CN218614136U - 可折叠型机械手臂 - Google Patents

Abstract

一种可折叠型机械手臂，包括稳压电源、电机减速机构、电动直线滑台、活动臂、底板、夹放机构、电动推杆、PLC，还具有控制电路；电机减速机构、电动直线滑台、活动臂、底板、夹放机构、电动推杆安装在一起，稳压电源、控制电路和PLC安装在电控箱内，并和电机减速机构、电动直线滑台、夹放机构、电动推杆、PLC电性连接。本新型结构简单紧凑、成本相对低、运维方便，使用后能实现更方便的收纳，占空间相对少，能保证活动夹口有效夹取物品，并保证稳定的夹持力，且夹取的物品外径大小变化不大时，技术人员可暂时不改变PLC的现有编程控制程序，给技术人员带来了便利，并提高了工作效率。基于上述，本新型具有好的应用前景。

Description

可折叠型机械手臂

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，特别是一种可折叠型机械手臂。

背景技术

随着工业技术以及科技的发展，基于PLC等编程控制的机械臂广泛应用在了生产及物流等领域。现有基于PLC等编程控制、具有夹具的机械臂在控制作用下，能做上下、左右、旋转及夹放物品等动作，极大提高了生产效率。

虽然现有基于PLC控制的夹具机械臂具有较多的优点，但是其多段机械臂之间以及各转动部件之间一般是通过液压油缸方式驱动，液压油缸驱动方式不但需要液压油泵、多套油缸，还需要较多数量的连接高压液压油管，因此会造成整体设备结构复杂、成本增加，且存在运维相对不方便的缺点。还有就是，现有夹具机械臂其夹口之间夹合物品时，控制活动夹口运动的距离是恒定的(技术人员通过PLC编程设定活动夹口油缸电磁阀或者电动伸缩杆的工作时间，工作时PLC的夹放机构电源输出端控制活动夹口油缸电磁阀或者电动伸缩杆的工作方式，进而夹具的活动夹口、固定夹口在设定的间距内夹取物品，或把夹取的物品放到固定区域)，这样会带来如下问题。其一：如果PLC编程设定的活动夹口运动距离过小，将造成无法有效夹稳物品；反之，如果PLC编程设定的活动夹口运动距离过大，将造成夹坏物品或者夹具的损坏。第二：夹具夹取的物品外径只要发生哪怕很小变化，为了达到好的物品夹取效果，就需要技术人员重新对PLC编程设定控制活动夹口运动的距离数据，因此会给技术人员带来不便，且不利于提高工作效率。综上所述，提供一种结构简单紧凑、成本低、运维方便，能有效夹放物品，且尽可能减少技术人员对PLC进行编程的机械手臂显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有基于PLC控制的夹具机械臂因结构所限存在如背景所述弊端，本实用新型提供了一种结构简单紧凑、成本相对低、运维方便，使用后能方便折叠在一起实现收纳，占空间相对少，应用中在相关机构及电路共同作用下，能保证活动夹口有效夹取物品并保证稳定的夹持力，且夹取的物品外径大小变化不大时，技术人员可暂时不改变PLC的现有编程控制程序，给技术人员带来了便利，并提高了工作效率的可折叠型机械手臂。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可折叠型机械手臂，包括稳压电源、电机减速机构、电动直线滑台、活动臂、底板、夹放机构、电动推杆、PLC，其特征在于还具有控制电路；所述电动直线滑台安装在底板上，电动推杆的下端安装在电动直线滑台的活动块上；所述电机减速机构、活动臂各有多套，第一套电机减速机构的下端安装在电动推杆的上端，第二套电机减速机构安装在第一套电机减速机构的动力输出轴上，第一套活动臂一端安装在第二套电机减速机构的动力输出轴前，第三套电机减速机构安装在第一套活动臂另一端，第二套活动臂一端安装在在第三套电机减速机构的动力输出轴前，第四套电机减速机构安装在第二套活动臂另一端，第三套活动臂一端安装在第四套电机减速机构的动力输出轴前；所述夹放机构安装在第三套活动臂另一端；所述稳压电源、控制电路和PLC安装在电控箱内，控制电路的电源输出端和夹放机构的电源输入端电性连接，夹放机构的信号输出端和控制电路的信号输入端电性连接。

进一步地，所述多套活动臂的垂直高度小于电动推杆的筒体高度。

进一步地，所述控制电路包括电性的可调电阻、NPN三极管、电阻和继电器，可调电阻一端和第一只NPN三极管基极连接，第一只NPN三极管集电极和电阻一端、第二只NPN三极管基极连接，电阻另一端和继电器正极电源输入端、可调电阻另一端连接，第二只NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，两只NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述夹放机构包括固定板、电动伸缩杆A、固定夹头和活动夹头、力敏电阻，固定夹头、活动夹头的铰接安装在固定板前，电动伸缩杆A的一端铰接安装在固定板的侧端，电动伸缩杆A的另一端和活动夹头的上端铰接安装在一起，固定夹头的侧端有个开孔，力敏电阻焊安装在开孔内，力敏电阻的应变片安装有缓冲垫。

本实用新型有益效果是：本实用新型因为没有液压油泵、液压油缸及液压油管等，因此结构相对简单紧凑、成本相对低、运维方便，使用后多套活动臂能前后垂直折叠在一起，实现更方便的收纳，占空间相对少。本新型中，在PLC控制作用，以及相关部件共同作用下，能完成左右位移、上下运动、旋转运动、并实现活动臂的长度及角度变化控制等，在控制电路及力敏电阻等控制作用下，能保证活动夹口有效夹取物品，并保证稳定的夹持力，且夹取的物品外径大小变化不大时，技术人员可暂时不改变PLC的现有编程控制程序，给技术人员带来了便利，并提高了工作效率。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型局部结构示意图。

图3是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1、2、3中所示，一种可折叠型机械手臂，包括稳压电源A1，电机减速机构21、22、23、24，电动直线滑台3，活动臂41、42、43，底板5，夹放机构，电动推杆6，PLC7(其自配有220V转直流48V开关电源，PLC多路电源输出端分别输出48V直流电源到电机减速机构、夹放机构、电动推杆、电动直线滑台的电源输入端)；电机减速机构、夹放机构、电动推杆、电动直线滑台的电源输入端和PLC的多路控制电源输出端分别经导线连接；还具有控制电路8；所述电动直线滑台3的下端横向经螺杆螺母安装在底板5的上端，底板5经螺杆螺母安装在工作区域机架或地面上，电动推杆6的筒体下端经螺杆螺母安装在电动直线滑台3的活动块上，电动推杆6的活动杆上部焊接有一只支撑板9，电机减速机构有四套，第一套电机减速机构21的壳体下端垂直分布经螺杆螺母安装在支撑板9的上端中部，第一套电机减速机构21的动力输出轴上焊接有一只上支撑板10，第二套电机减速机构22纵向分布其壳体后端经螺杆螺母安装在上支撑板10前中部；所述活动臂有三套，第一套活动臂41的上后端中部焊接在第二套电机减速机构22的动力输出轴前，第三套电机减速机构23纵向分布其壳体经螺杆螺母安装在第一套活动臂41下端前部，第二套活动臂42的上后端中部焊接在第三套电机减速机构23的动力输出轴前，第四套电机减速机构24纵向分布其壳体经螺杆螺母安装在第二套活动臂42下端前部，第三套活动臂43的上后端中部焊接在第四套电机减速机构24的动力输出轴前；所述夹放机构经螺杆螺母安装在第三套活动臂43的下端；所述稳压电源A1、控制电路8和PLC7安装在电控箱11内。

图1、2、3所示，第一套活动臂41向下处于垂直状态时其后端和支撑板9的前端间隔一定距离，第一套活动臂41、第二套活动臂42、第三套活动臂43的垂直高度小于电动推杆6的筒体高度。控制电路包括经电路板布线的可调电阻RP1、NPN三极管Q1及Q2、电阻R1和继电器K1，可调电阻RP1一端和第一只NPN三极管Q1基极连接，第一只NPN三极管Q1集电极和电阻R1一端、第二只NPN三极管Q2基极连接，电阻R1另一端和继电器K1正极电源输入端、可调电阻RP1另一端连接，第二只NPN三极管Q2集电极和继电器K1负极电源输入端连接，两只NPN三极管Q1及Q2发射极连接。夹放机构包括固定板12、电动伸缩杆AM、固定夹头13和活动夹头14、力敏电阻RT，固定夹头13的右端上固定安装在固定板12的前端右部，活动夹头14的中部和固定夹头13的中部用铰接杆铰接安装在一起，电动伸缩杆AM的筒体右端用铰接杆铰接安装在固定板12的前右端上，电动伸缩杆AM的活动杆左端和活动夹头14的左端上用铰接杆铰接安装在一起，固定夹头13的下端右侧有个开孔，力敏电阻RT焊接在电路板上，力敏电阻RT绝缘安装在开孔内且力敏电阻RT的应变片位于右侧，力敏电阻RT的应变片用胶粘接有一只橡胶垫15，橡胶垫的15右侧位于开孔右端外、力敏电阻RT的应变片位于开孔内。

图1、2、3所示，稳压电源U1的电源输入端1及2脚和交流220V电源两极分别经导线连接，稳压电源U1的电源输出端3及4脚和控制电路的电源输入端电阻R1一端及NPN三极管Q1发射极分别经导线连接，PLC7(U2)的夹放机构正负两极电源输出端和控制电路的继电器K1两个控制电源输入端分别经导线连接，控制电路的电源输出端继电器K1两个常闭触点端、PLC的夹放机构负正两极电源输出端和夹放机构的电动伸缩杆AM的正负两极及负正两极电源输入两端分别经导线连接，夹放机构的信号输出端力敏电阻RT两个接线端和控制电路的信号输入端可调电阻RP1一端及NPN三极管Q1发射极分别经导线连接。

图1、2、3所示，本实用新型因为没有液压油泵及多套液压油缸、多只液压油管等(只通过多套电机减速机构、活动臂及电动伸缩杆、电动直线滑台就能完成全部工作)，因此结构相对简单紧凑、成本相对低、运维方便，使用后多套活动臂能前后垂直折叠在一起，实现更方便的收纳，占空间也相对少。本新型中，在PLC控制作用，以及相关部件共同作用下，能完成左右位移、上下运动、旋转运动、并实现活动臂的长度及角度变化控制等，进而保证活动夹口有效夹取物品。本新型中，工作时，PLC7控制电动伸缩杆6正负及负正两极电源输入端分别得电后，电动伸缩杆6的活动杆能带动四套电机减速机构及活动臂、夹放机构上或下运动接近需要夹放的物品；PLC7控制电动直线滑台3正负及负正两极分别得电后，电动直线滑台3的滑动块能带动电动伸缩杆6、四套电机减速机构及活动臂、夹放机构左或右运动接近需要夹放的物品；PLC7控制第一套电机减速机构21的正负及负正两极分别得电后，电机减速机构21的动力输出轴能带动其余三套电机减速机构及活动臂、夹放机构水平方向顺时针或逆时针运动接近需要夹放的物品；PLC7控制第二套电机减速机构22的正负及负正两极分别得电后，电机减速机构22的动力输出轴能带动其余两套电机减速机构23、24及三套活动臂41、42、43、夹放机构垂直方向顺时针或逆时针运动改变高度或角度接近需要夹放的物品；PLC7控制第三套电机减速机构23的正负及负正两极分别得电后，电机减速机构23的动力输出轴能带动其余电机减速机构24及活动臂42、43、夹放机构垂直方向顺时针或逆时针运动改变高度或角度接近需要夹放的物品；PLC7控制第四套电机减速机构24的正负及负正两极分别得电后，电机减速机构24的动力输出轴能带动活动臂43、夹放机构垂直方向顺时针或逆时针运动改变高度或角度接近需要夹放的物品。上述PLC根据其内部的电路分别控制相关电机减速机构及电动伸缩杆(包括电动伸缩杆A)、电动直线滑台的工作方式，是现有极为成熟的控制技术，本新型只是利用成熟的PLC控制技术分别控制相关电气部件的工作方式，上述PLC控制电气部件的工作方式因此不属于本新型的保护范围之内。

图1、2、3所示，本新型中，稳压电源U1的电源输入端得电后，稳压电源U1的3及4脚会输出稳定的直流12V电源进入控制电路的电源输入端，于是控制电路得电工作。本新型PLC7根据内部电路控制，需要夹取物品时、夹放机构电源输出端输出的正负两极电源经继电器K1两个控制电源输入端及两个常闭触点端进入电动伸缩杆AM的正负两极电源输入端，于是，电动伸缩杆AM的正负两极得电其活塞杆向右拉动活动夹头13的上左端向右运动，于是，活动夹头14的右下端沿铰接点向左运动、接近固定夹头13的下左侧端，这样，活动夹头14下端和固定夹头13下端之间的间距靠近，就能将物品夹在活动夹头14及固定夹头13之间。当固定夹头13及活动夹头14没有夹紧物品时，力敏电阻RT的应变片受到的作用力相对小、其电阻值较大，这样，12V电源正极经力敏电阻RT、可调电阻RP1分压进入NPN三极管Q1基极电压相对高(高于0.7V)，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入NPN三极管Q2的基极，NPN三极管Q2基极无合适正向偏压处于截止状态，那么继电器K1不会得电吸合，PLC继续输出电源进入电动伸缩杆AM的电源输入端，活动夹头14继续夹取物品。当固定夹头13及活动夹头14夹紧物品时，力敏电阻RT的应变片由于接触物品右侧端受到的作用力相对大(胶垫起到缓冲作用，胶垫把作用力传递给力敏电阻RT的应变片，防止物品和力敏电阻RT应变片直接接触造成力敏电阻损坏)、其电阻值相对小，这样，12V电源正极经力敏电阻RT、可调电阻RP1分压进入NPN三极管Q1基极电压相对低(低于0.7V)，NPN三极管Q1截止集电极不再输出低电平进入NPN三极管Q2的基极，NPN三极管Q2基极经由电阻R1降压限流从12V电源正极获得合适偏流导通、其集电极输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，那么此刻，即使PLC夹放机构电源输出端继续输出正负两极电源，由于继电器K1吸合电动伸缩杆AM也不再得电工作，防止了夹持力过造成物品等损坏或者夹持力不够无法夹取物品(本新型使用时，技术人员经现有极为成熟的技术，将PLC7的夹放机构正负两极电源输出端输出的电源时间设定为稍微大于实际工作时间，比如原来是6秒钟，现在是8秒钟、多2秒钟，这样，就能有效保证夹取物品，且由于控制电路作用也不会夹坏物品)。本新型夹取的物品在相关机构作用下到达卸货地点，PLC7根据内部电路控制，需要放下物品时、夹放机构电源输出端输出的一定时间负正两极电源进入电动伸缩杆AM的负正两极电源输入端，于是，电动伸缩杆AM的负正两极得电其活塞杆向左推动活动夹头14的上左端向左运动，活动夹头14的右下端沿铰接点向右运动、和固定夹头13的下左侧端拉开间距，这样，活动夹头14下端和固定夹头13下端之间的间距拉动，物品就会落在卸货工位。本新型生产时，技术人员通过调节可调电阻RP1的不同电阻值时，可设定活动夹头的不同夹取力，当可调电阻RP1的电阻值调节得相对大时其分压大，那么活动夹头14的夹取力相对小电阻值相对大时，NPN三极管Q1就会导通进而控制活动夹头14不再运动；当可调电阻RP1的电阻值调节得相对小时其分压小，那么活动夹头14的夹取力相对大电阻值相对小时，NPN三极管Q1才会导通进而控制活动夹头14不再运动；经过上述技术人员就能方便设置活动夹头14的夹取力。本新型能保证活动夹口有效夹取物品，并保证稳定的夹持力，且夹取的物品外径大小变化不大时，技术人员可暂时不改变PLC的现有编程控制程序，给技术人员带来了便利，并提高了工作效率(由于电动伸缩杆AM的活动杆带动活动夹头14运动距离可控，因此，夹取的物品外径大小变化不大时，技术人员可暂时不改变PLC的现有编程控制程序)。电路中，电阻R1阻值是43K；继电器K1是DC12V继电器；NPN三极管Q1、Q2型号是9013；可调电阻RP1型号是47K(本实施例调节到12.5K)；力敏电阻RT型号是IMS-C04N；稳压电源U1是型号220V/12V/1KW的交流220V转直流12V开关电源模块成品；电机减速机构21、22、23、24是工作电压直流48V的同轴电机减速器成品，功率1.5KW，动力输出轴每分钟转速10转；电动伸缩杆6(功率500W)及电动伸缩杆AM((功率180W)是工作电压直流48V的往复式电动伸缩杆成品，活动杆行程分别是50厘米、10厘米，电动推杆的筒体内上下端具有限位开关，当电动推杆的活动杆上或下行到止点时，电动推杆会失电，只有反向输入电源才会得电工作；电动直线滑台3是工作电压直流48V的电动丝杠滑台成品，功率800W。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (4)

1.一种可折叠型机械手臂，包括稳压电源、电机减速机构、电动直线滑台、活动臂、底板、夹放机构、电动推杆、PLC，其特征在于还具有控制电路；所述电动直线滑台安装在底板上，电动推杆的下端安装在电动直线滑台的活动块上；所述电机减速机构、活动臂各有多套，第一套电机减速机构的下端安装在电动推杆的上端，第二套电机减速机构安装在第一套电机减速机构的动力输出轴上，第一套活动臂一端安装在第二套电机减速机构的动力输出轴前，第三套电机减速机构安装在第一套活动臂另一端，第二套活动臂一端安装在第三套电机减速机构的动力输出轴前，第四套电机减速机构安装在第二套活动臂另一端，第三套活动臂一端安装在第四套电机减速机构的动力输出轴前；所述夹放机构安装在第三套活动臂另一端；所述稳压电源、控制电路和PLC安装在电控箱内，控制电路的电源输出端和夹放机构的电源输入端电性连接，夹放机构的信号输出端和控制电路的信号输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种可折叠型机械手臂，其特征在于，多套活动臂的垂直高度小于电动推杆的筒体高度。

3.根据权利要求1所述的一种可折叠型机械手臂，其特征在于，控制电路包括电性的可调电阻、NPN三极管、电阻和继电器，可调电阻一端和第一只NPN三极管基极连接，第一只NPN三极管集电极和电阻一端、第二只NPN三极管基极连接，电阻另一端和继电器正极电源输入端、可调电阻另一端连接，第二只NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，两只NPN三极管发射极连接。

4.根据权利要求1所述的一种可折叠型机械手臂，其特征在于，夹放机构包括固定板、电动伸缩杆A、固定夹头和活动夹头、力敏电阻，固定夹头、活动夹头的铰接安装在固定板前，电动伸缩杆A的一端铰接安装在固定板的侧端，电动伸缩杆A的另一端和活动夹头的上端铰接安装在一起，固定夹头的侧端有个开孔，力敏电阻焊安装在开孔内，力敏电阻的应变片安装有缓冲垫。

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