CN217620589U - 一种机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械手，包括固定在底座上的第一驱动装置、由第一驱动装置驱动可做水平回转运动且设有Z轴导轨的机架、设在机架上由第二驱动装置通过升降装置驱动并与配重机构连接可沿Z轴导轨上下运动且设X轴导轨的X轴滑台、设在X轴滑台上由第三驱动装置驱动沿X轴导轨前后运动的滑块、设在滑块上由气缸驱动可张开和夹紧的夹爪组件。本实用新型由于采用配重机构与X轴滑台连接，使得用于驱动X轴滑台升降的第二驱动装置的驱动功率大幅减小，可实现启动快、冲击力小、驱动负荷轻，运行速度快，效率高，节能。

Description

一种机械手

技术领域

本实用新型属于机械搬运装置，具体涉及一种机械手。

背景技术

现有的陶瓷生产线烘干设备(ZL202121657393.5)存在以下缺点：六轴机械手笨重，都是在关节底部驱动本节力臂，属于一种费力结构，因机械手从烘干室的每一层每一个坯的交换都要到底部的旋转工作平台进行交换干湿坯，烘干盘最底层离旋转工作台最近，最高的烘干盘离旋转工作台最远，机械手运行时间最长，当需要达到陶瓷自动生产线正常生产效率及其他配套工序的加工速度(每分钟9个以上时)，六轴机械手对高层盘的最快拿取运送速度明显过慢(超负荷极限速度每分钟6个)，导致整条生产线的速度都被迫降下来还达不到人工流水线的出坯速度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于升降的驱动装置启动快，驱动负荷轻，运行速度快，效率高，节能的机械手。

实现本实用新型目的采用的技术方案如下：

本实用新型提供的机械手，包括固定在底座上的第一驱动装置、由第一驱动装置驱动可做水平回转运动且设有Z轴导轨的机架、设在机架上由第二驱动装置通过升降装置驱动并与配重机构连接可沿Z轴导轨上下运动且设X轴导轨的X轴滑台、设在X轴滑台上由第三驱动装置驱动沿X轴导轨前后运动的滑块、设在滑块上由气缸驱动可张开和夹紧的夹爪组件。

所述第一驱动装置包括C轴伺服电机和与C轴伺服电机传动连接的C轴减速机，C轴减速机的输出轴与机架连接。

所述第二驱动装置为Z轴电机，所述升降装置包括由Z轴电机通过电机同步带驱动的主动轮、设在机架上部的被动轮和设在主动轮和被动轮之间的升降同步带，所述X轴滑台固定在升降同步带上，Z轴电机通过主动轮驱动升降同步带来回转动，从而带动X轴滑台沿Z轴导轨上下运动。

所述配重机构包括设在机架上部的定滑轮、与定滑轮配合的钢丝绳和配重砣，所述钢丝绳的两端分别连接所述X轴滑台和配重砣。

所述第三驱动装置为X轴电机，X轴电机通过螺杆副驱动滑块和夹爪沿X轴导轨前后运动，X轴电机的转轴与螺杆连接，所述滑块与设在螺杆上的螺母连接。

所述夹爪组件包括通过扇形齿轮啮合且铰接在滑块上的左右夹爪，左右夹爪上分别设有软胶轮，其中一个夹爪设有驱动臂与所述气缸的伸缩杆连接。

所述定滑轮通过缓冲机构设在机架上，所述缓冲机构包括一端铰接在机架上的支架、设在支架另一端与机架之间的减震弹簧，所述减震弹簧通过螺栓固定在支架，螺栓从下向上穿过支架后套设有阻尼弹簧和将阻尼弹簧压紧在支架上的锁紧螺母。

有益效果

1、本实用新型由于采用配重机构与X轴滑台连接，使得用于驱动X轴滑台升降的第二驱动装置的驱动功率大幅减小，可实现启动快、冲击力小、驱动负荷轻，运行速度快，效率高，节能。

2、本实用新型再配合缓冲机构可有效消除第二驱动装置动瞬间的冲击力带来的整个机械手抖动造成夹爪臂晃动，消除震动让夹持更稳定精准。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的轴测图。

图2是本实用新型的剖视图。

图3是本实用新型不同方向的剖视图。

图4、图5分别是本实用新型的局部放大图。

图6是本实用新型中夹爪组件的结构示意图。

图7是本实用新型的工作状态示意图。

具体实施方式

见图1——图6，本实用新型提供的机械手，包括固定在底座5上的第一驱动装置、由第一驱动装置驱动可做水平回转运动且设有Z轴导轨103的机架6、设在机架6上由第二驱动装置通过升降装置驱动并与配重机构连接可沿Z轴导轨103上下运动且设X轴导轨的X轴滑台3、设在X轴滑台3上由第三驱动装置驱动沿X轴导轨前后运动的滑块304、设在滑块304上由气缸306驱动可张开和夹紧的夹爪组件。

所述第一驱动装置包括C轴伺服电机4和与C轴伺服电机4传动连接的C轴RV减速机401，C轴RV减速机401的输出轴与机架6连接。

所述第二驱动装置为Z轴电机1，所述升降装置包括由Z轴电机1通过电机同步带104驱动的主动轮101、设在机架6上部的被动轮105和设在主动轮101和被动轮105之间的升降同步带102，所述X轴滑台3固定在升降同步带102上，Z轴电机1通过主动轮101驱动升降同步带102来回转动，从而带动X轴滑台3沿Z轴导轨103上下运动。

所述配重机构包括设在机架6上部的定滑轮2，与定滑轮2配合的钢丝绳201和配重砣202，所述钢丝绳201的两端分别连接所述X轴滑台3和配重砣202。

所述第三驱动装置为X轴电机305，X轴电机305通过螺杆副驱动滑块304和夹爪302沿X轴导轨前后运动，X轴电机305的转轴与螺杆连接，所述滑块304与设在螺杆上的螺母连接。

所述夹爪组件，如图5、6所示，包括通过扇形齿轮301啮合且铰接在滑块304上的左右夹爪302，左右夹爪302上分别设有软胶轮303，其中一个夹爪302设有驱动臂307与所述气缸306的伸缩杆连接；更具体的结构是，滑块304的底部固定有安装板308，左右夹爪302通过铰支点309设在安装板308上。

所述定滑轮2通过缓冲机构设在机架6上，所述缓冲机构包括一端铰接在机架6上的支架204、设在支架204另一端与机架6之间的减震弹簧205，所述减震弹簧205通过螺栓207固定在支架204，螺栓207从下向上穿过支架204后套设有阻尼弹簧203和将阻尼弹簧203压紧在支架204上的锁紧螺母206。

工作原理：

本实用新型为三轴机械手，其特点是利用配重机构与升降装置配合可减轻第二驱动装置在驱动X轴滑台3上下运动时的负荷。这对于在某些场合实现其特定功能具有重要意义，例如在陶瓷自动生产线中将圆盘工作台上的湿坯石膏模与烘干室中各层烘干盘上的石膏模内的干(湿)坯进行循环交换。

参见图7，利用本实用新型a将圆盘工作台8上的湿坯石膏模7′与烘干室9中各层烘干盘上的石膏模7进行循环交换，X轴为夹爪夹持石膏模7或7′前后运动方向，Z轴为夹爪夹持石膏模7或7′上下运动方向，C轴为机架带动夹爪302夹持石膏模7或7′左右扇形摆动方向，其中X和C轴方向的运动距离最短和距离不变，只有Z轴方向的运行距离直接与各层烘干盘的距离随着变化。为配合均匀间歇运转的工作台8的停顿时间，烘干室9中高层石膏模7的交换速度要明显快于低层石膏模7的速度，速度快则会产生启动冲击力大、震动大，驱动电机负荷大的问题，当Z轴电机1带动X轴滑台3升高与降低时，因X轴滑台3的重量造成Z轴电机1的每次提升需克服X轴滑台3的重力额外消耗Z轴电机1功率和增加能耗。本实用新型由于采用配重机构与X轴滑台3连接，配重砣202与X轴滑台3重量大致相等，X轴滑台3上升或下降则配重砣202下降或上升，使得Z轴电机1驱动功率大幅减小，可实现启动快、冲击力小、驱动负荷轻，速度快，效率高，节能。再配合缓冲机构的支架204下面设置的减震弹簧205有效消除Z轴电驱1动瞬间的冲击力带来的整个机械手抖动造成夹爪臂302晃动，消除震动让夹持更稳定精准，阻尼弹簧203设置在定滑轮支架204上面，阻尼弹簧203,顶端设置锁紧螺帽206压住并调节阻尼弹簧203的弹力，阻尼弹簧203下端压住定滑轮支架204并消除下面减震弹簧205反弹到顶后产生多次连续弹跳产生的晃动。

见图1——图7，本实用新型a的工作过程如下：首先X轴滑台3上的X轴电机305带动左右夹爪302前进到烘干室9下面的第一层板上对应的石膏模7上方，由Z轴电机1带动Z轴主动轮101旋转再带动升降同步带102驱动左右夹爪302沿Z轴导轨103向下运动到石膏模7的外边缘处，X轴滑台3上的左右夹爪302由受电脑控制的气缸306伸缩杆来驱动扇形齿轮301对咬同向转动，通过左右夹爪302的向内摆动将夹爪302上的夹爪软胶轮303软接触石膏模7的外侧上部夹紧石膏模7，再经Z轴电机1驱动X轴滑台3上的左右夹爪302沿Z轴导轨103向上运动将石膏模7往上提出层板上的定位凸台901后，左右夹爪302后退移出烘干室9，再Z轴电机1驱动X轴滑台3下降，同时C轴伺服电机4带动C轴RV减速机401驱动机架6和X轴滑台3向右边旋转，直到左右夹爪302夹着石膏模7放在圆盘工作台8上的预留的一个石膏模空的定位孔801中，左右夹爪302受气缸306驱动张开释放石膏模7，X轴滑台3沿Z轴方向上升使夹爪软胶轮303离开石膏模7的高度位置，C轴伺服电机4带动机架6和X轴滑台3向左边摆动到圆盘工作台8上的左边相邻的一个湿坯石膏模7′上面下降后重复夹紧动作将含有湿坯的湿坯石膏模7′从圆盘工作台8上的定位孔801中提出来，经Z轴电机1驱动X轴滑台3沿Z轴导轨103向上运动同时C轴伺服电机4驱动机架6摆动将湿坯石膏模7′送入烘干室9下面第一层层板上空置定位凸台901上，左右夹爪302松开湿坯石膏模7′后X轴滑台3平移到旁边经过烘干的干坯石膏模7上方下降到干坯石膏模7外边，再次启动左右夹爪302将含干坯石膏模7夹住经X轴滑台3先上行把干坯石膏模7取出离开层板上的定位凸台901后，X轴滑台3夹住干坯石膏模7先后退再经Z轴电机1驱动下降放置到圆盘工作台8转动一个位置的上一个湿坯石膏模7′腾空的定位孔801中完成一个工作循环。

Claims (7)

1.一种机械手，其特征是包括固定在底座上的第一驱动装置、由第一驱动装置驱动可做水平回转运动且设有Z轴导轨的机架、设在机架上由第二驱动装置通过升降装置驱动并与配重机构连接可沿Z轴导轨上下运动且设X轴导轨的X轴滑台、设在X轴滑台上由第三驱动装置驱动沿X轴导轨前后运动的滑块、设在滑块上由气缸驱动可张开和夹紧的夹爪组件。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征是所述第一驱动装置包括C轴伺服电机和与C轴伺服电机传动连接的C轴减速机，C轴减速机的输出轴与机架连接。

3.根据权利要求1所述的机械手，其特征是所述第二驱动装置为Z轴电机，所述升降装置包括由Z轴电机通过电机同步带驱动的主动轮、设在机架上部的被动轮和设在主动轮和被动轮之间的升降同步带，所述X轴滑台固定在升降同步带上，Z轴电机通过主动轮驱动升降同步带来回转动，从而带动X轴滑台沿Z轴导轨上下运动。

4.根据权利要求1所述的机械手，其特征是所述配重机构包括设在机架上部的定滑轮、与定滑轮配合的钢丝绳和配重砣，所述钢丝绳的两端分别连接所述X轴滑台和配重砣。

5.根据权利要求1所述的机械手，其特征是所述第三驱动装置为X轴电机，X轴电机通过螺杆副驱动滑块和夹爪沿X轴导轨前后运动，X轴电机的转轴与螺杆连接，所述滑块与设在螺杆上的螺母连接。

6.根据权利要求1或5所述的机械手，其特征是所述夹爪组件包括通过扇形齿轮啮合且铰接在滑块上的左右夹爪，左右夹爪上分别设有软胶轮，其中一个夹爪设有驱动臂与所述气缸的伸缩杆连接。

7.根据权利要求4所述的机械手，其特征是所述定滑轮通过缓冲机构设在机架上，所述缓冲机构包括一端铰接在机架上的支架、设在支架另一端与机架之间的减震弹簧，所述减震弹簧通过螺栓固定在支架，螺栓从下向上穿过支架后套设有阻尼弹簧和将阻尼弹簧压紧在支架上的锁紧螺母。

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