CN219705190U - 一种立柱式机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立柱式机械手，其包括支架、两个夹爪组件、第一转动驱动件、驱动机构及升降机构，两个所述夹爪组件相对且水平设置于所述支架的两端；所述第一转动驱动件的输出端与所述支架连接，用于驱动所述支架在水平面上转动，以使两个所述夹爪组件做往复运动，且所述第一转动驱动件到两个所述夹爪组件的距离相等。本实用新型的有益效果是：两个夹爪组件交替抓取工件，当一个夹爪组件正在初始位置抓取工件时，另一个夹爪组件将工件放置在目标位置，当工件从初始位置移动至目标位置后，另一个夹爪组件从目标位置返回初始位置，并进行下一轮的抓取，节约了大量的时间，提高了机械手的工作效率。

Description

一种立柱式机械手

技术领域

本实用新型涉及机器人设备技术领域，尤其涉及一种立柱式机械手。

背景技术

机械手现已被广泛应用于金属焊接、搬运、装配等工业生产领域，其可按照设定的程序执行相应的操作，替代人工繁重劳动，提高生产效率，稳定产品质量。在自动化装配生产线上，机械手能将单个或多个工件快速的从一个位置准确地抓取移动到目标位置，机械手的应用大大提高了生产效率，也更容易实现自动化控制，目前应用较多的机械手(如申请号为202221671987.6中公开的一种立柱式旋转机械手升降结构)大多只具备一个夹爪，夹爪抓取工件，将工件从初始位置移动至目标位置后，夹爪需要再次返回初始位置进行下一轮抓取，这样浪费了大量的时间，导致机械手的工作效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种立柱式机械手，解决现有技术中机械手大多只具备一个夹爪，夹爪抓取工件，将工件从初始位置移动至目标位置后，夹爪需要再次返回初始位置进行下一轮抓取，这样浪费了大量的时间，导致机械手的工作效率较低的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种立柱式机械手,包括：

支架；

两个夹爪组件，两个所述夹爪组件相对且水平设置于所述支架的两端；

第一转动驱动件，所述第一转动驱动件的输出端与所述支架连接，用于驱动所述支架在水平面上转动，以使两个所述夹爪组件做往复运动，且所述第一转动驱动件到两个所述夹爪组件的距离相等；

驱动机构，所述驱动机构设置于所述支架上，并与两个所述夹爪组件均连接，用于驱动两个所述夹爪组件在张开状态和夹紧状态之间切换，并使两个所述夹爪组件保持张开状态和夹紧状态相反；

升降机构，所述升降机构与所述第一转动驱动件连接，用于驱动所述第一转动驱动件上下移动。

进一步的，所述支架包括底板、若干个支撑杆及顶板，所述底板水平设置，各个所述支撑杆的底部均固定于所述底板上，所述顶板固定于各个所述支撑杆的顶部，所述第一转动驱动件设置于所述底板的下方，所述第一转动驱动件的输出端与所述底板固定连接。

进一步的，所述夹爪组件包括两个夹持件、转轴、活动座及两个连杆，两个所述夹持件相对设置于所述底板的下方，所述夹持件的上端铰接于所述底板上，所述转轴竖直设置，所述转轴的上端转动穿过所述底板，并转动连接于所述顶板上，位于所述底板下方的所述转轴的表面设置有第一螺纹，所述活动座上开设有螺孔，并经由对应的所述螺孔螺接于所述第一螺纹上，两个所述连杆相对设置，两个所述连杆的一端均铰接于所述活动座上，两个所述连杆的另一端分别铰接于相对应的所述夹持件的中部位置处。

进一步的，所述驱动机构包括主动轴、从动轴、主动齿轮、从动齿轮、第二转动驱动件、第一传动机构及第二传动机构，所述主动轴和所述从动轴均竖直设置于所述底板和所述顶板之间，所述主动轴和所述从动轴的底部均转动安装于所述底板上，所述主动轴和所述从动轴的顶部均转动安装于所述顶板上，所述主动齿轮和所述从动齿轮均位于所述底板和所述顶板之间，所述主动齿轮同轴固定于所述从动轴上，所述从动齿轮同轴固定于一个所述转轴上，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述第二转动驱动件固定于所述顶板上，所述第二转动驱动件的输出端与所述主动轴的一端同轴固定连接，用于驱动所述主动轴转动，所述第一传动机构和所述第二传动机构的一端均与所述主动轴固定连接，所述第一传动机构的另一端与另一个所述转轴固定连接，所述第二传动机构的另一端与所述从动轴固定连接。

进一步的，所述升降机构包括转动柱、轴套、连接轴、顶座及第三转动驱动件，所述转动柱竖直设置，所述转动柱具有一柱状结构的第一腔体，所述转动柱的顶部开设有一与所述第一腔体同轴且连通的通孔，所述通孔的直径小于所述第一腔体的直径，所述第一腔体的内表面设置有螺槽，所述轴套滑动设置于所述第一腔体内，所述轴套的外表面设置有第二螺纹，并经由对应的所述第二螺纹与所述螺槽螺纹连接，所述连接轴竖直设置于所述第一腔体内，所述连接轴的底部与所述轴套固定连接，所述连接轴的上端滑动穿过所述通孔并伸出至所述第一腔体的外部，所述顶座固定于所述连接轴的顶部，所述第一转动驱动件固定于所述顶座上，所述第三转动驱动件的输出端与所述转动柱的底部固定连接，用于驱动所述转动柱转动。

进一步的，所述顶座内具有一收容腔，所述第一转动驱动件设置于所述收容腔内。

进一步的，所述立柱式机械手，还包括基座，所述转动柱转动连接于所述基座上，所述第三转动驱动件固定于所述基座上。

进一步的，所述基座包括底座及立柱，所述底座具有一空腔，所述立柱固定于所述底座上，所述立柱具有一柱状结构的第二腔体，所述第二腔体的上端为开口设置，所述转动柱转动设置于所述第二腔体内，且所述转动柱的外侧壁与所述第二腔体的内侧壁贴合。

进一步的，所述第二腔体的长度小于或者等于所述转动柱的长度。

进一步的，所述夹爪组件还包括挡块，所述挡块固定于所述转轴的底部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：在使用时，通过操控第一转动驱动件，使得第一转动驱动件驱动支架在水平面上转动，从而带动两个夹爪组件在水平面上转动，以使一个夹爪组件位于初始位置的正上方，另一个夹爪组件位于目标位置的正上方，并通过操控升降机构，使得升降机构驱动第一转动驱动件向下移动，从而通过支架带动两个夹爪组件同步向下运动，直至位于初始位置正上方的夹爪组件靠近工件，再通过操控驱动机构，使得驱动机构驱动位于初始位置正上方的夹爪组件夹紧工件，位于目标位置正上方的夹爪组件放开工件，再通过操控升降机构，使得升降机构驱动第一转动驱动件向上移动，从而通过支架带动两个夹爪组件同步向上运动至合适高度，如此往复循环，两个夹爪组件交替抓取工件，当一个夹爪组件正在初始位置抓取工件时，另一个夹爪组件将工件放置在目标位置，当工件从初始位置移动至目标位置后，另一个夹爪组件从目标位置返回初始位置，并进行下一轮的抓取，节约了大量的时间，提高了机械手的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种立柱式机械手的立体结构示意图；

图2是图1中的一种立柱式机械手的剖视图；

图3是图2中的一种立柱式机械手的夹爪组件处于张开状态时的立体结构示意图；

图4是图2中的一种立柱式机械手的夹爪组件处于夹紧状态时的立体结构示意图；

图中：100-支架、110-底板、120-支撑杆、130-顶板、200-夹爪组件、210-夹持件、220-转轴、230-活动座、240-连杆、250-挡块、300-第一转动驱动件、400-驱动机构、410-主动轴、420-从动轴、430-主动齿轮、440-从动齿轮、450-第二转动驱动件、460-第一传动机构、470-第二传动机构、500-升降机构、510-转动柱、511-第一腔体、512-通孔、520-轴套、530-连接轴、540-顶座、541-收容腔、550-第三转动驱动件、600-基座、610-底座、611-空腔、620-立柱、621-第二腔体。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种立柱620式机械手，其结构如图1-图3所示，包括支架100、两个夹爪组件200、第一转动驱动件300、驱动机构400及升降机构500，两个所述夹爪组件200相对且水平设置于所述支架100的两端；所述第一转动驱动件300的输出端与所述支架100连接，用于驱动所述支架100在水平面上转动，以使两个所述夹爪组件200做往复运动，且所述第一转动驱动件300到两个所述夹爪组件200的距离相等；所述驱动机构400设置于所述支架100上，并与两个所述夹爪组件200均连接，用于驱动两个所述夹爪组件200在张开状态和夹紧状态之间切换，并使两个所述夹爪组件200保持张开状态和夹紧状态相反；所述升降机构500与所述第一转动驱动件300连接，用于驱动所述第一转动驱动件300上下移动。

在使用时，通过操控所述第一转动驱动件300，使得所述第一转动驱动件300驱动所述支架100在水平面上转动，从而带动两个所述夹爪组件200在水平面上转动，以使一个所述夹爪组件200位于初始位置的正上方，另一个所述夹爪组件200位于目标位置的正上方，并通过操控所述升降机构500，使得所述升降机构500驱动所述第一转动驱动件300向下移动，从而通过所述支架100带动两个所述夹爪组件200同步向下运动，直至位于初始位置正上方的所述夹爪组件200靠近工件，再通过操控所述驱动机构400，使得所述驱动机构400驱动位于初始位置正上方的所述夹爪组件200夹紧工件，位于目标位置正上方的所述夹爪组件200放开工件，再通过操控所述升降机构500，使得所述升降机构500驱动所述第一转动驱动件300向上移动，从而通过所述支架100带动两个所述夹爪组件200同步向上运动至合适高度，如此往复循环，两个所述夹爪组件200交替抓取工件，当一个所述夹爪组件200正在初始位置抓取工件时，另一个所述夹爪组件200将工件放置在目标位置，当工件从初始位置移动至目标位置后，另一个所述夹爪组件200从目标位置返回初始位置，并进行下一轮的抓取，节约了大量的时间，提高了机械手的工作效率。

作为优选的实施例，请参考图1，所述支架100包括底板110、若干个支撑杆120及顶板130，所述底板110水平设置，各个所述支撑杆120的底部均固定于所述底板110上，所述顶板130固定于各个所述支撑杆120的顶部，所述第一转动驱动件300设置于所述底板110的下方，所述第一转动驱动件300的输出端与所述底板110固定连接，以便于将所述主动轴410、所述从动轴420、所述主动齿轮430、所述从动齿轮440、所述第一传动机构460及所述第二传动机构470设置于所述底板110和所述顶板130之间。

作为优选的实施例，请参考图3和图4，所述夹爪组件200包括两个夹持件210、转轴220、活动座230及两个连杆240，两个所述夹持件210相对设置于所述底板110的下方，所述夹持件210的上端铰接于所述底板110上，所述转轴220竖直设置，所述转轴220的上端转动穿过所述底板110，并转动连接于所述顶板130上，位于所述底板110下方的所述转轴220的表面设置有第一螺纹，所述活动座230上开设有螺孔，并经由对应的所述螺孔螺接于所述第一螺纹上，两个所述连杆240相对设置，两个所述连杆240的一端均铰接于所述活动座230上，两个所述连杆240的另一端分别铰接于相对应的所述夹持件210的中部位置处，所述转轴220正转或者反转，带动所述活动座230向上或者向下移动，从而通过所述连杆240带动所述夹持件210张开或者夹紧工件。

作为优选的实施例，请参考图2，所述驱动机构400包括主动轴410、从动轴420、主动齿轮430、从动齿轮440、第二转动驱动件450、第一传动机构460及第二传动机构470，所述主动轴410和所述从动轴420均竖直设置于所述底板110和所述顶板130之间，所述主动轴410和所述从动轴420的底部均转动安装于所述底板110上，所述主动轴410和所述从动轴420的顶部均转动安装于所述顶板130上，所述主动齿轮430和所述从动齿轮440均位于所述底板110和所述顶板130之间，所述主动齿轮430同轴固定于所述从动轴420上，所述从动齿轮440同轴固定于一个所述转轴220上，所述从动齿轮440与所述主动齿轮430啮合，所述第二转动驱动件450固定于所述顶板130上，所述第二转动驱动件450的输出端与所述主动轴410的一端同轴固定连接，用于驱动所述主动轴410转动，所述第一传动机构460和所述第二传动机构470的一端均与所述主动轴410固定连接，所述第一传动机构460的另一端与另一个所述转轴220固定连接，所述第二传动机构470的另一端与所述从动轴420固定连接，通过操控所述第二转动驱动件450，使得所述述第二转动驱动件450驱动所述主动轴410转动，并通过所述第一传动机构460带动另一个所述转轴220转动，通过所述第二传动机构470带动所述从动轴420转动，从而带动所述主动齿轮430转动，进而通过所述从动齿轮440带动一个所述转轴220转动，使得两个所述转轴220的转动方向相反，实现两个所述夹爪组件200张开状态和夹紧状态相反，所述第一传动机构460和所述第二传动机构470为现有的链带传动机构，在本方案中不做过多赘述。

作为优选的实施例，请参考图2，所述升降机构500包括转动柱510、轴套520、连接轴530、顶座540及第三转动驱动件550，所述转动柱510竖直设置，所述转动柱510具有一柱状结构的第一腔体511，所述转动柱510的顶部开设有一与所述第一腔体511同轴且连通的通孔512，所述通孔512的直径小于所述第一腔体511的直径，所述第一腔体511的内表面设置有螺槽，所述轴套520滑动设置于所述第一腔体511内，所述轴套520的外表面设置有第二螺纹，并经由对应的所述第二螺纹与所述螺槽螺纹连接，所述连接轴530竖直设置于所述第一腔体511内，所述连接轴530的底部与所述轴套520固定连接，所述连接轴530的上端滑动穿过所述通孔512并伸出至所述第一腔体511的外部，所述顶座540固定于所述连接轴530的顶部，所述第一转动驱动件300固定于所述顶座540上，所述第三转动驱动件550的输出端与所述转动柱510的底部固定连接，用于驱动所述转动柱510转动，通过操控所述第三转动驱动件550，使得所述第三转动驱动件550驱动所述转动柱510转动，所述转动柱510转动会带动所述轴套520在所述第一腔体511内上下移动，并通过所述连接轴530带动所述顶座540上下移动，从而带动所述第一转动驱动件300上下移动。

作为优选的实施例，请参考图2，所述顶座540内具有一收容腔541，所述第一转动驱动件300设置于所述收容腔541内，以使所述底板110可以与所述顶座540同轴设置，便于所述底板110相对于所述顶座540转动。

作为优选的实施例，请参考图1，所述立柱620式机械手，还包括基座600，所述转动柱510转动连接于所述基座600上，所述第三转动驱动件550固定于所述基座600上，用以对所述转动柱510及所述第三转动驱动件550提供支撑。

作为优选的实施例，请参考图2，所述基座600包括底座610及立柱620，所述底座610具有一空腔611，所述立柱620固定于所述底座610上，所述立柱620具有一柱状结构的第二腔体621，所述第二腔体621的上端为开口设置，所述转动柱510转动设置于所述第二腔体621内，且所述转动柱510的外侧壁与所述第二腔体621的内侧壁贴合，以使得所述立柱620可以对所述转动柱510进行限位，所述转动柱510的转动更稳定，避免所述转动柱510在转动过程中出现歪倒的现象。

作为优选的实施例，请参考图2，所述第二腔体621的长度小于或者等于所述转动柱510的长度，且所述第二腔体621的长度大于或者等于二分之一所述转动柱510的长度，并小于或者等于所述转动柱510的长度，以使所述立柱620在对所述转动柱510提供较好限位的同时也不对所述连接轴530的上下运动产生干扰。

作为优选的实施例，请参考图3和图4，所述夹爪组件200还包括挡块250，所述挡块250固定于所述转轴220的底部，对所述活动座230的下限位置进行限位，防止所述活动座230从所述转轴220上脱落。

为了更好地理解本实用新型，以下结合图1-图4对本实用新型的技术方案的工作原理进行详细说明：

在使用时，通过操控所述第一转动驱动件300，使得所述第一转动驱动件300驱动所述底板110在水平面上转动，从而带动两个所述夹爪组件200在水平面上转动，以使一个所述夹爪组件200位于初始位置的正上方，另一个所述夹爪组件200位于目标位置的正上方，并通过操控所述第三转动驱动件550，使得所述第三转动驱动件550驱动所述转动柱510转动，所述转动柱510转动会带动所述轴套520在所述第一腔体511内向下移动，并通过所述连接轴530带动所述顶座540向下移动，从而带动所述第一转动驱动件300向下移动，从而通过所述支架100带动两个所述夹爪组件200同步向下运动，直至位于初始位置正上方的所述夹爪组件200靠近工件，再通过操控所述第二转动驱动件450，使得所述述第二转动驱动件450驱动所述主动轴410转动，并通过所述第一传动机构460带动另一个所述转轴220转动，通过所述第二传动机构470带动所述从动轴420转动，从而带动所述主动齿轮430转动，进而通过所述从动齿轮440带动一个所述转轴220转动，使得两个所述转轴220的转动方向相反，实现两个所述夹爪组件200张开状态和夹紧状态相反，位于初始位置正上方的所述夹爪组件200夹紧工件，位于目标位置正上方的所述夹爪组件200放开工件，再通过操控所述第三转动驱动件550，使得所述第三转动驱动件550驱动所述转动柱510转动，所述转动柱510转动会带动所述轴套520在所述第一腔体511内向上移动，并通过所述连接轴530带动所述顶座540向上移动，从而带动所述第一转动驱动件300向上移动，从而通过所述支架100带动两个所述夹爪组件200同步向上运动至合适高度，如此往复循环，两个所述夹爪组件200交替抓取工件，当一个所述夹爪组件200正在初始位置抓取工件时，另一个所述夹爪组件200将工件放置在目标位置，当工件从初始位置移动至目标位置后，另一个所述夹爪组件200从目标位置返回初始位置，并进行下一轮的抓取，节约了大量的时间，提高了机械手的工作效率。

本实用新型提供的一种立柱620式机械手具有以下有益效果：

(1)所述立柱620具有一柱状结构的第二腔体621，所述转动柱510转动设置于所述第二腔体621内，且所述转动柱510的外侧壁与所述第二腔体621的内侧壁贴合，以使得所述立柱620可以对所述转动柱510进行限位，所述转动柱510的转动更稳定，避免所述转动柱510在转动过程中出现歪倒的现象；

(2)通过操控所述第二转动驱动件450，使得所述述第二转动驱动件450驱动所述主动轴410转动，并通过所述第一传动机构460带动另一个所述转轴220转动，通过所述第二传动机构470带动所述从动轴420转动，从而带动所述主动齿轮430转动，进而通过所述从动齿轮440带动一个所述转轴220转动，使得两个所述转轴220的转动方向相反，实现两个所述夹爪组件200张开状态和夹紧状态相反；

(3)两个所述夹爪组件200交替抓取工件，当一个所述夹爪组件200正在初始位置抓取工件时，另一个所述夹爪组件200将工件放置在目标位置，当工件从初始位置移动至目标位置后，另一个所述夹爪组件200从目标位置返回初始位置，并进行下一轮的抓取，节约了大量的时间，提高了机械手的工作效率。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种立柱式机械手，其特征在于，包括：

支架；

两个夹爪组件，两个所述夹爪组件相对且水平设置于所述支架的两端；

第一转动驱动件，所述第一转动驱动件的输出端与所述支架连接，用于驱动所述支架在水平面上转动，以使两个所述夹爪组件做往复运动，且所述第一转动驱动件到两个所述夹爪组件的距离相等；

驱动机构，所述驱动机构设置于所述支架上，并与两个所述夹爪组件均连接，用于驱动两个所述夹爪组件在张开状态和夹紧状态之间切换，并使两个所述夹爪组件保持张开状态和夹紧状态相反；

升降机构，所述升降机构与所述第一转动驱动件连接，用于驱动所述第一转动驱动件上下移动。

2.根据权利要求1所述的立柱式机械手，其特征在于，所述支架包括底板、若干个支撑杆及顶板，所述底板水平设置，各个所述支撑杆的底部均固定于所述底板上，所述顶板固定于各个所述支撑杆的顶部，所述第一转动驱动件设置于所述底板的下方，所述第一转动驱动件的输出端与所述底板固定连接。

3.根据权利要求2所述的立柱式机械手，其特征在于，所述夹爪组件包括两个夹持件、转轴、活动座及两个连杆，两个所述夹持件相对设置于所述底板的下方，所述夹持件的上端铰接于所述底板上，所述转轴竖直设置，所述转轴的上端转动穿过所述底板，并转动连接于所述顶板上，位于所述底板下方的所述转轴的表面设置有第一螺纹，所述活动座上开设有螺孔，并经由对应的所述螺孔螺接于所述第一螺纹上，两个所述连杆相对设置，两个所述连杆的一端均铰接于所述活动座上，两个所述连杆的另一端分别铰接于相对应的所述夹持件的中部位置处。

4.根据权利要求3所述的立柱式机械手，其特征在于，所述驱动机构包括主动轴、从动轴、主动齿轮、从动齿轮、第二转动驱动件、第一传动机构及第二传动机构，所述主动轴和所述从动轴均竖直设置于所述底板和所述顶板之间，所述主动轴和所述从动轴的底部均转动安装于所述底板上，所述主动轴和所述从动轴的顶部均转动安装于所述顶板上，所述主动齿轮和所述从动齿轮均位于所述底板和所述顶板之间，所述主动齿轮同轴固定于所述从动轴上，所述从动齿轮同轴固定于一个所述转轴上，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述第二转动驱动件固定于所述顶板上，所述第二转动驱动件的输出端与所述主动轴的一端同轴固定连接，用于驱动所述主动轴转动，所述第一传动机构和所述第二传动机构的一端均与所述主动轴固定连接，所述第一传动机构的另一端与另一个所述转轴固定连接，所述第二传动机构的另一端与所述从动轴固定连接。

5.根据权利要求1所述的立柱式机械手，其特征在于，所述升降机构包括转动柱、轴套、连接轴、顶座及第三转动驱动件，所述转动柱竖直设置，所述转动柱具有一柱状结构的第一腔体，所述转动柱的顶部开设有一与所述第一腔体同轴且连通的通孔，所述通孔的直径小于所述第一腔体的直径，所述第一腔体的内表面设置有螺槽，所述轴套滑动设置于所述第一腔体内，所述轴套的外表面设置有第二螺纹，并经由对应的所述第二螺纹与所述螺槽螺纹连接，所述连接轴竖直设置于所述第一腔体内，所述连接轴的底部与所述轴套固定连接，所述连接轴的上端滑动穿过所述通孔并伸出至所述第一腔体的外部，所述顶座固定于所述连接轴的顶部，所述第一转动驱动件固定于所述顶座上，所述第三转动驱动件的输出端与所述转动柱的底部固定连接，用于驱动所述转动柱转动。

6.根据权利要求5所述的立柱式机械手，其特征在于，所述顶座内具有一收容腔，所述第一转动驱动件设置于所述收容腔内。

7.根据权利要求6所述的立柱式机械手，其特征在于，还包括基座，所述转动柱转动连接于所述基座上，所述第三转动驱动件固定于所述基座上。

8.根据权利要求7所述的立柱式机械手，其特征在于，所述基座包括底座及立柱，所述底座具有一空腔，所述立柱固定于所述底座上，所述立柱具有一柱状结构的第二腔体，所述第二腔体的上端为开口设置，所述转动柱转动设置于所述第二腔体内，且所述转动柱的外侧壁与所述第二腔体的内侧壁贴合。

9.根据权利要求8所述的立柱式机械手，其特征在于，所述第二腔体的长度小于或者等于所述转动柱的长度。

10.根据权利要求3所述的立柱式机械手，其特征在于，所述夹爪组件还包括挡块，所述挡块固定于所述转轴的底部。