CN115520638A - 一种可旋转升降的抓取机械手 - Google Patents

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刘禹男
史添瑞
刘畅
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    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
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Abstract

本发明提出一种可旋转升降的抓取机械手，属于机械手技术领域。所述机械手包括圆形基座、旋转机构、旋转机构驱动电机、升降机构和机械手。本发明结构简单，通过设置旋转机构和升降机构等实现水平面360°旋转运动和竖直方向上的升降运动，达到了增大工件抓取输送转移范围，使用灵活方便，夹持效果稳定，连接强度高等效果；本发明设置自动化抓取功能改善了以往人工搬运工件的情况，避免了单纯的人工搬运满足不了工业自动化的需求，提高了生产效率，减少了人力成本；本发明设计结构紧凑而且抓取范围广，适用于小空间区域以及放置在运输车上运转使用，能够适用多种生产场景，应用范围广。

Description

一种可旋转升降的抓取机械手
技术领域
本发明属于机械手技术领域，涉及一种可旋转升降的抓取机械手，用于夹取零部件进行传递移送，具体用在工厂、车间内对零部件进行自动化搬运。
背景技术
工厂或车间内存在操作人员手动搬运、传递零部件的情况，浪费人力成本，且工作效率低。一般来讲，需要进行此项操作的位置空间狭小，无法设置安放大型机械臂，且此种方法成本高，不易使用。若持续使用操作人员手工搬运的方法，会严重影响整个工厂或车间的生产进度，无法满足现代化的精益生产要求，无法提高生产效率，创造更高的社会与经济价值。
基于此，针对零部件的抓取与传递移送本发明设计了一种可旋转升降的抓取机械手。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种可旋转升降的抓取机械手，该机械手改善了以往人工搬运零部件的情况，避免了单纯的人工搬运满足不了工业自动化的需求，提高了生产效率，减少了人力成本；并且本发明的抓取机械手，结构紧凑而且抓取范围广，能够适应多种生产场景，节省了大量的人力物力。
本发明的技术方案为：
一种可旋转升降的抓取机械手，包括圆形基座1、旋转机构3、旋转机构驱动电机4、升降机构和机械手9。
所述圆形基座1上安装有蓄电池和控制装置，均与旋转机构驱动电机4电性连接；其中蓄电池为旋转机构驱动电机4提供电能，控制装置根据控制命令控制旋转机构驱动电机4转动。圆形基座1上方开有圆形滑槽2。
所述旋转机构3安装在圆形基座1上，其通过旋转机构驱动电机4驱动旋转；旋转机构3的一端安装有升降机构，升降机构与机械手9滑动连接。
所述旋转机构3包括限位杆3-1、主动轮3-2、从动轮3-3、工字滑块3-4、转动杆3-5和连接座3-6。其中，限位杆3-1为由长杆和圆弧杆交叉而成的一体式结构，长杆和圆弧杆上均设有滑槽；限位杆3-1一端转动安装在圆形基座1上，且工字滑块3-4与限位杆3-1的长杆滑动连接。
所述旋转机构驱动电机4固定安装在圆形基座1的中心点上，旋转机构驱动电机4的输出轴上安装有主动轮3-2；转轴自上而下依次穿过转动杆3-5一端、限位杆3-1的圆弧滑槽将主动轮3-2中心与转动杆3-5转动连接。转动杆3-5的另一端固定安装有连接座3-6，升降机构通过连接座3-6与旋转机构3连接。
所述工字滑块3-4下端转动连接有从动轮3-3，工字滑块3-4上端与转动杆3-5铰接，铰接点的位置能够保证主动轮3-2与从动轮3-3相互啮合。所述从动轮3-3底部连接有短杆，通过旋转机构驱动电机4驱动主动轮3-2转动，带动从动轮3-3进而使短杆沿着滑槽2转动。
所述升降机构包括升降机构驱动电机5、升降螺杆6、升降滑轨7和升降滑座8。其中，升降滑轨7安装在旋转机构3的连接座3-6上，其一端安装有升降机构驱动电机5；升降螺杆6设置在升降滑轨7的内部，升降螺杆6的一端与升降机构驱动电机5输出端通过联轴器相连，另一端与设置在升降滑轨7上的轴承转动连接；升降滑座8中心开设有通孔并设有内螺纹，与升降螺杆6的外螺纹相配合，二者通过螺纹连接。
所述机械手9包括直线电机9-1、安装座9-2、横杆9-3、手爪连接件9-4、手爪9-5和弹性元件9-6。其中，安装座9-2为由横板和竖板组成的L型结构，其竖板固定安装在升降滑座8上，直线电机9-1固定安装在安装座9-2的横板上，直线电机9-1的输出轴穿过安装座9-2的横板与横杆9-3中部固定连接；横杆9-3的左右两端各铰接有手爪连接件9-4，两个手爪9-5相对设置且均与安装座9-2的竖板铰接；手爪9-5的一端与手爪连接件9-4铰接，另一端内侧抓取面上安装有弹性元件9-6，用于避免抓取过程中损坏工件。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的抓取机械手，结构简单，通过设置旋转机构和升降机构等实现水平面360°旋转运动和竖直方向上的升降运动，达到了增大工件抓取输送转移范围，使用灵活方便，夹持效果稳定，连接强度高等效果。
(2)本发明设置自动化抓取功能改善了以往人工搬运工件的情况，避免了单纯的人工搬运满足不了工业自动化的需求，提高了生产效率，减少了人力成本。
(3)本发明设计结构紧凑而且抓取范围广，可适用于小空间区域，也可放置在运输车上运转使用，能够适用多种生产场景，应用范围广。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的旋转机构的结构示意图。
图3是本发明的机械手的结构示意图。
图中：1圆形基座；2滑槽；3旋转机构；4旋转机构驱动电机；5升降机构驱动电机；6升降螺杆；7升降滑轨；8升降滑座；9机械手；3-1限位杆；3-2主动轮；3-3从动轮；3-4工字滑块；3-5转动杆；3-6连接座；9-1直线电机；9-2安装座；9-3横杆；9-4手爪连接件；9-5手爪；9-6弹性元件。
具体实施方式
以下结合实施例和附图进一步解释本发明的具体实施方式，但不用于限定本发明。
如图1所示的一种可旋转升降的抓取机械手，具体实施步骤如下：
(1)将可旋转升降的抓取机械手放置在需求的工作场地，开启设备；
(2)输入抓取指令，抓取机械手可以实现水平面360°旋转运动和竖直方向上的升降运动，将待抓取的工件沿圆形基座的周向设置；
(3)当控制装置接收到抓取命令后，自动规划抓取的运动过程，将整个运动过程分解为旋转运动和升降运动；
(4)当机械手需要旋转时，控制旋转机构驱动电机4转动，旋转机构驱动电机4输出轴带动旋转机构3的主动轮3-2转动，主动轮3-2带动与之啮合的从动轮3-3转动；
(5)由于工字滑块3-4转动设置在从动轮3-3上并同时与限位杆3-1滑动连接，在从动轮3-3转动的过程中，工字滑块3-4会带动限位杆3-1转动；在限位杆3-1的作用下，从动轮3-3会绕着主动轮3-2旋转，进而带动转动杆3-5绕圆形基座1的中心点进行转动，继而带动升降机构进行转动，从而实现抓取机械手水平面360°的旋转运动；
(6)当机械手需要升降时，控制升降机构驱动电机5转动，升降机构驱动电机5输出轴带动升降螺杆6转动，进而驱动升降滑座8沿升降滑轨7滑动，从而实现机械手9在竖直方向的升降运动；
(7)当机械手9通过旋转和升降运动到相应的抓取位置时，控制直线电机9-1输出轴伸长，进而带动横杆9-3向下移动，在手爪连接件9-4的配合下手爪9-5张开；
(8)当工件进入到手爪9-5抓取范围时，控制直线电机9-1输出轴收缩，带动横杆9-3向上移动，手爪9-5闭合，完成对工件的抓取；
(9)在控制装置的控制下，将工件移动到预先设置的位置；
(10)工作完成后关闭设备。

Claims (4)

1.一种可旋转升降的抓取机械手，其特征在于，所述抓取机械手包括圆形基座(1)、旋转机构(3)、旋转机构驱动电机(4)、升降机构和机械手(9)；
所述圆形基座(1)上安装有蓄电池和控制装置，均与旋转机构驱动电机(4)电性连接；其中蓄电池为旋转机构驱动电机(4)提供电能，控制装置控制旋转机构驱动电机(4)转动；圆形基座(1)上方开有圆形滑槽(2)；
所述旋转机构(3)包括限位杆(3-1)、主动轮(3-2)、从动轮(3-3)、工字滑块(3-4)、转动杆(3-5)和连接座(3-6)；其中，限位杆(3-1)为由长杆和圆弧杆交叉而成的一体式结构，长杆和圆弧杆上均设有滑槽；限位杆(3-1)一端转动安装在圆形基座(1)上，且工字滑块(3-4)与限位杆(3-1)的长杆滑动连接；
所述旋转机构驱动电机(4)固定安装在圆形基座(1)的中心点上，旋转机构驱动电机(4)的输出轴上安装有主动轮(3-2)；转轴自上而下依次穿过转动杆(3-5)一端、限位杆(3-1)的圆弧滑槽将主动轮(3-2)中心与转动杆(3-5)转动连接；所述工字滑块(3-4)下端转动连接有从动轮(3-3)，工字滑块(3-4)上端与转动杆(3-5)铰接，铰接点的位置保证主动轮(3-2)与从动轮(3-3)相互啮合；所述从动轮(3-3)底部连接有短杆，通过旋转机构驱动电机(4)驱动主动轮(3-2)转动，带动从动轮(3-3)进而使短杆沿着滑槽(2)转动；转动杆(3-5)的另一端固定有连接座(3-6)，升降机构通过连接座(3-6)与旋转机构(3)连接；机械手(9)与升降机构滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种可旋转升降的抓取机械手，其特征在于，所述升降机构包括升降机构驱动电机(5)、升降螺杆(6)、升降滑轨(7)和升降滑座(8)；其中，升降滑轨(7)安装在旋转机构(3)的连接座(3-6)上，其一端安装有升降机构驱动电机(5)；升降螺杆(6)设置在升降滑轨(7)的内部，升降螺杆(6)的一端与升降机构驱动电机(5)输出端通过联轴器相连，另一端与设置在升降滑轨(7)上的轴承转动连接；升降滑座(8)中心开设有通孔并设有内螺纹，与升降螺杆(6)的外螺纹相配合，二者通过螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种可旋转升降的抓取机械手，其特征在于，所述机械手(9)包括直线电机(9-1)、安装座(9-2)、横杆(9-3)、手爪连接件(9-4)和手爪(9-5)；其中，安装座(9-2)为由横板和竖板组成的L型结构，其竖板固定安装在升降滑座(8)上，直线电机(9-1)固定安装在安装座(9-2)的横板上，直线电机(9-1)的输出轴穿过安装座(9-2)的横板与横杆(93)中部固定连接；横杆(9-3)的左右两端各铰接有手爪连接件(9-4)，两个手爪(9-5)相对设置且均与安装座(9-2)的竖板铰接；手爪(9-5)的一端与手爪连接件(9-4)铰接。
4.根据权利要求3所述的一种可旋转升降的抓取机械手，其特征在于，手爪(9-5)另一端内侧抓取面上安装有弹性元件(9-6)，用于避免抓取过程中损坏工件。
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