生产现场高温、粉尘、噪声污染特别严重，这些因素严重危害工人的身体健康，工人劳动强度大，生产效率低下，而后续开发的一些机器人自动化系统节拍损耗大，运行成本高，这些都是严重制约企业的生产效益提升的因素。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述情况，提供一种同步位移自动上下料机械手装置，该设备能够连续运行，速度快，整个设备的损耗低。

本实用新型的具体方案是：一种同步位移自动上下料机械手装置，具有骨架，骨架上设有顶部安装板，所述顶部安装板上向下安装有旋转轴，在顶部安装板上还设有转臂驱动机构，所述转臂驱动机构与所述旋转轴传动连接并驱动旋转轴转动；所述旋转轴的下端固定连接有机械手臂安装板，在旋转轴外还套设有轴套，轴套的上部与机械手臂安装板固定连接，旋转轴下端从轴套下端口伸出，轴套上固定设有上下布置的两个同步带轮m；所述机械手臂安装板上设置有机械手A和机械手B，机械手A和机械手B以旋转轴为中心呈一扇形角布置；所述机械手A和机械手B各自均包括有夹爪机构、夹爪升降机构、夹爪开合驱动机构和夹爪同步机构，夹爪同步机构使得在旋转轴转动的同时机械手A和机械手B发生同步位移。

进一步的，本实用新型中所述夹爪开合驱动机构包括有夹手驱动轴和夹手动力单元，夹手动力单元与所述夹爪升降机构固定连接，夹手动力单元的动力输出轴与所述夹手驱动轴的顶部固定连在一起并驱动其上下运动，所述夹手驱动轴的下端与所述夹爪机构采用快装可拆卸的方式进行连接；夹手驱动轴上沿着长度方向设置有升降滑槽；所述夹爪升降机构包括有与所述机械手臂安装板固定在一起的连接座，连接座上装有升降动力单元，升降动力单元竖向朝上布置，升降动力单元的动力输出端通过横向连杆连接有一升降轴套，该升降轴套与所述夹手动力单元固定连接，所述夹手驱动轴从升降轴套中间上下贯穿；所述夹爪同步机构包括有旋转导向套和装在旋转导向套上的同步带轮n，旋转导向套固定装在所述机械手臂安装板上，同步带轮n装在旋转导向套上方并可随着夹手驱动轴旋转，同步带轮n上还设有升降限位导向机构，该升降限位导向机构与所述升降滑槽配合连接；机械手A中的同步带轮n和机械手B中的同步带轮n分别与两个同步带轮m通过两条同步带对应传动连接。

进一步的，本实用新型中所述升降限位导向机构包括有滚轮安装板、压紧挡块和滚轮，压紧挡块和滚轮安装板一起配合将所述滚轮安装固定，所述滚轮置于所述升降滑槽中并沿着升降滑槽侧壁滚动。

进一步的，本实用新型中所述夹手动力单元是由油缸或气缸构成，所述升降动力单元是由油缸或气缸构成。

进一步的，本实用新型中所述夹爪机构包括有夹手支撑板以及铰装在夹手支撑板两侧对称位置处的夹手，所述夹手支撑板固定装在夹爪开合驱动机构的底部；所述夹手为V形板形状，夹手的中间部位与夹手支撑板铰接连接，夹手的一端与夹爪开合驱动机构中的传动部位铰接，夹手的另一端设有夹块；机械手A中的夹手处还设有砂型弹性压紧块，机械手B中的夹手处设置有砂箱弹性压紧块。

进一步的，本实用新型中所述机械手臂安装板为V形形状结构，机械手臂安装板的V形中间部位与所述旋转轴连接，机械手A和机械手B相对设置在机械手臂安装板的V形形状结构的两边。

进一步的，本实用新型中所述转臂驱动机构具有摆动连杆，摆动连杆的一端与所述旋转轴固定连接，摆动连杆的另一端与一摆动气缸或摆动油缸的活塞杆端铰接连接，摆动气缸或摆动油缸的缸座安装在所述顶部安装板上，所述顶部安装板上还设有用于检测旋转轴旋转角度的原位检测装置和到位检测装置，所述旋转轴上设有一根检测杆，该检测杆随同旋转轴旋转并通过原位检测装置和到位检测装置进行位置检测。

进一步的，本实用新型中所述顶部安装板上还设有伸出限位传感器和缩回限位传感器，伸出限位传感器和缩回限位传感器分别对应摆动气缸或摆动油缸的伸出限定位置和缩回限定位置。

本实用新型通过一种全新的完全自动化的结构设计，使得机械手上下料能够不间断的连续运行，运行过程高速稳定，设备的损耗低，通用性强，可以针对不同的使用场合进行上下料操作，在上下料的过程中能够实现物料只发生位移变化而不发生方向位置的旋转，运行可靠，制造成本低，具有很好的实际使用以及推广价值。

附图说明

图1是本实用新型的轴侧方向结构示意图；

图2是本实用新型的主视方向结构示意图；

图3是本实用新型的俯视方向结构示意图；

图4是本实用新型的右视方向结构示意图；

图5是本实用新型中旋转轴部位相关部件主剖结构示意图；

图6是本实用新型中转臂驱动机构结构示意图；

图7是本实用新型中机械手B结构示意图（机械手A的结构与机械手B的结构一致）。

图中：1—骨架，2—顶部安装板，3—缸座，4—摆动气缸或摆动油缸，5—缩回限位传感器，6—原位检测装置，7—检测杆，8—旋转轴，9—摆动连杆，10—伸出限位传感器，11—同步带，12—升降动力单元，13—机械手臂安装板，14—压紧挡块，15—滚轮，16—夹手支撑板，17—夹手，18—砂型弹性压紧块，19—砂箱弹性压紧块，20—滚轮安装板，21—夹手驱动轴，22—升降轴套，23—轴套，24—夹块，25—同步带轮m，26—同步带轮n，27—横向连杆，28—夹手动力单元，29—升降滑槽，30—旋转导向套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚完整的描述，显然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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1～图7，本实用新型是一种同步位移自动上下料机械手装置，具有骨架1，骨架上设有顶部安装板2，所述顶部安装板上向下安装有旋转轴8，在顶部安装板上还设有转臂驱动机构，所述转臂驱动机构与所述旋转轴传动连接并驱动旋转轴转动；所述旋转轴的下端固定连接有机械手臂安装板13，在旋转轴外还套设有轴套23，轴套的上部与机械手臂安装板固定连接，旋转轴下端从轴套下端口伸出，轴套上固定设有上下布置的两个同步带轮m25；所述机械手臂安装板上设置有机械手A和机械手B，机械手A和机械手B以旋转轴为中心呈一扇形角布置；所述机械手A和机械手B各自均包括有夹爪机构、夹爪升降机构、夹爪开合驱动机构和夹爪同步机构，夹爪同步机构使得在旋转轴转动的同时机械手A和机械手B发生同步位移。

进一步的，本实施例中所述夹爪开合驱动机构包括有夹手驱动轴21和夹手动力单元28，夹手动力单元与所述夹爪升降机构固定连接，夹手动力单元的动力输出轴与所述夹手驱动轴的顶部固定连在一起并驱动其上下运动，所述夹手驱动轴21的下端与所述夹爪机构采用快装可拆卸的方式进行连接；夹手驱动轴上沿着长度方向设置有升降滑槽29；所述夹爪升降机构包括有与所述机械手臂安装板固定在一起的连接座，连接座上装有升降动力单元12，升降动力单元竖向朝上布置，升降动力单元的动力输出端通过横向连杆27连接有一升降轴套22，该升降轴套与所述夹手动力单元固定连接，所述夹手驱动轴从升降轴套中间上下贯穿；所述夹爪同步机构包括有旋转导向套30和装在旋转导向套上的同步带轮n26，旋转导向套固定装在所述机械手臂安装板上，同步带轮n装在旋转导向套上方并可随着夹手驱动轴旋转，同步带轮n上还设有升降限位导向机构，该升降限位导向机构与所述升降滑槽29配合连接；机械手A中的同步带轮n和机械手B中的同步带轮n分别与两个同步带轮m通过两条同步带11对应传动连接。

进一步的，本实施例中所述升降限位导向机构包括有滚轮安装板20、压紧挡块14和滚轮15，压紧挡块和滚轮安装板一起配合将所述滚轮安装固定，所述滚轮置于所述升降滑槽中并沿着升降滑槽侧壁滚动。

进一步的，本实施例中所述夹手动力单元28是由油缸或气缸构成，所述升降动力单元12是由油缸或气缸构成。

进一步的，本实施例中所述夹爪机构包括有夹手支撑板16以及铰装在夹手支撑板两侧对称位置处的夹手17，所述夹手支撑板固定装在夹爪开合驱动机构的底部；所述夹手为V形板形状，夹手的中间部位与夹手支撑板铰接连接，夹手的一端与夹爪开合驱动机构中的传动部位铰接，夹手的另一端设有夹块24；机械手A中的夹手处还设有砂型弹性压紧块18，机械手B中的夹手处设置有砂箱弹性压紧块19。

进一步的，本实施例中所述机械手臂安装板为V形形状结构，机械手臂安装板的V形中间部位与所述旋转轴连接，机械手A和机械手B相对设置在机械手臂安装板的V形形状结构的两边，V形形状结构的V形夹角可以根据需要调整设计就可以。

进一步的，本实施例中所述转臂驱动机构具有摆动连杆9，摆动连杆的一端与所述旋转轴固定连接，摆动连杆的另一端与一摆动气缸或摆动油缸4的活塞杆端铰接连接，摆动气缸或摆动油缸的缸座3安装在所述顶部安装板上，所述顶部安装板上还设有用于检测旋转轴旋转角度的原位检测装置6和到位检测装置，所述旋转轴上设有一根检测杆7，该检测杆随同旋转轴旋转并通过原位检测装置和到位检测装置进行位置检测。

进一步的，本实施例中所述顶部安装板上还设有伸出限位传感器10和缩回限位传感器5，伸出限位传感器和缩回限位传感器分别对应摆动气缸或摆动油缸的伸出限定位置和缩回限定位置。

原位状态时，机械手A和B处于最高位，同时，机械手A的夹手对准空砂箱集料工位，机械手B的夹手对准造型机的砂型准备工位。

工作时，升降动力单元通过横向连杆驱动夹手驱动轴下降，夹手动力单元驱动夹手驱动轴上行提拉两侧夹手，使两侧夹手向内夹紧抓取工件，即机械手A抓取砂型，机械手B抓取砂箱。然后，升降动力单元驱动两个机械手上升复位，摆动气缸或摆动油缸通过摆动连杆驱动旋转轴及机械手臂安装板旋转一定角度，从而带动两个机械手在同步带、同步轮m、同步轮n作用下同步旋转。旋转到位后，升降动力单元驱动两个机械手下行，夹手动力单元驱动夹手驱动轴向下压紧夹手，使两侧夹手松开放下工件，即机械手A将砂型放在砂型集料工位，机械手B将砂箱放在造型机的砂型准备工位。最后，两个机械手上升复位，摆动气缸或摆动油缸驱动两个机械手反向旋转相同角度回到原位。旋转原位和到位由原位检测装置6和到位检测装置通过装在旋转轴上的检测杆来检测是否到位。重复前面操作，完成连续自动上下料的操作。

夹手驱动轴上开有升降滑槽，升降滑槽内装有滚轮，机械手A和机械手B升降时通过滚轮沿着升降滑槽上下滚动来导向和限位。

旋转轴外面的轴套上装有2个同步带轮m，这两个同步带轮m是固定不动的，它们不会随着旋转轴旋转，分别通过两根同步带及接头与机械手A和机械手B上的同步带轮n传动连接，同步带轮n则会随着夹手驱动轴一起旋转（升降限位导向机构的设置既能保证夹手驱动轴的升降又能保证其旋转运动，升降滑槽和滚轮相当于键和键槽的关系），在旋转轴带动机械手安装板旋转的时候，机械手A和机械手B也会跟着旋转，这样其上的同步带轮n也会跟着旋转，但是同步带轮m不会旋转，这样旋转轴旋转多少角度，夹手驱动轴就会在同步带轮n的带动下反向同步旋转相应的角度，就相当于夹手下面的工件没有发生旋转，而只是发生了平移运动，该机构保证2个机械手在运行时水平方向同步，工件只发生位移不旋转。

转臂驱动机构的摆动连杆与旋转轴采用胀紧套连接，摆动连杆角度可以调节任意角度。

两个机械手上的夹手角度可以任意调节。

两个机械手采用快换结构，只需松开连接螺钉，便可取出夹手更换即可。

本实用新型通过一种全新的完全自动化的结构设计，使得机械手上下料能够不间断的连续运行，运行过程高速稳定，设备的损耗低，通用性强，可以针对不同的使用场合进行上下料操作，在上下料的过程中能够实现物料只发生位移变化而不发生方向位置的旋转，运行可靠，制造成本低，具有很好的实际使用以及推广价值。

Claims (8)

1.一种同步位移自动上下料机械手装置，具有骨架，骨架上设有顶部安装板，其特征在于：所述顶部安装板上向下安装有旋转轴，在顶部安装板上还设有转臂驱动机构，所述转臂驱动机构与所述旋转轴传动连接并驱动旋转轴转动；所述旋转轴的下端固定连接有机械手臂安装板，在旋转轴外还套设有轴套，轴套的上部与机械手臂安装板固定连接，旋转轴下端从轴套下端口伸出，轴套上固定设有上下布置的两个同步带轮m；所述机械手臂安装板上设置有机械手A和机械手B，机械手A和机械手B以旋转轴为中心呈一扇形角布置；所述机械手A和机械手B各自均包括有夹爪机构、夹爪升降机构、夹爪开合驱动机构和夹爪同步机构，夹爪同步机构使得在旋转轴转动的同时机械手A和机械手B发生同步位移。

2.根据权利要求1所述的一种同步位移自动上下料机械手装置，其特征在于：所述夹爪开合驱动机构包括有夹手驱动轴和夹手动力单元，夹手动力单元与所述夹爪升降机构固定连接，夹手动力单元的动力输出轴与所述夹手驱动轴的顶部固定连在一起并驱动其上下运动，所述夹手驱动轴的下端与所述夹爪机构采用快装可拆卸的方式进行连接；夹手驱动轴上沿着长度方向设置有升降滑槽；所述夹爪升降机构包括有与所述机械手臂安装板固定在一起的连接座，连接座上装有升降动力单元，升降动力单元竖向朝上布置，升降动力单元的动力输出端通过横向连杆连接有一升降轴套，该升降轴套与所述夹手动力单元固定连接，所述夹手驱动轴从升降轴套中间上下贯穿；所述夹爪同步机构包括有旋转导向套和装在旋转导向套上的同步带轮n，旋转导向套固定装在所述机械手臂安装板上，同步带轮n装在旋转导向套上方并随着夹手驱动轴旋转，同步带轮n上还设有升降限位导向机构，该升降限位导向机构与所述升降滑槽配合连接；机械手A中的同步带轮n和机械手B中的同步带轮n分别与两个同步带轮m通过两条同步带对应传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种同步位移自动上下料机械手装置，其特征在于：所述升降限位导向机构包括有滚轮安装板、压紧挡块和滚轮，压紧挡块和滚轮安装板一起配合将所述滚轮安装固定，所述滚轮置于所述升降滑槽中并沿着升降滑槽侧壁滚动。

4.根据权利要求2所述的一种同步位移自动上下料机械手装置，其特征在于：所述夹手动力单元是由油缸或气缸构成，所述升降动力单元是由油缸或气缸构成。

5.根据权利要求1所述的一种同步位移自动上下料机械手装置，其特征在于：所述夹爪机构包括有夹手支撑板以及铰装在夹手支撑板两侧对称位置处的夹手，所述夹手支撑板固定装在夹爪开合驱动机构的底部；所述夹手为V形板形状，夹手的中间部位与夹手支撑板铰接连接，夹手的一端与夹爪开合驱动机构中的传动部位铰接，夹手的另一端设有夹块；机械手A中的夹手处还设有砂型弹性压紧块，机械手B中的夹手处设置有砂箱弹性压紧块。

6.根据权利要求1所述的一种同步位移自动上下料机械手装置，其特征在于：所述机械手臂安装板为V形形状结构，机械手臂安装板的V形中间部位与所述旋转轴连接，机械手A和机械手B相对设置在机械手臂安装板的V形形状结构的两边。

7.根据权利要求1所述的一种同步位移自动上下料机械手装置，其特征在于：所述转臂驱动机构具有摆动连杆，摆动连杆的一端与所述旋转轴固定连接，摆动连杆的另一端与一摆动气缸或摆动油缸的活塞杆端铰接连接，摆动气缸或摆动油缸的缸座安装在所述顶部安装板上，所述顶部安装板上还设有用于检测旋转轴旋转角度的原位检测装置和到位检测装置，所述旋转轴上设有一根检测杆，该检测杆随同旋转轴旋转并通过原位检测装置和到位检测装置进行位置检测。

8.根据权利要求7所述的一种同步位移自动上下料机械手装置，其特征在于：所述顶部安装板上还设有伸出限位传感器和缩回限位传感器，伸出限位传感器和缩回限位传感器分别对应摆动气缸或摆动油缸的伸出限定位置和缩回限定位置。

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