CN112589823A - 运动机构、机械手和自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种运动机构、机械手和自动化生产线，运动机构包括：第一支架，第一支架沿竖直方向固定不动；第二支架，第二支架相对于第一支架沿竖直方向可运动地设置，第二支架用于与负载连接；第一驱动部件，第一驱动部件设置在第一支架上，第一驱动部件与第二支架驱动连接；第二驱动部件，第二驱动部件设置在第一支架上，第二驱动部件与第二支架驱动连接，以通过第一驱动部件和第二驱动部件共同带动第二支架沿竖直方向运动。本发明的运动机构解决了现有技术中的三次元机械手的用于带动负载上下运动的Z轴因需要克服负载的重力而对电机的要求较高的问题。

Description

运动机构、机械手和自动化生产线

技术领域

本发明涉及自动化生产领域，具体而言，涉及一种运动机构、机械手和自动化生产线。

背景技术

在现有技术的三次元自动化生产线的三次元机械手的运动中，X轴和Y轴负责水平运动，Z轴负责上下运动，水平运动只需要克服负载的摩擦力就可推动物品，采用滑轨等摩擦系数很低的机构就能实现以较小的扭矩推动重物。

但是，Z轴是上下运动，除了需要克服摩擦力外主要还是要克服负载的重力，当负载质量较大的时候需要的扭矩就会很大，对电机的要求也会较高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种运动机构、机械手和自动化生产线，以解决现有技术中的三次元机械手的用于带动负载上下运动的Z轴因需要克服负载的重力而对电机的要求较高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种运动机构，包括：第一支架，第一支架沿竖直方向固定不动；第二支架，第二支架相对于第一支架沿竖直方向可运动地设置，第二支架用于与负载连接；第一驱动部件，第一驱动部件设置在第一支架上，第一驱动部件与第二支架驱动连接；第二驱动部件，第二驱动部件设置在第一支架上，第二驱动部件与第二支架驱动连接，以通过第一驱动部件和第二驱动部件共同带动第二支架沿竖直方向运动。

进一步地，运动机构还包括：丝杆，丝杆的轴线平行于竖直方向，第一驱动部件与丝杆驱动连接；螺母，螺母套设在丝杆上且与丝杆之间螺纹配合，螺母与第二支架连接，以通过第一驱动部件驱动丝杆转动，以使螺母带动第二支架沿丝杆移动。

进一步地，运动机构还包括：导轨，导轨平行于竖直方向设置在第二支架上；滑块，滑块与导轨滑动连接，滑块设置在第一支架上，以使第二支架和第一支架之间相对滑动。

进一步地，第一驱动部件为驱动电机。

进一步地，第二驱动部件为活塞缸，活塞缸的活塞杆的自由端与第二支架连接。

进一步地，运动机构还包括第四支架，第四支架的一端与第二支架连接，第四支架的另一端与活塞缸的活塞杆的自由端连接。

进一步地，运动机构还包括第三支架，第三支架靠近第一支架的一端与第一支架连接，第二驱动部件设置在第三支架靠近第二支架一端。

根据本发明的第二方面，提供了一种机械手，包括运动机构，运动机构为上述的运动机构。

进一步地，机械手包括：第一移动轴，第一移动轴相对于支撑基面沿第一预设方向可移动地设置；第二移动轴，第二移动轴沿第二预设方向可移动地设置在第一移动轴上；第三移动轴，第三移动轴沿第三预设方向可移动地设置在第二移动轴上；其中，第一预设方向、第二预设方向和第三预设方向中的任意两个方向相互垂直，第二预设方向为竖直方向，运动机构的第一支架为第一移动轴，运动机构的第二支架为第二移动轴。

根据本发明的第三方面，提供了一种自动化生产线，包括机械手，机械手为上述的机械手。

应用本发明的技术方案，本发明的运动机构通过设置第一驱动部件和第二驱动部件，以带动第二支架相对于第一支架沿竖直方向运动，第二支架用于与负载连接，以带动负载运动。采用两个驱动部件和负载驱动连接，当负载很大的时候，第一驱动部件拉动第二支架向上运行时，第二驱动部件同时拉动第二支架，第二驱动部件的拉力与负载的大部分重力相抵消，使第一驱动部件不需要输出很大的扭矩也能轻松的满足驱动第二驱动部件竖直运动的使用要求，降低第一驱动部件所需要的扭矩和惯量，减少第一驱动部件所承受的压力，降低第一驱动部件的成本，解决了现有技术中的三次元机械手的用于带动负载上下运动的Z轴因需要克服负载的重力而对电机的要求较高的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的运动机构的实施例的结构示意图；

图2示出了图1所示的运动机构的主视图；

图3示出了图1所示的运动机构的侧视图；

图4示出了图1所示的运动机构的俯视图；以及

图5示出了具有图1所示的运动机构的机械手的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、第一支架；2、第二支架；3、第三支架；4、第四支架；5、第一驱动部件；6、第二驱动部件；7、丝杆；8、螺母；9、导轨；10、滑块；11、第一移动轴；12、第二移动轴；13、第三移动轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至5所示，本发明提供了一种运动机构，包括：第一支架1，第一支架1沿竖直方向固定不动；第二支架2，第二支架2相对于第一支架1沿竖直方向可运动地设置，第二支架2用于与负载连接；第一驱动部件5，第一驱动部件5设置在第一支架1上，第一驱动部件5与第二支架2驱动连接；第二驱动部件6，第二驱动部件6设置在第一支架1上，第二驱动部件6与第二支架2驱动连接，以通过第一驱动部件5和第二驱动部件6共同带动第二支架2沿竖直方向运动。

本发明的运动机构通过设置第一驱动部件5和第二驱动部件6，以带动第二支架2相对于第一支架1沿竖直方向运动，第二支架2用于与负载连接，以带动负载运动。采用两个驱动部件和负载驱动连接，当负载很大的时候，第一驱动部件5拉动第二支架2向上运行时，第二驱动部件6同时拉动第二支架2，第二驱动部件6的拉力与负载的大部分重力相抵消，使第一驱动部件5不需要输出很大的扭矩也能轻松的满足驱动第二驱动部件6竖直运动的使用要求，降低第一驱动部件5所需要的扭矩和惯量，减少第一驱动部件5所承受的压力，降低第一驱动部件5的成本，解决了现有技术中的三次元机械手的用于带动负载上下运动的Z轴因需要克服负载的重力而对电机的要求较高的问题。

如图2所示，运动机构还包括：丝杆7，丝杆7的轴线平行于竖直方向，第一驱动部件5与丝杆7驱动连接；螺母8，螺母8套设在丝杆7上且与丝杆7之间螺纹配合，螺母8与第二支架2连接，以通过第一驱动部件5驱动丝杆7转动，以使螺母8带动第二支架2沿丝杆7移动。

第一驱动部件5通过丝杆7和螺母8与第二支架2驱动连接，当第一驱动部件5带动丝杆7转动时，丝杆7和螺母8之间的螺纹将丝杆7的旋转运动转化为螺母8的直线运动，从而使第二支架2竖直运动。

如图2所示，运动机构还包括：导轨9，导轨9平行于竖直方向设置在第二支架2上；滑块10，滑块10与导轨9滑动连接，滑块10设置在第一支架1上，以使第二支架2和第一支架1之间相对滑动。

导轨9和滑块10在第一支架1和第二支架2的相对运动中起到导向作用，当第一驱动部件5和第二驱动部件6驱动第二支架2竖直运动时，第二支架2能够带动导轨9相对于滑块10滑动，以保证第二支架2的运动的可靠性。

优选地，第二支架2的相对两侧分别设置有一个导轨9，第一支架1上与每个导轨9分别对应设置有三个滑块10，以保证第二支架2能够相对于第一支架1稳定运动。

其中，第一驱动部件5为驱动电机。

具体地，第一驱动部件5为伺服电机。

可选地，第二驱动部件6为活塞缸，活塞缸的活塞杆的自由端与第二支架2连接。

具体地，第二驱动部件6为气缸。

如图1至图3所示，运动机构还包括第四支架4，第四支架4的一端与第二支架2连接，第四支架4的另一端与活塞缸的活塞杆的自由端连接。

第四支架4包括相互垂直的第三板体部和第四板体部，第三板体部靠近第四板体部的一端与第四板体部的中部连接，以形成T形结构的第四支架4，第三板体部靠近第四板体部之间设置有第二肋板；第三板体部远离第四板体部的一端用于与活塞缸的活塞杆连接，第四板体部用于与第二支架2连接，以通过活塞缸的活塞杆的伸缩运动来带动第二支架2运动。

如图1至图3所示，运动机构还包括第三支架3，第三支架3靠近第一支架1的一端与第一支架1连接，第二驱动部件6设置在第三支架3靠近第二支架2一端。

第三支架3包括相互垂直的第一板体部和第二板体部，第一板体部靠近第二板体部的一端与第二板体部的一端连接，第一板体部和第二板体部之间设置有第一肋板；第一板体部远离第二板体部的一端用于安装活塞缸的缸体，第二板体部用于与第一支架1连接，第一板体部由第一支架1延伸至第二支架2处，以使活塞缸的缸体处于靠近第二支架2的位置处。

如图5所示，本发明提供了一种机械手，包括运动机构，运动机构为上述的运动机构。

本发明的机械手为三次元机械手。

具体地，机械手包括：第一移动轴11，第一移动轴11相对于支撑基面沿第一预设方向可移动地设置；第二移动轴12，第二移动轴12沿第二预设方向可移动地设置在第一移动轴11上；第三移动轴13，第三移动轴13沿第三预设方向可移动地设置在第二移动轴12上；其中，第一预设方向、第二预设方向和第三预设方向中的任意两个方向相互垂直，第二预设方向为竖直方向，运动机构的第一支架1为第一移动轴11，运动机构的第二支架2为第二移动轴12。

本发明还提供了一种自动化生产线，包括机械手，机械手为上述的机械手。

具体地，本发明的自动化生产线为三次元自动化生产线，自动化生产线包括冲床和机械手，机械手连接在冲床上。机械手的第一移动轴11即Y轴，第二移动轴12即Z轴，第三移动轴13即X轴，第一移动轴11与冲床沿第一预设方向可移动地连接，第二移动轴12通过第三移动轴13与负载连接，以带动负载竖直运动。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的运动机构通过设置第一驱动部件5和第二驱动部件6，以带动第二支架2相对于第一支架1沿竖直方向运动，第二支架2用于与负载连接，以带动负载运动。采用两个驱动部件和负载驱动连接，当负载很大的时候，第一驱动部件5拉动第二支架2向上运行时，第二驱动部件6同时拉动第二支架2，第二驱动部件6的拉力与负载的大部分重力相抵消，使第一驱动部件5不需要输出很大的扭矩也能轻松的满足驱动第二驱动部件6竖直运动的使用要求，降低第一驱动部件5所需要的扭矩和惯量，减少第一驱动部件5所承受的压力，降低第一驱动部件5的成本，解决了现有技术中的三次元机械手的用于带动负载上下运动的Z轴因需要克服负载的重力而对电机的要求较高的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运动机构，其特征在于，包括：

第一支架(1)，所述第一支架(1)沿竖直方向固定不动；

第二支架(2)，所述第二支架(2)相对于第一支架(1)沿竖直方向可运动地设置，所述第二支架(2)用于与负载连接；

第一驱动部件(5)，所述第一驱动部件(5)设置在所述第一支架(1)上，所述第一驱动部件(5)与所述第二支架(2)驱动连接；

第二驱动部件(6)，所述第二驱动部件(6)设置在所述第一支架(1)上，所述第二驱动部件(6)与所述第二支架(2)驱动连接，以通过所述第一驱动部件(5)和所述第二驱动部件(6)共同带动所述第二支架(2)沿竖直方向运动。

2.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括：

丝杆(7)，所述丝杆(7)的轴线平行于竖直方向，所述第一驱动部件(5)与所述丝杆(7)驱动连接；

螺母(8)，所述螺母(8)套设在所述丝杆(7)上且与所述丝杆(7)之间螺纹配合，所述螺母(8)与所述第二支架(2)连接，以通过所述第一驱动部件(5)驱动所述丝杆(7)转动，以使所述螺母(8)带动所述第二支架(2)沿所述丝杆(7)移动。

3.根据权利要求1或2所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括：

导轨(9)，所述导轨(9)平行于竖直方向设置在所述第二支架(2)上；

滑块(10)，所述滑块(10)与所述导轨(9)滑动连接，所述滑块(10)设置在所述第一支架(1)上，以使所述第二支架(2)和所述第一支架(1)之间相对滑动。

4.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述第一驱动部件(5)为驱动电机。

5.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述第二驱动部件(6)为活塞缸，所述活塞缸的活塞杆的自由端与所述第二支架(2)连接。

6.根据权利要求5所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括第四支架(4)，所述第四支架(4)的一端与所述第二支架(2)连接，所述第四支架(4)的另一端与所述活塞缸的活塞杆的自由端连接。

7.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括第三支架(3)，所述第三支架(3)靠近所述第一支架(1)的一端与所述第一支架(1)连接，所述第二驱动部件(6)设置在所述第三支架(3)靠近所述第二支架(2)一端。

8.一种机械手，包括运动机构，其特征在于，所述运动机构为权利要求1至7中任一项所述的运动机构。

9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述机械手包括：

第一移动轴(11)，所述第一移动轴(11)相对于支撑基面沿第一预设方向可移动地设置；

第二移动轴(12)，所述第二移动轴(12)沿第二预设方向可移动地设置在所述第一移动轴(11)上；

第三移动轴(13)，所述第三移动轴(13)沿第三预设方向可移动地设置在所述第二移动轴(12)上；

其中，所述第一预设方向、所述第二预设方向和所述第三预设方向中的任意两个方向相互垂直，所述第二预设方向为竖直方向，所述运动机构的第一支架(1)为所述第一移动轴(11)，所述运动机构的第二支架(2)为所述第二移动轴(12)。

10.一种自动化生产线，包括机械手，其特征在于，所述机械手为权利要求8或9所述的机械手。

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