CN215401615U - 立式四轴机械手设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型的立式四轴机械手设备，通过设置基座、升降装置、摆臂装置及机械手，当需要对产品进行抓取时，升降电机驱动动力，让升降块沿着升降轨移动，调整升降块的高度位置，与此同时，始端驱动模组、中端驱动模组和末端驱动模组对应驱动始端摆臂、中端摆臂和末端摆臂转动，将机械手调整至预定抓取工位对产品进行抓取，本申请的立式四轴机械手设备，具备多个位置调整，能够大大提高立式四轴机械手设备的抓取灵活度，兼容大部分加工场景；此外，由于配重链同时连接升降块和配重块，能够让链条整体受力均匀，不易断裂，让升降电机能够更好且更加容易驱动升降块作升降运动，保证升降运动顺利运作。

Description

立式四轴机械手设备

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，特别是涉及一种立式四轴机械手设备。

背景技术

在如今的产品生产过程中，为了尽可能地提高生产效率，企业的自动化产线都必须配备自动化设备，自动化设备能够代替人手操作，提高生产效率的同时，还可以在生产精度以及生产质量这两方面有着显著的提高。

自动化设备的种类繁多，机械手设备作为最为常见的自动化设备之一，机械手设备的作用在于自动抓取并转移产品，可以说，机械手设备的诞生，大大提高企业产线的生产效率，能够快速完成对产品的抓取转移，将产品移动至预定工位上，从而实现产品的上料、转移以及下料。

但对于现有的机械手设备，其存在如下缺陷：

现有的机械手设备，多数都是三轴机械手设备，即机械手设备只能在X轴、Y轴以及Z轴三个方向上实现移动，虽然三轴机械手设备已经能够兼容大部分产品的自动化生产，但三轴机械手设备还是不够灵活，无法兼容某些特殊产品的加工，即现有的机械手设备灵活度不高，无法兼容某些特殊加工要求；此外，现有的机械手设备，当要在Z轴方向上移动时，多数是依靠电机驱动链条滑动，进而让升降块完成升降，但由于现有的机械手设备没有考虑链条受力均匀的问题，即两侧位置处的链条因承重不一致，往往需要机械手设备的电机部分输出大功率方可顺利驱动升降块升降，这无疑会增大电机部分的运行负担，且由于两侧位置处的链条受力不均匀，链条在长时间使用的情况下还容易出现断裂的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种抓取灵活度高的，能够兼容大部分加工场景的，链条不易因受力不均匀而断裂的，保证升降运动能够运行顺利的立式四轴机械手设备。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种立式四轴机械手设备，包括：

基座；

升降装置，所述升降装置包括升降轨、升降电机、链条、传动轮对、升降块、配重链和配重块，所述升降轨设置于所述基座上，所述升降电机设置于所述基座上，所述升降电机通过所述链条与所述传动轮对传动连接，所述升降块与所述链条连接，所述配重链与所述传动轮对传动连接，所述配重链的一端与所述升降块连接，所述配重链的另一端与所述配重块连接；

摆臂装置，所述摆臂装置包括始端驱动模组、始端摆臂、中端驱动模组、中端摆臂、末端驱动模组和末端摆臂，所述始端驱动模组设置于所述升降块上，所述始端驱动模组与所述始端摆臂传动连接，所述中端驱动模组设置于所述始端摆臂上，所述中端驱动模组与所述中端摆臂传动连接，所述末端驱动模组设置于所述中端摆臂上，所述末端驱动模组与所述末端摆臂传动连接；及

机械手，所述机械手设置于所述末端摆臂上。

在其中一个实施方式中，所述机械手包括夹爪装置和定心轮件，所述夹爪装置包括夹爪气缸和两个夹爪，所述夹爪气缸设置于所述末端摆臂上，两个所述夹爪均与所述夹爪气缸连接，所述夹爪气缸用于驱动两个所述夹爪相互靠近或者远离，所述定心轮件设置于所述末端摆臂上，所述定心轮件位于两个所述夹爪之间。

在其中一个实施方式中，所述定心轮件沿着圆周方向上设置有若干定位凸起。

在其中一个实施方式中，所述定心轮件沿着圆周方向上设置有4个所述定位凸起。

在其中一个实施方式中，两个所述夹爪均包括连板、连接块、爪体、连杆、挂杆和弹簧，所述连板与所述夹爪气缸连接，所述连接块安装于所述连板上，所述爪体安装于所述连接块上，所述爪体上设置有至少两个爪凸，且所述爪体能够相对所述连接块转动，所述连杆设置于所述连接块上，所述挂杆设置于所述爪体上，所述弹簧的一端挂接于所述连杆上，所述弹簧的另一端挂接于所述挂杆上。

在其中一个实施方式中，所述升降装置还包括挡片和若干光电开关，所述挡片设置于所述升降块上，各所述光电开关均设置于所述基座上，且相邻两个所述光电开关之间均设置有间隔。

在其中一个实施方式中，所述传动轮对包括主链轮和从链轮，所述主链轮与所述升降电机的驱动轴连接，所述从链轮安装于所述基座上，所述链条分别与所述主链轮和所述从链轮传动连接，所述配重链与所述从链轮传动连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下的优点及有益效果：

本实用新型的立式四轴机械手设备，通过设置基座、升降装置、摆臂装置及机械手，当需要对产品进行抓取时，升降电机驱动动力，让升降块沿着升降轨移动，调整升降块的高度位置，与此同时，始端驱动模组、中端驱动模组和末端驱动模组对应驱动始端摆臂、中端摆臂和末端摆臂转动，将机械手调整至预定抓取工位对产品进行抓取，本申请的立式四轴机械手设备，具备多个位置调整，能够大大提高立式四轴机械手设备的抓取灵活度，兼容大部分加工场景；此外，由于配重链同时连接升降块和配重块，能够让链条整体受力均匀，不易断裂，让升降电机能够更好且更加容易驱动升降块作升降运动，保证升降运动顺利运作。

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，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型一实施方式中的立式四轴机械手设备的组装结构示意图；

图2为本实用新型一实施方式中的升降装置的结构示意图；

图3为本实用新型一实施方式中的机械手的结构示意图；

图4为本实用新型一实施方式中的表壳的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种立式四轴机械手设备10包括基座100、升降装置200、摆臂装置300及机械手400。

如此，需要说明的是，基座100起到承载的作用；升降装置200和摆臂装置300用于调整机械手400的位置，实现四轴调整；机械手400用于抓取产品。

请参阅图2，升降装置200包括升降轨210、升降电机220、链条230、传动轮对240、升降块250、配重链260和配重块270，升降轨210设置于基座100上，升降电机220设置于基座100上，升降电机220通过链条230与传动轮对240传动连接，升降块250与链条230连接，配重链260与传动轮对240传动连接，配重链260的一端与升降块250连接，配重链260的另一端与配重块270连接配重块270配重块270。

如此，需要说明的是，当升降装置200起到工作时，升降电机220输出动力驱动传动轮对240转动，带动链条230转动，此时升降块250就可以沿着升降轨210滑动，完成对机械手400高度方向上的调整。

还需要说明的是，由于配重链260同时连接升降块250和配重块270，能够让链条230整体受力均匀，不易断裂，让升降电机220能够更好且更加容易驱动升降块250作升降运动，保证升降运动顺利运作。

请参阅图1，摆臂装置300包括始端驱动模组310、始端摆臂320、中端驱动模组330、中端摆臂340、末端驱动模组350和末端摆臂360，始端驱动模组310设置于升降块250上，始端驱动模组310与始端摆臂320传动连接，中端驱动模组330设置于始端摆臂320上，中端驱动模组330与中端摆臂340传动连接，末端驱动模组350设置于中端摆臂340上，末端驱动模组350与末端摆臂360传动连接。

如此，需要说明的是，当摆臂装置300工作时，始端驱动模组310、中端驱动模组330和末端驱动模组350对应驱动始端摆臂320、中端摆臂340和末端摆臂360转动，将机械手400调整至预定抓取工位对产品进行抓取。

还需要说明的是，始端驱动模组310、中端驱动模组330和末端驱动模组350的组成结构一致，以始端驱动模组310为例说明，始端驱动模组310包括电机、主动轮、从动轮以及滑带，电机的驱动轴与主动轮连接，从动轮与始端摆臂320连接，滑带分别与主动轮和从动轮传动连接，依靠电机输出的动力带动滑带转动，从而完成对始端摆臂320的转动。

还需要说明的是，由于本申请的立式四轴机械手设备10包括升降装置200和摆臂装置300，具备多个位置调整，能够大大提高立式四轴机械手设备10的抓取灵活度，兼容大部分加工场景。

请参阅图1，机械手400设置于末端摆臂360上。

如此，需要说明的是，机械手400实现对产品的自动抓取，提高生产效率。

进一步地，请参阅图3，在一实施方式中，机械手400包括夹爪装置410和定心轮件420，夹爪装置410包括夹爪气缸411和两个夹爪412，夹爪气缸411设置于末端摆臂360上，两个夹爪412均与夹爪气缸411连接，夹爪气缸412用于驱动两个夹爪411相互靠近或者远离，定心轮件420设置于末端摆臂360上，定心轮件420位于两个夹爪412之间。

如此，需要说明的是，当需要抓取如图4所示的产品时，图4所示的产品是表壳30，其整体呈圆形，在表壳30时，现有的机械手由于没有对表壳30进行定位，往往导致机械手没有精准抓取到表壳30，抓取出来的表壳30通常会相对机械手400倾斜一定角度。

因此，为了解决上述问题，本申请的机械手400包括夹爪装置410和定心轮件420，当需要抓取表壳30时，依靠升降装置200和摆臂装置300对机械手的位置进行调整，首先定心轮件420与表壳30的外轮廓部分压持接触，定心轮件420会对表壳30进行预定位，随后夹爪气缸411驱动两个夹爪412相互靠近，利用夹爪412对表壳30的夹持力，实现对表壳30的抓取，由于在抓取的过程中首先用定心轮件420对表壳30进行预定位，能够很好地防止在夹爪装置410抓取表壳30的过程中，表壳30相对机械手400相对倾斜，提高了抓取精度，同时也提高了抓取成功率。

进一步地，请参阅图3，在一实施方式中，定心轮件420沿着圆周方向上设置有若干定位凸起421。

如此，需要说明的是，当定心轮件420与表壳30接触时，定位凸起421会首先与表壳30的外边缘部分压持接触，定位凸起421的数量优选为4个，这样子可以让表壳30的受力均匀，防止表壳30因受力不均匀导致后续影响对表壳30的抓取。

进一步地，请参阅图3，在一实施方式中，两个夹爪412均包括连板4121、连接块4122、爪体4123、连杆4124、挂杆4125和弹簧4126，连板4121与夹爪气缸411连接，连接块4122安装于连板4121上，爪体4123安装于连接块4122上，爪体4123上设置有至少两个爪凸4123a，且爪体4123能够相对连接块4122转动，连杆4124设置于连接块4122上，挂杆4125设置于爪体4123上，弹簧4126的一端挂接于连杆4125上，弹簧4126的另一端挂接于挂杆4125上。

如此，需要说明的是，在实际的生产过程中，表壳30多数采用的是注塑的方式生产出来，利用模具对表壳30进行注塑成型，随后上模脱离下模，表壳30就位于下模上，此时对表壳30进行抓取，夹爪气缸411驱动两个爪体4123相互靠近，由于表壳30的外轮廓本身具有一定的斜度，且连接块4122能够相对连板4121转动，当两个爪凸4123a接触表壳30时，两个爪凸4123a会沿着表壳30的外轮廓往下移动，当两个爪凸4123a移动至预定位置处时，此时，表壳30会处于被左右两侧的两个爪凸4123a勾住的状态，当升降装置200驱动机械手400上升时，表壳30就会被勾起，此时也就完成了对表壳30的抓取，让表壳30从下模内脱离出来了。还需要说明的是，连杆4124、挂杆4125和弹簧4126的设置，是让爪体4123在勾住表壳30时，让爪体4123具有一定的活动空间，让爪体4123能够沿着表壳30的外轮廓往下移动一定位移，后续机械手400上升时，随着表壳30被勾起，在弹簧4126的作用下，爪体4123会被复位，结合上定心轮件420，表壳30就被稳定抓取了出来，且在表壳30在被抓取移动的过程中，表壳30不会发生晃动或者倾斜。

进一步地，在一实施方式中，升降装置200还包括挡片和若干光电开关，挡片设置于升降块250上，各光电开关均设置于基座100上，且相邻两个光电开关之间均设置有间隔。

如此，需要说明的是，挡片和若干光电开关的设置，光电开关用于感应挡片的位置，将升降块250移动至各个预定位置。

进一步地，请参阅图2，在一实施方式中，传动轮对240包括主链轮241和从链轮242，主链轮241与升降电机220的驱动轴连接，从链轮242安装于基座100上，链条230分别与主链轮241和从链轮242传动连接，配重链260与从链轮242传动连接。

如此，需要说明的是，传动轮对240包括主链轮241和从链轮242，主链轮241与升降电机220的驱动轴连接，在主链轮241的转动下，通过链条230，带动从链轮242转动，完成对升降块250的升降。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种立式四轴机械手设备，其特征在于，包括：

基座；

升降装置，所述升降装置包括升降轨、升降电机、链条、传动轮对、升降块、配重链和配重块，所述升降轨设置于所述基座上，所述升降电机设置于所述基座上，所述升降电机通过所述链条与所述传动轮对传动连接，所述升降块与所述链条连接，所述配重链与所述传动轮对传动连接，所述配重链的一端与所述升降块连接，所述配重链的另一端与所述配重块连接；

摆臂装置，所述摆臂装置包括始端驱动模组、始端摆臂、中端驱动模组、中端摆臂、末端驱动模组和末端摆臂，所述始端驱动模组设置于所述升降块上，所述始端驱动模组与所述始端摆臂传动连接，所述中端驱动模组设置于所述始端摆臂上，所述中端驱动模组与所述中端摆臂传动连接，所述末端驱动模组设置于所述中端摆臂上，所述末端驱动模组与所述末端摆臂传动连接；及

机械手，所述机械手设置于所述末端摆臂上。

2.根据权利要求1所述的立式四轴机械手设备，其特征在于，所述机械手包括夹爪装置和定心轮件，所述夹爪装置包括夹爪气缸和两个夹爪，所述夹爪气缸设置于所述末端摆臂上，两个所述夹爪均与所述夹爪气缸连接，所述夹爪气缸用于驱动两个所述夹爪相互靠近或者远离，所述定心轮件设置于所述末端摆臂上，所述定心轮件位于两个所述夹爪之间。

3.根据权利要求2所述的立式四轴机械手设备，其特征在于，所述定心轮件沿着圆周方向上设置有若干定位凸起。

4.根据权利要求3所述的立式四轴机械手设备，其特征在于，所述定心轮件沿着圆周方向上设置有4个所述定位凸起。

5.根据权利要求2～4中任意一项所述的立式四轴机械手设备，其特征在于，两个所述夹爪均包括连板、连接块、爪体、连杆、挂杆和弹簧，所述连板与所述夹爪气缸连接，所述连接块安装于所述连板上，所述爪体安装于所述连接块上，所述爪体上设置有至少两个爪凸，且所述爪体能够相对所述连接块转动，所述连杆设置于所述连接块上，所述挂杆设置于所述爪体上，所述弹簧的一端挂接于所述连杆上，所述弹簧的另一端挂接于所述挂杆上。

6.根据权利要求1所述的立式四轴机械手设备，其特征在于，所述升降装置还包括挡片和若干光电开关，所述挡片设置于所述升降块上，各所述光电开关均设置于所述基座上，且相邻两个所述光电开关之间均设置有间隔。

7.根据权利要求1所述的立式四轴机械手设备，其特征在于，所述传动轮对包括主链轮和从链轮，所述主链轮与所述升降电机的驱动轴连接，所述从链轮安装于所述基座上，所述链条分别与所述主链轮和所述从链轮传动连接，所述配重链与所述从链轮传动连接。

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