CN111716325A - 一种立体传动上下料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立体传动上下料机械手，包括用于抓取物料的气动夹具，所述夹具活动安装在X轴板上，夹具与X轴板分别设置在两个平行的平面上，X轴板活动安装在Y轴板上，X轴板与Y轴板垂直错位安装，X轴板与Y轴板平面垂直的方向上安装有Z轴板，Z轴板与Y轴板固定安装，Z轴板活动安装在联动板上，联动板用于推动Z轴板、Y轴板和X轴板在Z轴方向移动；本发明采用三种不同的传动方式对机械手的上下料在不同方向上的移动做出符合其传动特点的动作，这种结构简单并且符合专业用具的需要，降低整个机械手的造价成本，简单高效，降低成本的同时提高上下料的效率，提高工作的水平。

Description

一种立体传动上下料机械手

技术领域

本发明涉及上下料设备技术领域，尤其涉及一种立体传动上下料机械手。

背景技术

在小型物料的上下料中，由于物料本身置于规定的物料格中，加工时需要将物料从物料格中取出放置在制定的加工位置进行加工，完成加工后再将该物料拿回到原来的物料格中，这个过程有三个方向，首先是从物料格中拿取和放下实在已有的单位距离恒定的物料盘中抓取，这种抓取是一定的，是有规则的，因此需要确定的行进路线，另外机械手与物料以及物料盘中有一个距离的高度，需要将机械手在垂直的高度上可以自由上下，当然，这种上下的关系可以在夹具中设置，但是夹具中的上下距离是有限的，如果对不同层的物料盘进行上下料，不能将通过夹具来实现，这也是夹具实现和替代不了的，需要对机械手有一个垂直方向上的移动距离。

因此，如何配置上下料的机械手，使其根据自身的上下料的特点采用最经济最合理的方式实现上下料，并且这种上下料适用于小型物料的抓取尤其是微型物料的抓取，利用多种不同传动方式以适应生产是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种立体传动上下料机械手，以解决现有机械手移动位置受限以及高性能的机械手价格高昂的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的提供了一种立体传动上下料机械手，包括用于抓取物料的气动夹具，所述夹具活动安装在X轴板上，夹具与X轴板分别设置在两个平行的平面上，X轴板活动安装在Y轴板上，X轴板与Y轴板垂直错位安装，X轴板与Y轴板平面垂直的方向上安装有Z轴板，Z轴板与Y轴板固定安装，Z轴板活动安装在联动板上，联动板用于推动Z轴板、Y轴板和X轴板在Z轴方向移动；

所述夹具与X轴板、X轴板与Y轴板、联动板与Z轴板之间分别采用螺纹传动、同步带传动和异形曲柄的传动方式。

作为本发明进一步的方案，所述夹具固定安装在夹具板上，夹具板横跨X轴板安装，夹具板下方通过轨道座与X轴板活动安装，两个轨道座之间设置有与X轴板间隙设置的螺旋座，螺旋座中设置有与螺纹杆匹配的螺纹。

作为本发明进一步的方案，所述X轴板一侧设置有两条平行的第一轨道，第一轨道之间设置有与X轴板间隙设置的螺纹杆，螺纹杆一端***安装在螺旋座中，螺纹杆另一端穿过螺纹座安装在第一电机中，螺纹座固定安装在X轴板上，螺纹座设置在两个第一轨道之间。

作为本发明进一步的方案，所述X轴板另一侧设置有两个平行的用于与Y轴板连接的第二轨道座，第二轨道座间隔设置。

作为本发明进一步的方案，所述Y轴板一侧设置有两条平行的第二轨道，第二轨道与第二轨道座配合安装，两条第二轨道之间设置有两个同步轮和安装在同步轮上的同步带，其中一个直线同步带与齿夹固定安装，齿夹是安装在X轴板上并且与第二轨道在同一侧的固定结构。

作为本发明进一步的方案，所述Z轴板将Y轴板与联动板连接，Z轴板在与Y轴板垂直的方向设置设置有两个第三轨道，第三轨道与第三轨道座配合安装，第三轨道的两端均设置有接触开关，接触开关用于限制联动板的极限位置。

作为本发明进一步的方案，所述联动板上设置有用于移动Z轴板的气缸，气缸倾斜安装，气缸的顶端通过驱动轴与异形曲柄活动安装，驱动轴与联动板间隙设置。

作为本发明进一步的方案，所述驱动轴与第二转轴和第三转轴连线呈三角形，并且第二转轴安装在联动板上，第三转轴与连接块活动安装，并且第三转轴与联动板或者Z轴板均间隙安装。

作为本发明进一步的方案，所述连接块另一端安装在第一转轴上，第一转轴固定安装在Z轴板上，力从驱动轴传递至第一转轴。

本发明提供了一种立体传动上下料机械手，有益效果在于：本发明在需要精确移动的X轴方向采用螺纹传动的方式，使X轴上的位置的每一个点均可以到达，在不需要精确移动的Y轴上采用同步带的齿传动的方式，使Y轴上的位置以齿距为单位距离移动，使机械手可以根据生产情况快速的到达指定的Y轴位置，对一定距离不大的Z轴采用曲柄结构的传动方式，一方面降低了机械手的成本，另一方面可以稳定的对两个极限位置进行直线的移动，这种方式适合在双层的物料盘中使用，Z轴的两个位置极限即分别是上下物料的两层物料格的位置，简单高效而且非常的实用，本发明利用小微型物料的特点，采用三种不同的传动方式对机械手的上下料在不同方向上的移动做出符合其传动特点的动作，这种结构简单并且符合专业用具的需要，降低整个机械手的造价成本，并不是所有的机械手都要求复杂和多自由度的结构，简单高效，降低成本的同时提高上下料的效率，提高工作的水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的机械手正面结构示意图。

图2为本发明实施例提供的机械手左侧结构示意图。

图3为本发明实施例提供的机械手联动板方向结构示意图。

图4为本发明实施例提供的X轴板和Y轴板三维结构示意图。

图中：1、夹具；11、夹具板；12、螺旋座；2、X轴板；21、第一轨道；22、螺纹杆；23、螺纹座；24、第一电机；25、第二轨道座；3、Y轴板；31、第二轨道；32、同步轮；33、同步带；4、Z轴板；41、第三轨道；42、接触开关；5、联动板；51、气缸；52、驱动轴；53、第三轨道座；6、异形曲柄；61、连接块；62、第一转轴；63、第二转轴；64、第三转轴。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参见图1-图4所示，本发明实施例提供的一种立体传动上下料机械手，包括用于抓取物料的气动夹具1，夹具1活动安装在X轴板2上，夹具1与X轴板2分别设置在两个平行的平面上，夹具1可沿着X轴板2的方向直线移动，从而使夹具1在工作时在X轴方向具有一定的位移，从而将物料在X轴方向移动的一个距离，X轴板2活动安装在Y轴板3上，X轴板2与Y轴板3垂直错位安装，即X轴板2可沿着Y轴板3的方向移动一个距离，从而使夹具1可以在一个平面内将该以XY轴形成的平面点选取，X轴板2与Y轴板3平面垂直的方向上安装有Z轴板4，Z轴板4与Y轴板3固定安装，Z轴板4活动安装在联动板5上，联动板5推动Z轴板4、Y轴板3和X轴板2在Z轴方向移动，Y轴板3可沿着联动板5的方向直线移动，使该机械手在Z轴上具有一定的活动距离，从而不需要将物料车设置成活动的，可以通过机械手在空间的移动能力将不同层和不同位置的物料抓取，从而完成上下料的动作，方便快捷。

优选的，夹具1与X轴板2、X轴板2与Y轴板3、联动板5与Z轴板4之间均采用不同的传动方式，三种传动方式可以解决相互之间存在的空间上的盲点，从而使上下料的抓取选点更加的准确，夹具1与X轴板2采用螺纹杆22传动的方式，X轴板2与Y轴板3采用同步带33的传动方式，联动板5与Z轴板4采用异形曲柄6的传动方式。

优选的，夹具1固定安装在夹具板11上，夹具板11横跨X轴板2安装，夹具板11下方通过轨道座与X轴板2活动安装，两个轨道座之间设置有与X轴板2间隙设置的螺旋座12，螺旋座12中设置有与螺纹杆22匹配的螺纹，从而在螺纹的作用下通过螺旋力的作用将夹具1沿着第一轨道21的方向直线移动，因为在X轴上的移动只是将夹具1从一个低点到高点或者从一高点到低点的移动过程，不需要过高的精度，只需要完成抓取和放下的动作，因此可以采用螺纹杆22这种传动精度相对较低，但是传动效果明显，不易损坏的方式，使整个机械手更加的简化。

优选的，X轴板2一侧设置有两条平行的第一轨道21，第一轨道21之间设置有与X轴板2间隙设置的螺纹杆22，螺纹杆22一端***安装在螺旋座12中，螺纹杆22另一端穿过螺纹座23安装在第一电机24中，螺纹座23固定安装在X轴板2上，螺纹座23设置在两个第一轨道21之间，螺纹座23起到支撑的作用，使第一电机24在旋转螺纹杆22时不会产生跳动，从而保证螺纹杆22作用的稳定性，X轴板2另一侧设置有两个平行的用于与Y轴板3连接的第二轨道座25，第二轨道座25间隔设置。

优选的，Y轴板3一侧设置有两条平行的第二轨道31，第二轨道31与第二轨道座25配合安装，两条第二轨道31之间设置有两个同步轮32和安装在同步轮32上的同步带33，其中一个同步轮32安装在电机上，电机安装在Y轴板3的另一侧，两个同步轮32将同步带33拉紧成两个相互平行的直线结构，其中一个直线同步带33与齿夹固定安装，齿夹是安装在X轴板2上并且与第二轨道31在同一侧的固定结构，齿夹可打开将同步带33夹紧后与同步带同步移动，从而使X轴板2可以沿着Y轴板3的方向直线移动，这种结构，是定位固定位置的夹具1的上下料位置，以同步带33的齿为单位移动固定距离，从而使上下料的方式更加的简单。

优选的，Z轴板4将Y轴板3与联动板5连接，Z轴板4在与Y轴板3垂直的方向设置设置有两个第三轨道41，第三轨道41与第三轨道座53配合安装，使Z轴板4可以与联动板5产生相对的移动，第三轨道41的两端均设置有接触开关42，接触开关42用于限制联动板5的极限位置，从而保证机械手不会掉落造成损坏。

优选的，联动板5上设置有用于移动Z轴板4的气缸51，气缸51倾斜安装，气缸51的顶端通过驱动轴52与异形曲柄6活动安装，驱动轴52与联动板5间隙设置，驱动轴52与第二转轴63和第三转轴64连线呈三角形，并且第二转轴63安装在联动板5上，第三转轴64与连接块61活动安装，并且第三转轴64与联动板5或者Z轴板4均间隙安装。

优选的，连接块61另一端安装在第一转轴62上，第一转轴62固定安装在Z轴板4上，力从驱动轴52传递至第一转轴62，从而使异形曲柄6可以推动Z轴板4在第三轨道41上直线移动，异形曲柄6以第三转轴64为旋转中心转动，从而使第二转轴63具有一定的活动空间，最终实现力的传递，这种传动方式是因为本身机械手在Z轴方向上移动的距离较短，不需要结构复杂的传动方式，这种传动方式动力简单，传动效率高，可以很好的解决直线传动的问题。

本发明的工作原理：上下料机械手最常见的上下料的方式是在竖直方向上直线移动用以抓取物料，然后再通过水平方向上的两个相互垂直的移动方式将物料放置在相应的位置，在机械手的领域中通常采用四轴以上的机械手才能完成该空间移动的作用，在一些简单的技术领域，并不需要复杂的机械手，本发明可以通过夹具1在X轴板2和Y轴板3上的移动作用，在相应的平面中进行移动，在通过联动板5与Z轴板4的传动作用使整体可以在Z轴方向上做短距离的移动，从而实现简单的上下料的作用，并且采用不同的传动结构适应不同精度需求的方式对上下料进行操作，简单快捷有效。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种立体传动上下料机械手，其特征在于，包括用于抓取物料的气动夹具(1)，所述夹具(1)活动安装在X轴板(2)上，夹具(1)与X轴板(2)分别设置在两个平行的平面上，X轴板(2)活动安装在Y轴板(3)上，X轴板(2)与Y轴板(3)垂直错位安装，X轴板(2)与Y轴板(3)平面垂直的方向上安装有Z轴板(4)，Z轴板(4)与Y轴板(3)固定安装，Z轴板(4)活动安装在联动板(5)上，联动板(5)用于推动Z轴板(4)、Y轴板(3)和X轴板(2)在Z轴方向移动；

所述夹具(1)与X轴板(2)、X轴板(2)与Y轴板(3)、联动板(5)与Z轴板(4)之间分别采用螺纹传动、同步带传动和异形曲柄(6)的传动方式。

2.根据权利要求1所述的立体传动上下料机械手，其特征在于，所述夹具(1)固定安装在夹具板(11)上，夹具板(11)横跨X轴板(2)安装，夹具板(11)下方通过轨道座与X轴板(2)活动安装，两个轨道座之间设置有与X轴板(2)间隙设置的螺旋座(12)，螺旋座(12)中设置有与螺纹杆(22)匹配的螺纹。

3.根据权利要求2所述的立体传动上下料机械手，其特征在于，所述X轴板(2)一侧设置有两条平行的第一轨道(21)，第一轨道(21)之间设置有与X轴板(2)间隙设置的螺纹杆(22)，螺纹杆(22)一端***安装在螺旋座(12)中，螺纹杆(22)另一端穿过螺纹座(23)安装在第一电机(24)中，螺纹座(23)固定安装在X轴板(2)上，螺纹座(23)设置在两个第一轨道(21)之间。

4.根据权利要求3所述的立体传动上下料机械手，其特征在于，所述X轴板(2)另一侧设置有两个平行的用于与Y轴板(3)连接的第二轨道座(25)，第二轨道座(25)间隔设置。

5.根据权利要求4所述的立体传动上下料机械手，其特征在于，所述Y轴板(3)一侧设置有两条平行的第二轨道(31)，第二轨道(31)与第二轨道座(25)配合安装，两条第二轨道(31)之间设置有两个同步轮(32)和安装在同步轮(32)上的同步带(33)，其中一个直线同步带(33)与齿夹固定安装，齿夹是安装在X轴板(2)上并且与第二轨道(31)在同一侧的固定结构。

6.根据权利要求5所述的立体传动上下料机械手，其特征在于，所述Z轴板(4)将Y轴板(3)与联动板(5)连接，Z轴板(4)在与Y轴板(3)垂直的方向设置设置有两个第三轨道(41)，第三轨道(41)与第三轨道座(53)配合安装，第三轨道(41)的两端均设置有接触开关(42)，接触开关(42)用于限制联动板(5)的极限位置。

7.根据权利要求6所述的立体传动上下料机械手，其特征在于，所述联动板(5)上设置有用于移动Z轴板(4)的气缸(51)，气缸(51)倾斜安装，气缸(51)的顶端通过驱动轴(52)与异形曲柄(6)活动安装，驱动轴(52)与联动板(5)间隙设置。

8.根据权利要求7所述的立体传动上下料机械手，其特征在于，所述驱动轴(52)与第二转轴(63)和第三转轴(64)连线呈三角形，并且第二转轴(63)安装在联动板(5)上，第三转轴(64)与连接块(61)活动安装，并且第三转轴(64)与联动板(5)或者Z轴板(4)均间隙安装。

9.根据权利要求8所述的立体传动上下料机械手，其特征在于，所述连接块(61)另一端安装在第一转轴(62)上，第一转轴(62)固定安装在Z轴板(4)上。

Images