專利名稱：自動搬運裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種代替人力搬運物體的裝置，具體地說是一種自動搬運裝置。
背景技術：
隨著社會工業(yè)化的發(fā)展，各行各業(yè)都產(chǎn)生了大量的搬運物體工作，目前搬運工作大部分由人工完成，少數(shù)廠家采用機器人搬運。人工搬運勞動強度大，在搬運過程中經(jīng)常出現(xiàn)人身傷害事故，工作效率低，大量的人力搬運工作就需要足夠的搬運空間；而機器人采購成本較高，對場地空間的要求也相對較高。因此就需要一種搬運裝置大體人工及機器人搬運，一方面降低勞動強度，提高勞動效率，避免傷害事故的發(fā)生，另一方面也降低了生產(chǎn)成本，節(jié)省了操作空間。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題，是提供一種能夠代替人力搬運物體的裝置，在一定空間內(nèi)，完成流暢、準確、快速地抓取、放置物體的搬運過程，實現(xiàn)物體搬運的自動化，節(jié)省了人力資源，降低了勞動強度和勞動成本，避免了工傷事故的發(fā)生。為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是一種自動搬運裝置，它的整體外形為倒J形，包括固定設置的安裝平臺及分別具有自動控制功能的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、Y向伸縮機構(gòu)、Z向伸縮機構(gòu)、抓手機構(gòu)；所述平臺高于地面設置，其所在高度與被搬運物體于豎向產(chǎn)生的位移相當或高于該豎向位移；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)固定于安裝平臺上并向上延伸，為水平向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；Y向伸縮機構(gòu)與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)固聯(lián)，且呈水平方向設置，帶有水平設置的Y向伸縮懸臂；Z向伸縮機構(gòu)與Y向伸縮懸臂垂直相聯(lián)且向下延伸，能夠Z向伸縮；抓手機構(gòu)固聯(lián)于Z向伸縮機構(gòu)的下部，由其驅(qū)動裝置控制抓取與松放。以上是本實用新型的基本結(jié)構(gòu)和原理，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)具有可旋轉(zhuǎn)功能；Y向伸縮機構(gòu)可與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)一起作360度轉(zhuǎn)動，Y向伸縮機構(gòu)帶動Z向伸縮機構(gòu)作水平方向移動；Ζ向伸縮機構(gòu)在Y向伸縮機構(gòu)的帶動下作水平移動，并帶動抓手機構(gòu)作上下運動。當該裝置搬運物體時，通過旋轉(zhuǎn)、下降、提升、水平移動、抓取等動作完成物體的空間位置變動，節(jié)省了人力，降低了成本，提高了生產(chǎn)效率。作為本實用新型的一種限定，所述安裝平臺的固定方式為于固定體上水平固定，或底部固聯(lián)于在固定基座上。(安裝平臺既可以固定于墻體上也可以安裝在基座上，只要高度空間能夠滿足所抓取構(gòu)件的位移既可)作為上述固定方式的進一步限定，所述固定基座包括上下固聯(lián)于一體的豎置支撐柱和底座。(采用基座安裝，可方便移動本裝置，使用更靈活。支撐柱加基座的總高度與所搬運物的上下行程相當或更高。)[0014]作為本實用新型的另一種限定，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)氣缸和旋轉(zhuǎn)支撐桿，旋轉(zhuǎn)支撐桿下端與旋轉(zhuǎn)氣缸上部固聯(lián)，旋轉(zhuǎn)氣缸為旋轉(zhuǎn)支撐桿的水平向360°轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)。(旋轉(zhuǎn)氣缸帶動旋轉(zhuǎn)支撐桿在360度范圍轉(zhuǎn)動)作為本實用新型的第三種限定，所述Y向伸縮機構(gòu)包括Y向伸縮氣缸、Y向伸縮滑塊、Y向伸縮滑塊懸臂支架；γ向伸縮滑 塊懸臂支架的上下面間帶有固定于兩端間且沿Y向的Y向伸縮滑軌，Y向伸縮滑軌為Y向伸縮滑塊的導向與支撐機構(gòu)；Y向伸縮氣缸的缸體固聯(lián)于旋轉(zhuǎn)支撐桿上部，Y向伸縮懸臂支架鉸接于Y向伸縮氣缸的缸體上；Y向伸縮氣缸的活塞桿水平向設置，且與Y向伸縮滑塊固聯(lián)。作為本實用新型的第四種限定①所述Z向伸縮機構(gòu)包括Z向伸縮氣缸、Z向伸縮導向柱、抓手連接板；Z向伸縮氣缸的缸體與Y向伸縮滑塊下部固聯(lián)；抓手連接板與伸縮汽缸的活塞桿固聯(lián)；Z向伸縮導向柱有一對,分別設置于Z向伸縮機構(gòu)氣缸活塞桿的兩側(cè),導向柱固定于抓手連接板兩端、即抓手連接板、導向柱、和汽缸的活塞桿三者之間是固定的；導向柱與導向板兩端開孔同心，并從中穿過，保證抓手機構(gòu)垂直移動；②所述抓手機構(gòu)包括抓手支架、抓手氣缸、抓手定位銷、壓臂；抓手支架固聯(lián)于抓手連接板的底面，抓手氣缸的伸縮控制壓臂的啟閉抓取放置物體；抓手定位銷設于抓手支架上，有至少兩支且向下延伸；被搬運物體上設有與抓手定位銷間的相對位置關系相應的限位孔。所述抓手氣缸有兩只，分別設置于抓手支架的兩側(cè)；壓臂與抓手氣缸的活塞桿間銷軸鉸接，它們之間設有能相對轉(zhuǎn)動的連接板，抓手定位銷的數(shù)量為2個，其形狀、結(jié)構(gòu)與限位孔的結(jié)構(gòu)、位置相吻合。本實用新型還有一種限定，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、Y向伸縮機構(gòu)、Z向伸縮機構(gòu)、抓手機構(gòu)的自動控制功能為PLC控制。由于采用了上述的技術方案，本實用新型與現(xiàn)有技術相比，所取得的技術進步在于(I)實現(xiàn)了自動搬運代替人工搬運，降低了勞動強度、提高是生產(chǎn)效率，保證了勞動安全。(2)整體裝置采用氣缸驅(qū)動，保證了自動搬運的自動化控制以及搬運過程中準確快速平穩(wěn)可靠。 (3)通過PLC控制，實現(xiàn)了自動搬運。(4)降低了設備采購成本，節(jié)省了操作空間和操作場地。綜上可見，本實用新型是一種成本低、自動化程度高，占用空間小，能完全代替人工搬運的新型搬運裝置。本實用新型適用于對生產(chǎn)線上大批量零部件的搬運，實現(xiàn)自動操控。本實用新型下面將結(jié)合說明書附圖與具體實施例作進一步詳細說明。
圖I是本實用新型的三維立體圖；圖2是旋轉(zhuǎn)機構(gòu)I、安裝平臺5、基座6的位置關系、聯(lián)接關系不意圖；圖4是Y向伸縮機構(gòu)2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是Z向伸縮機構(gòu)3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是抓手機構(gòu)4、及壓臂23的示意圖。圖中1 一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，2—Y向伸縮機構(gòu)，3—Z向伸縮機構(gòu),4一抓手機構(gòu)，5—安裝平臺，6—基座，7—底座，8—支撐柱，9一Y向伸縮滑塊懸臂支架，10 — Y向伸縮滑塊，11一 Y向伸縮氣缸，12—Y向伸縮滑軌，13—Y向鉸接部位，15—擋塊，16—Y向伸縮滑塊托板，17—Y向伸縮滑板，18—Z向伸縮導向柱，19一抓手連接板，20—抓手支架，21—抓手氣缸，22—抓 手定位銷，23—壓臂，24—旋轉(zhuǎn)氣缸，25—旋轉(zhuǎn)支撐桿，26—Z向伸縮氣缸，27—連接板，28—導向板。
具體實施方式
實施例一種自動搬運裝置，如圖I一圖5所示，用來代替人工搬運物體，它主要包括安裝平臺5、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)I、Y向伸縮機構(gòu)2、Z向伸縮機構(gòu)3、抓手機構(gòu)4，這幾部分通過固定、銷軸連接、機械配合等連接方式組裝。由各個機構(gòu)通過氣缸驅(qū)動，PLC系統(tǒng)控制，實現(xiàn)了物體搬運的自動化。該自動搬運裝置既可以安裝在固定的墻體上，也可以固定于基座6上，抓手機構(gòu)4最低位置與安裝平臺5之間的高度差能滿足所抓取構(gòu)件的垂直位移空間即可，基座6可以在地面上移動。其中除安裝平臺5外，其他各個部分的驅(qū)動裝置均為氣缸，在搬運過程中動作平穩(wěn)，易于實現(xiàn)自動化控制。如圖2所示，其中旋轉(zhuǎn)機構(gòu)I的驅(qū)動氣缸為旋轉(zhuǎn)氣缸24，可使裝置帶動搬運物體轉(zhuǎn)動360°，旋轉(zhuǎn)氣缸24安裝在安裝平臺5上，旋轉(zhuǎn)支撐桿25與旋轉(zhuǎn)氣缸24的缸體通過螺紋連接固定在一起。如果采用基座6固定的安裝方式，基座由底座7和支撐柱8組成，安裝平臺5與支撐柱8焊接固定。Y向伸縮機構(gòu)2如圖4所示，包括Y向伸縮滑塊懸臂支架9，Y向伸縮滑塊10、Y向伸縮氣缸11，Y向伸縮氣缸11的缸體一端通過螺栓固定安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)I中的旋轉(zhuǎn)支撐桿25上，Y向伸縮氣缸11的活塞桿帶動Y向伸縮滑塊10在水平方向上移動，Y向伸縮滑塊懸臂支架9與Y向伸縮氣缸11通過Y向鉸接部位13相連，這樣整個Y向伸縮機構(gòu)可以在水平方向翻轉(zhuǎn)180度，利于安裝和維修以及，Y向伸縮機構(gòu)2的一端下部設有擋塊15，用來限制Y向伸縮滑塊10的位置。Y向伸縮滑塊懸臂支架9的上下面間帶有固定于兩端間且沿Y向的Y向伸縮滑軌12，Y向伸縮滑軌12為Y向伸縮滑塊10的導向與支撐機構(gòu)，其中間沿長度方向有弧形凹槽，與滑塊的弧形凸臺相匹配，保證其連接緊固而且滑動順暢。Y向伸縮滑塊托板16與下面的Y向伸縮氣缸11連接，Y向伸縮滑板17在Y向伸縮滑軌12上滑動。[0048]Y向伸縮滑塊10主要由Y向伸縮滑塊托板16和Y向伸縮滑板17組成。設計為兩塊板組成，主要是考慮到安裝和調(diào)整方便，此安裝方式借鑒了機器人工具自動切換裝置和機器人末端軸的連接方式。兩塊板之間是固定的，沒有相對運動。如圖3所示的Z向伸縮機構(gòu)是用來完成垂直方向移動的部件，包括Z向伸縮氣缸26、Z向伸縮導向柱18、抓手連接板19，Z向伸縮汽缸26的活塞桿下端與抓手連接板固聯(lián)，具體說來是Z向伸縮氣缸26的活塞桿驅(qū)動抓手機構(gòu)4完成垂直方向上的移動，Z向伸縮導向柱數(shù)量為2個，分別設置于Z向抓手機構(gòu)4的兩側(cè)，Z向伸縮導向柱18也固定于抓手連接板19兩端、與導向板28兩端開孔同心，并從中穿過，保證抓手機構(gòu)4垂直移動；以保證物體能垂直移動不發(fā)生傾斜，避免氣缸體與活塞桿的偏移磨損。如圖5，6所示，抓手機構(gòu)4是用來完成物體的抓取、放置動作的，抓手機構(gòu)包括抓手支架20、抓手氣缸21、抓手定位銷22、壓臂23，抓手支架20與Z向抓手機構(gòu)中4的抓手連接板19通過固定連接在一起，抓手定位銷22固聯(lián)與抓手支架20上，抓手氣缸21為兩個，分別設置于抓手支架20的兩側(cè)，壓臂23與氣缸活塞桿之間采用活動的銷軸連接，它們之間設有能與之相對轉(zhuǎn)動的連接板27，類似于人體的肘關節(jié)部位，當抓手氣缸21的活塞桿伸出時，通過銷軸連接 部位及連接板27的作用，壓臂23閉合，反之則打開，抓手定位銷的數(shù)量為2個，用來定位抓取物體的結(jié)構(gòu)，其位置和結(jié)構(gòu)可以根據(jù)算抓取物體的實際情況確定，位置可以調(diào)整和改變，壓臂23的形狀結(jié)構(gòu)及其抓手定位銷22結(jié)構(gòu)及位置根據(jù)所抓取物的具體情況確定。抓手氣缸21、Y向伸縮氣缸11選用為小缸徑、小行程氣缸，盡量減小抓手部分重量。為保證Y向伸縮滑塊10平順滑動，可以通過減輕抓手部分重量和增加潤滑脂的方式來實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種自動搬運裝置，其特征在于它的整體外形為倒J形，包括固定設置的安裝平臺(5 )及分別具有自動控制功能的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(I)、Y向伸縮機構(gòu)(2 )、Z向伸縮機構(gòu)(3 )、抓手機構(gòu)⑷； 所述平臺(5)高于地面設置，其所在高度與被搬運物體于豎向產(chǎn)生的位移相當或高于該豎向位移； 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(I)固定于安裝平臺(5)上并向上延伸，為水平向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)； Y向伸縮機構(gòu)(2)與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(I)固聯(lián)，且呈水平方向設置，帶有水平設置的Y向伸縮懸臂； Z向伸縮機構(gòu)(3)與Y向伸縮懸臂垂直相聯(lián)且向下延伸，能夠Z向伸縮； 抓手機構(gòu)(4)固聯(lián)于Z向伸縮機構(gòu)(3)的下部，由其驅(qū)動裝置控制抓取與松放。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動搬運裝置，其特征在于所述安裝平臺(5)的固定方式為于固定體上水平固定，或底部固聯(lián)于在固定基座(6)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動搬運裝置，其特征在于所述固定基座(6)包括上下固聯(lián)于一體的豎置支撐柱(8)和底座(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I一3中任一項所述的自動搬運裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(I)包括旋轉(zhuǎn)氣缸(24)和旋轉(zhuǎn)支撐桿(25)，旋轉(zhuǎn)支撐桿(25)下端與旋轉(zhuǎn)氣缸(24)上部固聯(lián)，旋轉(zhuǎn)氣缸(24)為旋轉(zhuǎn)支撐桿(25)的水平向360°轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I一3中任一項所述的自動搬運裝置，其特征在于 所述Y向伸縮機構(gòu)(2)包括Y向伸縮氣缸(11)、Y向伸縮滑塊(10) Y向伸縮滑塊懸臂支架(9)； Y向伸縮滑塊懸臂支架(9)的上下面間帶有固定于兩端間且沿Y向的Y向伸縮滑軌(12)，Y向伸縮滑軌(12)為Y向伸縮滑塊(10)的導向與支撐機構(gòu)； Y向伸縮氣缸(11)的缸體固聯(lián)于旋轉(zhuǎn)支撐桿(25)上部，Y向伸縮懸臂支架(9)鉸接于Y向伸縮氣缸(11)的缸體上； Y向伸縮氣缸(11)的活塞桿水平向設置，且與Y向伸縮滑塊(10)固聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I一3中任一項所述的自動搬運裝置，其特征在于 ①所述Z向伸縮機構(gòu)(3)包括Z向伸縮氣缸(26)、Z向伸縮導向柱(18)、抓手連接板(19)； Z向伸縮氣缸(26)的缸體與Y向伸縮滑塊(10)下部固聯(lián)； Z向伸縮導向柱(18)有一對,分別設置于Z向伸縮機構(gòu)氣缸(26)活塞桿的兩側(cè)，固定于抓手連接板(19)兩端，與從導向板(28)兩端的開孔同心并從中穿過； ②所述抓手機構(gòu)(4)包括抓手支架(20)、抓手氣缸(21)、抓手定位銷(22)、壓臂(23); 抓手支架(20)固聯(lián)于抓手連接板(19)的底面，抓手氣缸(21)的伸縮控制壓臂(23)的啟閉抓取放置物體； 抓手定位銷(22 )設于抓手支架(20 )上，有至少兩支且向下延伸；被搬運物體上設有與抓手定位銷(22)間的相對位置關系相應的限位孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動搬運裝置，其特征在于 所述抓手氣缸(21)有兩只，分別設置于抓手支架(20)的兩側(cè)； 壓臂(23 )與抓手氣缸(21)的活塞桿間經(jīng)銷軸鉸接，它們之間設有能相對轉(zhuǎn)動的連接板(27)，抓手定位銷(22)的數(shù)量為2個，其形狀、結(jié)構(gòu)與限位孔的結(jié)構(gòu)、位置相吻合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動搬運裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(I)、Y向伸縮機構(gòu)(2)、Z向伸縮機構(gòu)(3)、抓手機構(gòu)(4)的自動控制功能為PLC控制。
專利摘要本實用新型公開了一種自動搬運裝置，整體外形為倒J形，包括固定設置的安裝平臺及固聯(lián)于安裝平臺上的動作部分，動作部分包括分別具有自動控制功能且依次相聯(lián)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、Y向伸縮機構(gòu)、Z向伸縮機構(gòu)、抓手機構(gòu)，其中旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與安裝平臺固聯(lián)。本實用新型使用時的全部搬運過程，由PLC系統(tǒng)控制氣缸的傳動、旋轉(zhuǎn)與限位，氣缸帶動裝置中的零部件準確快速的完成物體的搬移、提升和放置，在生產(chǎn)實踐中節(jié)省了人力，降低了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。本實用新型適用于對生產(chǎn)線上大批量零部件的搬運，實現(xiàn)自動操控。
文檔編號B25J9/08GK202507275SQ201120483578
公開日2012年10月31日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者侯月華, 劉克, 張樹山, 李保安, 楊俠, 武萬斌, 鄭麗娜, 韓福生 申請人:長城汽車股份有限公司