一種輕載高速搬運機械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輕載高速搬運機械手，屬于機械搬運【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的輕載高速搬運機械手包括機架、拖鏈、水平移動臺、滾珠絲桿、驅(qū)動電機、減速機、氣缸及機械手。驅(qū)動電機通過滾珠絲桿驅(qū)動水平移動臺作X軸方向的運動，調(diào)整滾珠絲桿的長度可實現(xiàn)水平方向可變距離的搬運需求。多個驅(qū)動電機共同作用實現(xiàn)機械手在三維空間內(nèi)的高速運動。本發(fā)明的搬運機械手較易實現(xiàn)末端的高速運動，易于實現(xiàn)沿流水線方向的長距離搬運，運行距離可柔性選擇，整體剛性好、體積利用率高、安裝方便且控制簡單。
【專利說明】一種輕載高速搬運機械手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輕載高速搬運機械手，屬于機械搬運【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，食品、藥品等輕工行業(yè)包裝流水線上大量使用人工，隨著勞動力的逐漸缺乏、人工成本的增加和人工作業(yè)產(chǎn)品一致性差的問題逐漸凸顯，急需能夠代替人手的搬運機械手?，F(xiàn)有的輕載搬運機械手分為并聯(lián)和串聯(lián)兩種構(gòu)型，以6自由度和4自由度為主。現(xiàn)有串聯(lián)機構(gòu)多為電機直接安裝在轉(zhuǎn)軸上，使運動部件重量增加，難以實現(xiàn)高速運動?，F(xiàn)有并聯(lián)機械手存在占地面積大、造價聞、控制復(fù)雜等缺點。
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種新型搬運機械手，可用于流水線上長距離的散亂輕質(zhì)物品的搬運、裝盒和分選操作。該新型搬運機械手較易實現(xiàn)末端的高速運動，易于實現(xiàn)沿流水線方向的長距離搬運，運行距離可柔性選擇，整體剛性好，體積利用率高，安裝方便，控制簡單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型搬運機械手，可用于流水線上輕質(zhì)物品的高速搬運、裝盒和分選操作。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種輕載高速搬運機械手，包括機架、拖鏈、水平移動臺、滾珠絲桿、驅(qū)動電機、減速機、氣缸及機械手。
[0006]所述機械手由關(guān)節(jié)、連桿和三角連接盤組成。
[0007]所述拖鏈一端與機架通過螺釘固定連接，另一端與水平移動臺通過螺釘固定連接。
[0008]所述機械手與水平移動臺通過螺釘固定連接，驅(qū)動電機驅(qū)動水平移動臺作X軸方向的運動，從而帶動機械手作X軸方向的運動。
[0009]所述水平移動臺通過滾珠絲桿由驅(qū)動電機驅(qū)動實現(xiàn)水平X軸方向的運動，調(diào)整滾珠絲桿的長度可調(diào)整水平移動臺和機械手沿X軸方向的運動行程，從而可實現(xiàn)X方向可變距離的搬運需求。
[0010]所述驅(qū)動電機共有3個，其中一個驅(qū)動電機通過滾珠絲桿驅(qū)動機械手沿X軸方向運動，另兩個驅(qū)動電機通過連桿驅(qū)動機械手實現(xiàn)Y、Z軸方向的運動，三個驅(qū)動電機共同作用實現(xiàn)機械手在三維空間內(nèi)的運動。
[0011]所述減速機輸入軸與驅(qū)動電機輸出軸通過銷釘連接，減速機輸出軸與機械手連桿固定連接，從而實現(xiàn)驅(qū)動電機對機械手連桿的減速驅(qū)動。
[0012]所述氣缸共有2個，一端通過鉸鏈與機架鏈接，另一端通過鉸鏈與關(guān)節(jié)鏈接，關(guān)節(jié)運動時氣缸的伸縮軸同時做伸縮運動，向氣缸的軸腔通入壓縮空氣，可實現(xiàn)對關(guān)節(jié)的配重作用，減輕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機承受的負載。
[0013]所述連桿共有2個，2個連桿各有一端通過鉸鏈與三角連接盤連接，2個連桿的另一端分別與機械手末端關(guān)節(jié)鉸接及與移動臺鉸接，2個連桿、機械手關(guān)節(jié)、三角連接盤及移動臺構(gòu)成兩個平行四邊形機構(gòu)，保證末端工具始終保持水平姿態(tài)，降低了機械手控制的復(fù)雜性，并且使得機械手特別適合于平面搬運作業(yè)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的效果是:較易實現(xiàn)末端的高速運動，易于實現(xiàn)沿流水線方向的長距離搬運，運行距離可柔性選擇，整體剛性好，體積利用率高，安裝方便，控制簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為輕載高速搬運機械手的立體結(jié)構(gòu)圖山機架；2，拖鏈；3，滾珠絲桿；4，水平移動平臺；5，驅(qū)動電機；6，驅(qū)動電機；7，驅(qū)動電機；8，減速機；9，減速機；10，關(guān)節(jié)；11，關(guān)節(jié)；12，關(guān)節(jié)；13，關(guān)節(jié)10配重氣缸；14，關(guān)節(jié)11配重氣缸；15，連桿；16，連桿；17，連桿；18，三角連接盤；19，吸盤。
[0016]圖2為輕載高速搬運機械手的左視圖。
[0017]圖3為輕載高速搬運機械手的右視圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖1-3對本發(fā)明作進一步說明。
[0019]本發(fā)明的搬運機械手可通過將機械手的機架實現(xiàn)固定安裝?？筛鶕?jù)需要在流水線的任意工位設(shè)立安裝支架，將機械手機架與設(shè)立的安裝支架固定連接，即可實現(xiàn)機械手的安裝。要求設(shè)計的安裝支架要有一定的強度。
[0020]如圖1-3所示，本發(fā)明的機械手包括機架1、拖鏈2、滾珠絲桿3、水平移動平臺4、驅(qū)動電機5、驅(qū)動電機6、驅(qū)動電機7、減速機8、減速機9、關(guān)節(jié)10、關(guān)節(jié)11、關(guān)節(jié)12、關(guān)節(jié)10配重氣缸13、關(guān)節(jié)11配重氣缸14、連桿15、連桿16、連桿17、三角連接盤18和吸盤19。
[0021]驅(qū)動電機5與機架I固接，通過滾珠絲桿3驅(qū)動機械手沿X軸方向運動，通過方便的更換滾珠絲桿的長度可調(diào)整機械臂沿X軸方向的運動行程，從而可實現(xiàn)X方向可變距離的搬運需求。將滾珠絲桿與生產(chǎn)流水線平行安裝，可方便地實現(xiàn)機械手對流水線上輸送帶的跟隨運動，實現(xiàn)輸送帶上運動中物品的取放作業(yè)。驅(qū)動電機6驅(qū)動關(guān)節(jié)10做俯仰運動，主要實現(xiàn)末端工具沿豎直方向的快速移動。驅(qū)動電機7通過連桿17驅(qū)動關(guān)節(jié)11做俯仰運動，和關(guān)節(jié)10配合實現(xiàn)Y方向的快速運動。驅(qū)動電機6和驅(qū)動電機7按照運動學規(guī)律聯(lián)合運動實現(xiàn)機械手末端工具在Y和Z方向的精確運動。驅(qū)動電機5、驅(qū)動電機6和驅(qū)動電機7復(fù)合運動實現(xiàn)機械手末端工具在三維空間內(nèi)的運動。
[0022]連桿15 —端固定在水平移動平臺4上，與連桿16和三角連接盤18構(gòu)成兩個平行四邊形機構(gòu)，通過兩個平行四邊形機構(gòu)保證末端工具始終保持水平姿態(tài)，降低了機械手控制的復(fù)雜性，并且使得機械手特別適合于平面搬運作業(yè)。
[0023]氣缸13 —端通過鉸鏈與機架I鏈接，另一端通過鉸鏈與關(guān)節(jié)10的末端鏈接，關(guān)節(jié)10做俯仰運動時氣缸13的伸縮軸同時做伸縮運動，向氣缸13的軸腔通入壓縮空氣時可實現(xiàn)對關(guān)節(jié)10的配重作用，減輕關(guān)節(jié)10驅(qū)動電機承受的負載。氣缸14 一端通過鉸鏈與機架I鏈接，另一端通過鉸鏈與連桿17鏈接，電機7通過連桿17驅(qū)動關(guān)節(jié)11時氣缸14的伸縮軸同時做伸縮運動，向汽缸14的軸腔內(nèi)通入壓縮空氣時可實現(xiàn)對關(guān)節(jié)11的配重作用，減輕關(guān)節(jié)11驅(qū)動電機承受的負載。
[0024]雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動與修飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準。
【權(quán)利要求】
1.一種輕載高速搬運機械手，包括機架、拖鏈、水平移動臺、滾珠絲桿、驅(qū)動電機、減速機、氣缸及機械手；所述機械手包括關(guān)節(jié)、連桿和三角連接盤；所述驅(qū)動電機共有3個，其中一個驅(qū)動電機通過滾珠絲桿驅(qū)動機械手沿X軸方向運動，另兩個驅(qū)動電機通過連桿驅(qū)動機械手實現(xiàn)Y、Z軸方向的運動，三個驅(qū)動電機共同作用實現(xiàn)機械手在三維空間內(nèi)的運動。
2.根權(quán)利要求1所述的輕載高速搬運機械手，其特征在于，所述機械手與水平移動臺固定連接，驅(qū)動電機通過滾珠絲桿驅(qū)動水平移動臺作X軸方向的運動，從而帶動機械手作X軸方向的運動。
3.根權(quán)利要求1所述的輕載高速搬運機械手，其特征在于，所述水平移動臺通過滾珠絲桿由驅(qū)動電機驅(qū)動實現(xiàn)水平X軸方向的運動，調(diào)整滾珠絲桿的長度可調(diào)整水平移動臺和機械手沿X軸方向的運動行程，從而可實現(xiàn)X方向可變距離的搬運需求。
4.根權(quán)利要求1所述的輕載高速搬運機械手，其特征在于，所述氣缸共有2個，一端通過鉸鏈與機架鏈接，另一端通過鉸鏈與關(guān)節(jié)鏈接，關(guān)節(jié)運動時氣缸的伸縮軸同時做伸縮運動，向氣缸的軸腔通入壓縮空氣，實現(xiàn)對關(guān)節(jié)的配重作用，減輕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機承受的負載。
5.根權(quán)利要求1所述的輕載高速搬運機械手，其特征在于，所述連桿共有2個，與三角連接盤構(gòu)成兩個平行四邊形機構(gòu)，保證末端工具始終保持水平姿態(tài)，降低機械手控制的復(fù)雜性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕載高速搬運機械手，其特征在于，包括機架(I)、拖鏈(2)、滾珠絲桿(3)、水平移動平臺(4)、驅(qū)動電機(5)、驅(qū)動電機(6)、驅(qū)動電機(7)、減速機(8)、減速機(9)、關(guān)節(jié)(10)、關(guān)節(jié)(11)、關(guān)節(jié)(12)、關(guān)節(jié)配重氣缸(13)、關(guān)節(jié)配重氣缸(14)、連桿(15)、連桿(16)、連桿(17)、三角連接盤(18)和吸盤(19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輕載高速搬運機械手，其特征在于，驅(qū)動電機(5)與機架(I)固接，通過滾珠絲桿(3)驅(qū)動機械手沿X軸方向運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輕載高速搬運機械手，其特征在于，驅(qū)動電機(6)驅(qū)動關(guān)節(jié)(10)做俯仰運動；驅(qū)動電機(7)通過連桿(17)驅(qū)動關(guān)節(jié)(11)做俯仰運動，和關(guān)節(jié)(10)配合實現(xiàn)Y方向的快速運動；驅(qū)動電機(6 )和驅(qū)動電機(7 )聯(lián)合運動實現(xiàn)機械手末端在Y和Z方向的精確運動；驅(qū)動電機(5)、驅(qū)動電機(6)和驅(qū)動電機(7)復(fù)合運動實現(xiàn)機械手末端在三維空間內(nèi)的運動。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輕載高速搬運機械手，其特征在于，連桿(15)—端固定在水平移動平臺(4)上，與連桿(16)和三角連接盤(18)構(gòu)成兩個平行四邊形機構(gòu)，通過兩個平行四邊形機構(gòu)保證末端工具始終保持水平姿態(tài)。
10.權(quán)利要求1所述輕載高速搬運機械手在機械搬運中的應(yīng)用。
【文檔編號】B25J11/00GK103787080SQ201410050668
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】于振中, 顏文旭, 赫英強, 張明文, 鄭為湊 申請人:江南大學