CN117773902A - 一种智能工业机器人用机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能工业机器人用机械臂，包括底座，所述底座顶壁固定连接有竖板，所述竖板顶部侧壁固定连接有横板，所述横板顶部安装有电机，所述电机的输出端固定连接有转轴，所述转轴贯穿横板内壁的一端固定连接有方块，所述方块内壁贯穿滑动连接有滑行杆，所述滑行杆的一端固定连接有L形板，所述L形板的底部固定连接有圆柱，所述圆柱侧壁转动连接有矩形块，所述矩形块内壁贯穿滑动连接有横杆，所述横杆的一端固定连接有圆环，所述横杆远离圆环的一端固定连接有限位板。本发明通过设置限位架、滑行杆圆环等结构，使得矩形块带动夹持机构在两条输送带的上方进行运动，且运动轨迹呈口字型，完成对不同输送带上的工件的夹持和转运。

Description

一种智能工业机器人用机械臂

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，尤其涉及一种智能工业机器人用机械臂。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

目前的工业机器人在工业制造的过程中，往往是将其中一条生产线上的工件夹取、转移和放置到到另一台生产线上，若要完成上述的三个动作，需要使用成本较高的多轴机械臂来完成，增大了生产成本，且多轴机械臂需要设置多个动力源来完成；并且在对工件进行夹取放置时，需要等生产线和工件静止后才能进行，影响了机械臂的工作效率。

为此，我们提出了一种智能工业机器人用机械臂。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种智能工业机器人用机械臂。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能工业机器人用机械臂，包括底座，所述底座顶壁固定连接有竖板，所述竖板顶部侧壁固定连接有横板，所述横板顶部安装有电机，所述电机的输出端固定连接有转轴，所述转轴贯穿横板内壁的一端固定连接有方块，所述方块内壁贯穿滑动连接有滑行杆，所述滑行杆的一端固定连接有L形板，所述L形板的底部固定连接有圆柱，所述圆柱侧壁转动连接有矩形块，所述矩形块内壁贯穿滑动连接有横杆，所述横杆的一端固定连接有圆环，所述横杆远离圆环的一端固定连接有限位板，所述底座顶壁固定连接有限位架，所述圆环滑动连接在限位架的侧壁；所述矩形块上设有对物件进行拿取的夹持机构。

进一步，所述方块的侧壁固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧套设在滑行杆的侧壁，且所述复位弹簧远离方块的一端和L形板侧壁固定连接，所述横板底壁对称固定连接有导向板。

进一步，所述夹持机构包括贯穿滑动连接在矩形块顶壁的竖杆，所述竖杆的顶端和导向板相抵滑动，所述竖杆侧壁滑动连接有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧套设在竖杆侧壁，所述拉伸弹簧的底端和矩形块顶壁固定连接，所述竖杆底端固定连接有支架，所述支架底壁固定连接有圆板，所述圆板内壁均布开设有多个滑孔，每个所述滑孔内部均滑动连接有滑行块，所述滑行块底壁固定连接有夹持板。

进一步，所述夹持板内壁贯穿固定连接有多个圆筒，每个所述圆筒内壁均密封滑动连接有夹持柱，所述夹持柱侧壁固定连接有拉力弹簧，所述拉力弹簧套设在夹持柱侧壁，所述拉力弹簧的另一端和夹持板内壁固定连接。

进一步，所述夹持板侧壁固定连接有箱体，所述箱体底壁固定连通有转接筒，每个所述圆筒的内壁均贯穿固定连接有连通管，每个所述连通管远离圆筒的一端均和相邻的一个转接筒内壁固定连通，所述转接筒内部安装有电子阀。

进一步，所述箱体顶壁开设有平衡孔，所述圆板顶壁通过折杆固定连接有微型电机，所述微型电机的输出端固定连接有驱动轴，所述驱动轴贯穿转动连接在圆板内壁，所述驱动轴的底端固定连接有圆饼块，所述圆饼块的底壁均布固定连接有多个圆轴，每个所述圆轴的侧壁均转动连接有推杆，每个所述推杆远离圆轴的一端均和相邻的一个夹持板侧壁转动连接。

进一步，所述矩形块底壁开设有第二圆孔，所述竖杆滑动连接在第二圆孔内部，所述第二圆孔的内壁开设有弧形槽，所述弧形槽内壁固定连接有弧形杆，所述弧形杆侧壁滑动连接有滑块，所述滑块和竖杆侧壁固定连接。

进一步，所述滑块的侧壁固定连接有限位弹簧，所述限位弹簧套设在弧形杆侧壁，所述限位弹簧的另一端和弧形槽内壁固定连接。

进一步，所述竖板侧壁开设有矩形槽，所述矩形槽内壁固定连接有弹力弹簧，所述弹力弹簧的另一端固定连接有齿条，所述齿条滑动连接在矩形槽内壁，所述竖杆侧壁固定连接有齿轮，所述齿轮和齿条啮合连接。

进一步，所述方块内壁开设有第一圆孔，所述滑行杆贯穿滑动连接在第一圆孔内部，所述矩形块侧壁开设有第三圆孔，所述第三圆孔和横杆滑动连接。

本发明具有以下优点：

1、通过设置限位架、滑行杆圆环等结构，开启电机，电机的输出端带动转轴转动，使得矩形块通过横杆带动圆环在限位架侧壁自右向左滑动，接着矩形块在横杆侧壁进行滑动，当矩形块滑动到行程末端后，矩形块再通过横杆带动圆环在限位架侧壁自左向右滑动，最后矩形块在横杆侧壁进行反向滑动，不断重复上述过程，使得矩形块带动夹持机构在两条输送带的上方进行运动，且运动轨迹呈口字型，完成对不同输送带上的工件的夹持和转运；

2、当竖杆的顶部和导向板相抵滑动时，竖杆将会沿竖直方向向下运动一段距离，进而竖杆的底端通过支架带动圆板和多个夹持板向下运动到工件的四周位置，通过控制器开启微型电机，使得圆饼块底壁均布转动连接的多个推杆运动一定距离，进而每个推杆的另一端均会带动对应的夹持板和滑行块在滑孔内部滑动一段距离，使得夹持板从多个方向对工件进行夹持固定，提高对工件夹持转运的稳定性；

3、由于每个夹持板侧壁均贯穿固定连接有多个圆筒，且多个圆筒呈矩形阵列排布，那么对于外轮廓不平整的工件，在拉力弹簧的作用下，位于不同位置的夹持柱可以完整的和工件的外侧壁进行夹持，提高了对外轮廓不平整的工件夹持的稳定性，且提高了本机械臂的适用范围；

4、在夹持柱和工件外侧壁相抵夹持的过程中，每个夹持柱在圆筒内部密封滑动的位移不同，每个夹持柱均会把圆筒内部的部分矿物油通过连通管和转接筒挤压到箱体内部，随后通过控制器对电子阀进行通电，使电子阀由开启状态转变为关闭状态，进而矿物油无法再进行流通，此时夹持柱将在圆筒内部处于稳定状态，不会产生移动，进而提高了对工件夹持的稳定性；

5、当圆环在限位架上自右向左运动到行程的末端，接着矩形块在横杆侧壁进行滑动，随后滑行杆将通过L形板、矩形块和横杆等结构带动圆环在限位架的侧壁进行滑动，那么此时矩形块将会沿着限位架的方向进行自左向右的水平移动，此时多个夹持板将位于另一个输送带的正上方位置，且与该输送带的输送速度保持一致；

6、在矩形块沿限位架侧壁的方向进行自左向右的水平移动时，竖杆侧壁固定连接的齿轮将会和齿条相抵啮合齿条将会带动齿轮和竖杆旋转一百八十度，那么竖杆底部设置的夹持板将会带动工件旋转一百八十度，完成对工件的旋转放置；

7、当矩形块带动竖杆运动到另一个导向板的位置时，在导向板的作用下使竖杆向下运动一段距离，进而使得竖杆底部设置的多个夹持板带动夹持的工件放置到该输送带上，完成对工件的夹持与转运。

附图说明

图1为本发明提出的一种智能工业机器人用机械臂的结构示意图；

图2为本发明提出的一种智能工业机器人用机械臂中方块、滑行杆、L形板和矩形块等结构的位置关系示意图；

图3为本发明提出的一种智能工业机器人用机械臂中夹持机构的结构示意图；

图4为本发明提出的一种智能工业机器人用机械臂中弧形槽内部的结构示意图；

图5为本发明提出的一种智能工业机器人用机械臂中圆筒、夹持柱和拉力弹簧等结构的位置关系示意图；

图6为本发明提出的一种智能工业机器人用机械臂中箱体、转接筒和平衡孔的位置关系示意图；

图7为本发明提出的一种智能工业机器人用机械臂中推杆、圆饼块和夹持板的位置关系示意图；

图8为本发明提出的一种智能工业机器人用机械臂中导向板的外观示意图。

图中：1底座、2竖板、3横板、4电机、5转轴、6方块、7第一圆孔、8滑行杆、9复位弹簧、10L形板、11圆柱、12矩形块、13限位架、14圆环、15横杆、16第三圆孔、17限位板、18第二圆孔、19竖杆、20拉伸弹簧、21弧形槽、22弧形杆、23限位弹簧、24滑块、25驱动轴、26支架、27圆板、28微型电机、29滑孔、30滑行块、31夹持板、32圆筒、33夹持柱、34拉力弹簧、35箱体、36转接筒、37平衡孔、38连通管、39圆饼块、40圆轴、41推杆、42导向板、43矩形槽、44弹力弹簧、45齿条、46齿轮。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参照图1-图8，一种智能工业机器人用机械臂，包括底座1，将两条输送带平行设置在底座1上部，底座1顶壁固定连接有竖板2，竖板2顶部侧壁固定连接有横板3，横板3顶部安装有电机4，电机4的输出端固定连接有转轴5，转轴5贯穿横板3内壁的一端固定连接有方块6，方块6内壁贯穿滑动连接有滑行杆8，滑行杆8的一端固定连接有L形板10，L形板10的底部固定连接有圆柱11，圆柱11侧壁转动连接有矩形块12，矩形块12内壁贯穿滑动连接有横杆15，横杆15的一端固定连接有圆环14，横杆15远离圆环14的一端固定连接有限位板17，底座1顶壁固定连接有限位架13，圆环14滑动连接在限位架13的侧壁；矩形块12上设有对物件进行拿取的夹持机构。

方块6的侧壁固定连接有复位弹簧9，复位弹簧9套设在滑行杆8的侧壁，且复位弹簧9远离方块6的一端和L形板10侧壁固定连接，横板3底壁对称固定连接有导向板42，导向板42的外轮廓为中间位置高而两端位置低。

夹持机构包括贯穿滑动连接在矩形块12顶壁的竖杆19，竖杆19的顶端和导向板42相抵滑动，竖杆19侧壁滑动连接有拉伸弹簧20，竖杆19沿竖直方向滑动时将会对拉伸弹簧20进行拉动或挤压，拉伸弹簧20套设在竖杆19侧壁，拉伸弹簧20的底端和矩形块12顶壁固定连接，竖杆19底端固定连接有支架26，支架26底壁固定连接有圆板27，圆板27内壁均布开设有多个滑孔29，滑孔29的数量为四个，每个滑孔29内部均滑动连接有滑行块30，滑行块30底壁固定连接有夹持板31。

夹持板31内壁贯穿固定连接有多个圆筒32，每个圆筒32内壁均密封滑动连接有夹持柱33，夹持柱33侧壁固定连接有拉力弹簧34，拉力弹簧34套设在夹持柱33侧壁，拉力弹簧34的另一端和夹持板31内壁固定连接。

夹持板31侧壁固定连接有箱体35，箱体35底壁固定连通有转接筒36，每个圆筒32的内壁均贯穿固定连接有连通管38，每个连通管38远离圆筒32的一端均和相邻的一个转接筒36内壁固定连通，转接筒36内部安装有电子阀。

箱体35顶壁开设有平衡孔37，圆板27顶壁通过折杆固定连接有微型电机28，微型电机28的输出端固定连接有驱动轴25，驱动轴25贯穿转动连接在圆板27内壁，驱动轴25的底端固定连接有圆饼块39，圆饼块39的底壁均布固定连接有多个圆轴40，每个圆轴40的侧壁均转动连接有推杆41，每个推杆41远离圆轴40的一端均和相邻的一个夹持板31侧壁转动连接。

矩形块12底壁开设有第二圆孔18，竖杆19滑动连接在第二圆孔18内部，第二圆孔18的内壁开设有弧形槽21，弧形槽21内壁固定连接有弧形杆22，弧形杆22侧壁滑动连接有滑块24，滑块24和竖杆19侧壁固定连接,滑块24对竖杆19的转动角度进行限位，并且限位弹簧23可以使竖杆19在无外力作用下恢复到初始状态。

滑块24的侧壁固定连接有限位弹簧23，限位弹簧23套设在弧形杆22侧壁，限位弹簧23的另一端和弧形槽21内壁固定连接。

竖板2侧壁开设有矩形槽43，矩形槽43内壁固定连接有弹力弹簧44，弹力弹簧44的另一端固定连接有齿条45，齿条45滑动连接在矩形槽43内壁，竖杆19侧壁固定连接有齿轮46，齿轮46和齿条45啮合连接。

方块6内壁开设有第一圆孔7，滑行杆8贯穿滑动连接在第一圆孔7内部，矩形块12侧壁开设有第三圆孔16，第三圆孔16和横杆15滑动连接，限位架13呈倒凹字形结构。

本发明中，将两个输送带分别平行置于底座1上部，当使用本机械臂对工件进行夹持转运时，开启电机4，电机4的输出端带动转轴5转动，转轴5带动其底端固定连接的方块6转动，方块6则带动其内壁贯穿滑动连接的滑行杆8转动，当圆环14在限位架13侧壁自右向左滑动的过程中，滑行杆8将会通过L形板10和圆柱11带动矩形块12运动，而矩形块12此时和圆环14相抵接触，并且滑行杆8将会在方块6内部进行往复滑动，并且挤压复位弹簧9随后再复位弹簧9进行复位伸长，使得矩形块12通过横杆15带动圆环14在限位架13侧壁自右向左滑动。

在上述过程中，当矩形块12沿着限位架13的水平方向自右向左进行移动时，通过对该输送带输送速度进行调节，进而保证其移动的速度和输送带的输送速度保持一致，矩形块12上设置的夹持机构和输送带上输送的工件处于相对静止状态，由于竖杆19的顶部和导向板42底壁相抵滑动，那么当竖杆19的顶部和导向板42相抵滑动时，竖杆19将会沿竖直方向向下运动一段距离，进而竖杆19的底端通过支架26带动圆板27向下运动，进而圆板27带动多个夹持板31向下运动到工件的四周位置，接着通过控制器开启微型电机28，微型电机28的输出端带动驱动轴25转动一定角度，驱动轴25则带动圆饼块39转动一定角度，使得圆饼块39底壁均布转动连接的多个推杆41运动一定距离，进而每个推杆41的另一端均会带动对应的夹持板31和滑行块30在滑孔29内部滑动一段距离，使得夹持板31从多个方向对工件进行夹持固定，提高对工件夹持转运的稳定性。

由于每个夹持板31侧壁均贯穿固定连接有多个圆筒32，且多个圆筒32呈矩形阵列排布，那么对于外轮廓不平整的工件，在拉力弹簧34的作用下，位于不同位置的夹持柱33可以完整的和工件的外侧壁进行夹持，提高了对外轮廓不平整的工件夹持的稳定性，且提高了本机械臂的适用范围，并且在夹持柱33和工件外侧壁相抵夹持的过程中，每个夹持柱33在圆筒32内部密封滑动的位移也不同，而圆筒32内部填充有矿物油，那么每个夹持柱33均会把圆筒32内部的部分矿物油通过连通管38和转接筒36挤压到箱体35内部，随后通过控制器对电子阀进行通电，使电子阀由开启状态转变为关闭状态，进而矿物油无法再进行流通，此时夹持柱33将在圆筒32内部处于稳定状态，不会产生移动，进而提高了对工件夹持的稳定性。

当完成夹持操作后，竖杆19将和导向板42脱离接触，那么竖杆19将会向上运动一段距离，使得多个夹持板31和夹持柱33对工件进行夹持后脱离该传送带进行转运。

当圆环14在限位架13上自右向左运动到行程的末端，接着滑行杆8在转动的过程中将通过L形板10和圆柱11带动矩形块12在横杆15侧壁进行滑动，直至矩形块12的一端和限位板17相抵接触，此时矩形块12已经滑动到行程的末端，随后滑行杆8将通过L形板10、矩形块12和横杆15等结构带动圆环14在限位架13的侧壁进行滑动，那么此时矩形块12将会沿着限位架13的方向进行自左向右的水平移动，此时多个夹持板31将位于另一个输送带的正上方位置，且与该输送带的输送速度保持一致。

在矩形块12沿限位架13侧壁的方向进行自左向右的水平移动时，竖杆19侧壁固定连接的齿轮46将会和齿条45相抵啮合，齿条45从上往下看呈L字形结构，那么齿条45将会带动齿轮46转动一百八十度，随后齿轮46将会和齿条45的凸起部分相抵接触，不再产生转动，使得齿轮46带动竖杆19旋转一百八十度，那么竖杆19底部设置的夹持板31将会带动工件旋转一百八十度，完成对工件的旋转放置。

当矩形块12带动竖杆19运动到另一个导向板42的位置时，在导向板42的作用下使竖杆19向下运动一段距离，进而使得竖杆19底部设置的多个夹持板31带动夹持的工件放置到该输送带上，完成对工件的夹持与转运。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能工业机器人用机械臂，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)顶壁固定连接有竖板(2)，所述竖板(2)顶部侧壁固定连接有横板(3)，所述横板(3)顶部安装有电机(4)，所述电机(4)的输出端固定连接有转轴(5)，所述转轴(5)贯穿横板(3)内壁的一端固定连接有方块(6)，所述方块(6)内壁贯穿滑动连接有滑行杆(8)，所述滑行杆(8)的一端固定连接有L形板(10)，所述L形板(10)的底部固定连接有圆柱(11)，所述圆柱(11)侧壁转动连接有矩形块(12)，所述矩形块(12)内壁贯穿滑动连接有横杆(15)，所述横杆(15)的一端固定连接有圆环(14)，所述横杆(15)远离圆环(14)的一端固定连接有限位板(17)，所述底座(1)顶壁固定连接有限位架(13)，所述圆环(14)滑动连接在限位架(13)的侧壁；

所述矩形块(12)上设有对物件进行拿取的夹持机构。

2.根据权利要求1所述的一种智能工业机器人用机械臂，其特征在于，所述方块(6)的侧壁固定连接有复位弹簧(9)，所述复位弹簧(9)套设在滑行杆(8)的侧壁，且所述复位弹簧(9)远离方块(6)的一端和L形板(10)侧壁固定连接，所述横板(3)底壁对称固定连接有导向板(42)。

3.根据权利要求2所述的一种智能工业机器人用机械臂，其特征在于，所述夹持机构包括贯穿滑动连接在矩形块(12)顶壁的竖杆(19)，所述竖杆(19)的顶端和导向板(42)相抵滑动，所述竖杆(19)侧壁滑动连接有拉伸弹簧(20)，所述拉伸弹簧(20)套设在竖杆(19)侧壁，所述拉伸弹簧(20)的底端和矩形块(12)顶壁固定连接，所述竖杆(19)底端固定连接有支架(26)，所述支架(26)底壁固定连接有圆板(27)，所述圆板(27)内壁均布开设有多个滑孔(29)，每个所述滑孔(29)内部均滑动连接有滑行块(30)，所述滑行块(30)底壁固定连接有夹持板(31)。

4.根据权利要求3所述的一种智能工业机器人用机械臂，其特征在于，所述夹持板(31)内壁贯穿固定连接有多个圆筒(32)，每个所述圆筒(32)内壁均密封滑动连接有夹持柱(33)，所述夹持柱(33)侧壁固定连接有拉力弹簧(34)，所述拉力弹簧(34)套设在夹持柱(33)侧壁，所述拉力弹簧(34)的另一端和夹持板(31)内壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能工业机器人用机械臂，其特征在于，所述夹持板(31)侧壁固定连接有箱体(35)，所述箱体(35)底壁固定连通有转接筒(36)，每个所述圆筒(32)的内壁均贯穿固定连接有连通管(38)，每个所述连通管(38)远离圆筒(32)的一端均和相邻的一个转接筒(36)内壁固定连通，所述转接筒(36)内部安装有电子阀。

6.根据权利要求5所述的一种智能工业机器人用机械臂，其特征在于，所述箱体(35)顶壁开设有平衡孔(37)，所述圆板(27)顶壁通过折杆固定连接有微型电机(28)，所述微型电机(28)的输出端固定连接有驱动轴(25)，所述驱动轴(25)贯穿转动连接在圆板(27)内壁，所述驱动轴(25)的底端固定连接有圆饼块(39)，所述圆饼块(39)的底壁均布固定连接有多个圆轴(40)，每个所述圆轴(40)的侧壁均转动连接有推杆(41)，每个所述推杆(41)远离圆轴(40)的一端均和相邻的一个夹持板(31)侧壁转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种智能工业机器人用机械臂，其特征在于，所述矩形块(12)底壁开设有第二圆孔(18)，所述竖杆(19)滑动连接在第二圆孔(18)内部，所述第二圆孔(18)的内壁开设有弧形槽(21)，所述弧形槽(21)内壁固定连接有弧形杆(22)，所述弧形杆(22)侧壁滑动连接有滑块(24)，所述滑块(24)和竖杆(19)侧壁固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能工业机器人用机械臂，其特征在于，所述滑块(24)的侧壁固定连接有限位弹簧(23)，所述限位弹簧(23)套设在弧形杆(22)侧壁，所述限位弹簧(23)的另一端和弧形槽(21)内壁固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种智能工业机器人用机械臂，其特征在于，所述竖板(2)侧壁开设有矩形槽(43)，所述矩形槽(43)内壁固定连接有弹力弹簧(44)，所述弹力弹簧(44)的另一端固定连接有齿条(45)，所述齿条(45)滑动连接在矩形槽(43)内壁，所述竖杆(19)侧壁固定连接有齿轮(46)，所述齿轮(46)和齿条(45)啮合连接。

10.根据权利要求1所述的一种智能工业机器人用机械臂，其特征在于，所述方块(6)内壁开设有第一圆孔(7)，所述滑行杆(8)贯穿滑动连接在第一圆孔(7)内部，所述矩形块(12)侧壁开设有第三圆孔(16)，所述第三圆孔(16)和横杆(15)滑动连接。