CN102922514B - 一种用于工业分析仪的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业分析仪的机械手，涉及坩埚夹持机械手领域与分析可燃物质成分的测量仪器领域。它包括步进电机、固定架、套筒架、内部开有左手螺纹通孔的左手滑块、导轨、内部开有右手螺纹通孔的右手滑块、双向螺杆、传动轴和机械爪；步进电机通过电机支柱装设于固定架的底部；套筒架上端固定于导轨上，下端固定于固定架上，内部装设有可以自由转动的传动轴；传动轴上端装设有主动锥齿轮，与装设在双向螺杆中部的从动锥齿轮相啮合；双向螺杆左端装设有左手滑块，中部装设有从动锥齿轮，右端装设有右手滑块。本发明提出了一种电动夹紧坩埚的机械手，有效解决了坩埚稳定性问题，特别适用于煤的工业分析仪。

Description

一种用于工业分析仪的机械手

技术领域

本发明主要涉及坩埚夹持机械手领域与分析可燃物质成分的测量仪器领域，特指一种用于工业分析仪的机械手。

背景技术

工业分析是对可燃物质进行的水分、灰分、挥发份及固定碳的分析测试，这四个指标通用用工业分析仪。而可燃物质通常放在坩埚中进行试验，因此设计性能良好的坩埚机械手对于工业分析仪而言非常重要。

传统技术中，用于可燃物质成分的分析仪器自动化程度低，需要大量人工处理的环节，通常是操作员手持机械手夹持坩埚。现有技术中，很多自动化工业分析仪都采用了自动取放坩埚的机械手，代替了传统仪器纯手工操作坩埚的方式。现有技术采用的是顶杆式机械手，即通过顶杆顶起位于坩埚托上坩埚实现坩埚在工业分析仪的内部移动。上述方式虽然能实现自动送取坩埚，但也存在缺陷：满足国标要求的坩埚重心偏高，对运动的平稳性要求很高；在运动过程中轻微的抖动极易造成坩埚晃动或倾倒，导致工业分析仪不能正常工作。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、夹持性能良好、能够解决坩埚在运动过程中稳定性问题、可应用于工业分析仪的机械手。

为解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种用于工业分析仪的机械手包括步进电机、固定架、套筒架、内部开有左手螺纹通孔的左手滑块、导轨、主动锥齿轮、从动锥齿轮、内部开有右手螺纹通孔的右手滑块、双向螺杆、传动轴、电机支柱和机械爪；所述步进电机通过电机支柱固定于固定架的下端；所述套筒架上端固定于导轨上，套筒架的下部固定于固定架上；所述套筒架的内部装设有传动轴，传动轴上端装设有主动锥齿轮；所述双向螺杆左端装设有左手滑块，中部装设有从动锥齿轮与传动轴的主动锥齿轮相啮合，右端装设有右手滑块；所述左手滑块和右手滑块各装设有一个机械爪，左手滑块和右手滑块与两个机械爪一起可沿着导轨滑动。

所述双向螺杆左侧为左手螺纹，右侧为右手螺纹，确保双向螺杆转动时，使固定于左手滑块上的机械爪和固定于右手滑块上的机械爪同时沿着导轨反方向运动。

所述两个机械爪为底座和爪手组成的“L”型，两个底座分别于与手滑块和右手滑块连接，两个爪手上个设有一条相对的圆弧槽，确保机械爪抓起圆形坩埚时有四点接触。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：采用双向螺杆通过左手滑块和右手滑块来带动两个机械爪反向运动，使得机械手夹持坩埚非常简单，易于步进电机控制；采用带有圆弧槽的机械爪可以非常有效地夹持住坩埚，确保了坩埚在运动过程中的稳定性。由此可知，本发明的机械手在工作时可将坩埚夹紧，使其在运动过程中不会因坩埚重心偏高而产生晃动，避免了坩埚稳定性问题；双向螺杆与左、右手滑块的工作原理简单，便于自动化控制。如将本发明的机械手用于工业分析仪中，可降低整个设备的故障率，提高其可靠性和稳定性。

附图说明

图1是现有技术的坩埚机械手的结构示意图。

图2是本发明的用于工业分析仪的机械手结构原理示意图。

图3是本发明中机械爪开合原理示意主视图。

图4是本发明中机械爪结构原理示意左视图。

图例说明

1—步进电机；2—固定架；3—套筒架；4—左手滑块；5—导轨；6—主动锥齿轮；7—从动锥齿轮；8—右手滑块；9—双向螺杆；10—传动轴；11—电机支柱；12—机械爪；13—圆弧槽；14—坩埚；15—坩埚托；16—顶杆。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1，现有技术采用的是顶杆式机械手，即通过顶杆（16）顶起位于坩埚托（15）上坩埚（14）实现坩埚在工业分析仪的内部移动。

参见图2所示，本发明的一种用于工业分析仪的机械手，它包括步进电机1、固定架2、套筒架3、内部开有左手螺纹通孔的左手滑块4、导轨5、主动锥齿轮6、从动锥齿轮7、内部开有右手螺纹通孔的右手滑块8、双向螺杆9、传动轴10、电机支柱11和机械爪12；步进电机1通过电机支柱11固定于固定架2的下端；套筒架3的上端固定于导轨5中间，套筒架3的下端固定于固定架2上；套筒架3内部装设有传动轴10，传动轴10上端装设有主动锥齿轮6。

参见图3和图4所示，本发明的双向螺杆9左端装设有左手滑块4，中部装设有从动锥齿轮7与主动锥齿轮6相啮合，右端装设有右手滑块8；左手滑块4和右手滑块8各装设有一个机械爪12，左手滑块4和右手滑块8与两个机械爪12一起可沿着导轨5滑动；双向螺杆9左端为左手螺纹，右端为右手螺纹，确保双向螺杆9转动时，固定于左手滑块4上的机械爪12和固定于右手滑块8上的机械爪12同时沿相反的方向沿着导轨5运动，即夹持坩埚14时左手滑块4和右手滑块8沿着导轨5同时向内滑动，两个机械爪12夹持住坩埚14；放置坩埚14时左手滑块4和右手滑块8沿着导轨5同时向外滑动，两个机械爪12松开坩埚14；两个机械爪12上各有一条圆弧槽13，确保机械爪12抓起圆形坩埚时有四点接触，从而克服了机械手在运动过程中坩埚12容易晃动的问题。

夹持坩埚的工作原理：首先确保两个机械爪12处于张开状态，整个机械手运动到坩埚14位置时，步进电机1正向转动，带动套筒架3内部的传动轴10正向转动；传动轴10上的主动锥齿轮6带动双向螺杆9上相啮合的从动锥齿轮7正向转动，左手滑块4和右手滑块8在导轨5作用下不能转动，只能沿导轨5同时向内侧滑动；分别固定于左手滑块4和右手滑块8上的机械爪12同时合上，当运动到机械爪12接触到坩埚14外壁时，机械爪12上的圆弧槽13紧紧夹持住坩埚，关闭步进电机1。

放置坩埚的工作原理：夹持住坩埚14的机械手在需要放置坩埚14的位置停下，步进电机1反向转动，带动套筒架3内部的传动轴10反向转动；传动轴10上的主动锥齿轮6通过从动锥齿轮7带动双向螺杆9反向转动，左手滑块4和右手滑块8导轨5限位作用下沿导轨5向外侧滑动；固定于左手滑块4和右手滑块8上的两个机械爪12松开，两个机械爪12松开一定距离后，关闭步进电机1。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆属于本发明的专利范围之中。

Claims (1)

1.一种用于工业分析仪的机械手，其特征在于：包括步进电机（1）、固定架（2）、套筒架（3）、内部开有左手螺纹通孔的左手滑块（4）、导轨（5）、主动锥齿轮（6）、从动锥齿轮（7）、内部开有右手螺纹通孔的右手滑块（8）、双向螺杆（9）、传动轴（10）、电机支柱（11）和机械爪（12）；所述步进电机（1）通过电机支柱（11）固定于固定架（2）的下端；所述套筒架（3）的上端固定于导轨（5）中间，套筒架（3）的下部固定于固定架（2）上；所述套筒架（3）内部装设有传动轴（10），传动轴（10）上端装设有主动锥齿轮（6）；所述双向螺杆（9）左端装设有左手滑块（4），中部装设有从动锥齿轮（7）与主动锥齿轮（6）相啮合，右端装设有右手滑块（8）；所述左手滑块（4）和右手滑块（8）各装设有一个机械爪（12），左手滑块（4）和右手滑块（8）带动两个机械爪（12）一起沿着导轨（5）滑动；所述双向螺杆（9）左侧为左手螺纹，右侧为右手螺纹，双向螺杆（9）转动时，使固定于左手滑块（4）上的机械爪（12）和固定于右手滑块（8）上的机械爪（12）同时沿着导轨（5）反方向运动；所述两个机械爪（12）为底座和爪手组成的“L”型，两个底座分别与左手滑块（4）和右手滑块（8）连接，两个爪手上各设有一条相对的圆弧槽（13）。