CN203792338U - 2.5次元机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种2.5次元机械手，包括二维平动支架和多组抬高夹取治具。该二维平动支架包括X轴平移座、Y轴平移座和设于该X和Y轴平移座上的两条横杆。该抬高夹取治具分别安装于两横杆，其包括固定于横杆的底座、用于夹取工件的夹取手臂、相接于底座和夹取手臂之间的连接件。该夹取手臂包括一体式的上抬部、枢接部和下压部，该枢接部可活动相接于连接件，该连接件对应下压部设有避让斜坡。当抬高夹取治具夹紧工件后，在Y轴方向夹到一定力度后，随枢接部活动，上抬部能够自动抬高，下压部下降而限位于避让斜坡，以达到夹住产品后能从模内向上拔出产品的效果，使产品脱离模具后再向下一工站送料，解决产品拉伸后从模内难以脱离的技术问题。

Description

2.5次元机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手领域技术，尤其是指一种2.5次元机械手。 

背景技术

能够在二维平面空间的坐标（X轴、Y轴）中移动的机械手称2次元机械手，能够在三维平面空间的坐标（X轴、Y轴、Z轴）中移动的机械手称3次元机械手，2.5次元机械手是介于2次元和3次元之间的一种状态，其能够在二维平面空间的坐标（X轴、Y轴）中移动，但不能完全地在Z轴上移动。 

目前在机械加工零件的传送过程中， 2次元和3次元机械手已经被广泛应用。比如，若需要将工件从一个工位的传送需要“夹紧”→“上移”→“平移”→“下移”→“释放”五个步骤时，一般需要采用3次元机械手才能完成，但是3次元机械手的设计复杂，成本高。如何才能采用结构简单的2.5次元机械手同样去完成“夹紧”→“上移”→“平移”→“下移”→“释放”五个步骤，是业内工程师亟待解决的问题。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种2.5次元机械手，不但可以在二维平面上移动，还可以抬高产品，使产品脱离模具后再向下一工站送料，结构简单，实用性强。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案： 

一种2.5次元机械手，包括

一二维平动支架，其包括X轴平移座、Y轴平移座和设于该X和Y轴平移座上的两条横杆；

至少两组抬高夹取治具，分别安装于两横杆，该抬高夹取治具包括固定于横杆的底座、用于夹取工件的夹取手臂、相接于底座和夹取手臂之间的连接件；该夹取手臂包括一体式的上抬部、枢接部和下压部，该枢接部可活动相接于连接件，该连接件对应下压部设有避让斜坡，随枢接部活动，上抬部上升，下压部下降而限位于避让斜坡。

优选的，所述夹取手臂的枢接部包括设于夹取手臂底部的第一凸块、开设于第一凸块的轴孔；对应之连接件的头端设有一凹孔，该第一凸块在凹孔中用轴相连，该夹取手臂以轴为中心摆动。 

优选的，：所述底座的头端设有开孔，所述连接件的尾端设有第二凸块，该第二凸块与该开孔配合安装，以及，开孔的长度大于第二凸块的长度，于第二凸块的后端面与开孔的孔侧壁之间抵接有弹簧。 

优选的，所述抬高夹取治具上安装有可判别夹紧手臂是否顺利夹取工件的感应装置，该感应装置包括一触动杆以及可被触动杆触碰而动作的感应开关。 

优选的，所述触动杆的头端通过一连接板固接于第二凸块，该触动杆的后端可移动穿设于一支撑块，触动杆的末端部正对感应开关。 

优选的，所述夹取手臂的上抬部的头端侧是一圆弧形的夹口。 

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，主要是采用2.5次元机械手抬高产品，当两组冲压模具的下模位于不同高度，抬高夹取治具夹紧工件后，在Y轴方向夹到一定力度后，能够自动抬高，以达到夹住产品后能从模内向上拔出产品的效果，使产品脱离模具后再向下一工站送料，解决了产品拉伸后从模内难以脱离的技术问题。该抬高夹取治具在Z轴方向移动的整个过程靠夹紧工件提供的夹紧力推动，无需任何如气缸、马达之类的驱动装置提供的动力，使机械手结构简单，制作成本低，机械控制过程仅与2次元机械手相同，控制过程简单可靠，实用性强。 

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。 

附图说明

图1是本实用新型之实施例的组装立体示意图； 

图2是本实用新型之实施例中抬高夹取治具安装于二维平动支架的局部示意图；

图3是本实用新型之实施例中左抬高夹取治具（不带感应开关）的示意图；

图4是本实用新型之实施例中右抬高夹取治具（带有感应开关）的示意图；

图5是图4的分解图；

图6是本实用新型之实施例中抬高夹取治具带有感应开关的截面图；

图7是图6中的抬高夹取治具夹紧工件上抬状态的示意图。

附图标识说明： 

10、二维平动支架             11、X轴平移座

12、Y轴平移座                 13、驱动装置

14、横杆

20′、抬高夹取治具           20、抬高夹取治具

21、底座                     211、开孔

22、夹取手臂                 221、上抬部

2211、夹口                   222、枢接部

2221、第一凸块               2222、轴孔

223、下压部                  23、连接件

231、凹孔                    232、轴

233、避让斜坡                234、第二凸块

235、弹簧                    24、感应装置

241、触动杆                  242、感应开关

243、连接板                  244、支撑块。

具体实施方式

请参照图1所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，该2.5次元机械手包括一个可在二维平面上移动的二维平动支架10和安装于该二维平动支架10的抬高夹取治具20。其中： 

所述二维平动支架10包括X轴平移座11、可活动安装于X轴平移座11上的Y轴平移座12、安装于该Y轴平移座12上的两横杆14。在驱动装置13的作用下，由X轴和Y轴平移座11、12带动两横杆14沿X轴方向和Y轴方向所形成的二维平面平移动作。

如图2所示，所述抬高夹取治具至少有两个，分别分布于两条横杆14，并且两抬高夹取治具20′、20彼此正对。当然，抬高夹取治具20′、20的数量不限左右正对的两个，还可以依据需要设置成左右两排，（如左边横杆设10个抬高夹取治具20′，右边横杆也设10个抬高夹取治具20），以将工件从上一工位夹取和传送至下一工位，这种多组抬高夹取治具20′、20的设计可以一次性传送多工位上的工件，工作效率有效提高为原来的几倍甚至几十倍。 

本实施例中，如图2至图4所示，左右正对的两抬高夹取治具20′、20的结构基本相同，不同之处在于一侧的抬高夹取治具20设置了感应装置24，而另一侧的抬高夹取治具20′可以不设感应装置24。当左右抬高夹取治具20′、20彼此靠近并且夹取工件时，触动感应装置24，操作***能够进行判断并且发出“OK”的信号，则继续驱动机械动作；当左右抬高夹取治具20′、20夹不到或夹不稳工件时，便不会触动感应装置24，则操作***发出“NG”信号，控制整机停机，这样，可以确保机械安全运行。 

具体而言，具有感应装置24的抬高夹取治具20的结构如图4、5所示，包括底座21、夹取手臂22、连接件23和感应装置24，该感应装置24由触动杆241和感应开关242构成。 

该底座21为板状结构，用于固定安装在横杆14上，从而横杆14在二维平面移动时，带动该抬高夹取治具20同步移动。该底座21的头端侧设有一开孔211，用于安装连接件23。 

该夹取手臂22的头端侧是一圆弧形的夹口2211，以便于夹取圆形的工件（如马达盖）。当然，该夹口2211的形状不限于圆弧形，依据不同工件的形状，夹口2211的造型可以改变。本实施例中，该夹取手臂22包括一体式的上抬部221、枢接部222和下压部223，该枢接部222可以与连接件23活动连接。枢接部222的具体结构是在夹取手臂22底部一体设置第一凸块2221，并于第一凸块2221上开设轴孔2222。对应之该连接件23的头端设有一凹孔231，以供第一凸块2221安装在内，并且该第一凸块2221在凹孔231中用轴232相连，使夹取手臂22可以相对连接件23上下摆动。 

以及，该凹孔231的后侧旁对应下压部223凹设有避让斜坡233。该避让斜坡233的坡度可以依据设计需求而定，以轴232为支点，随枢接部222活动，上抬部221上升，下压部223下降。当避让斜坡233坡度越大，夹取手臂22上抬部221的幅度越高，下压部223下降而限位于避让斜坡233，这样，实现机械手的2.5次元移动。 

该连接件23的尾端设有第二凸块234，该第二凸块234与底座21的开孔211配合安装。以及，开孔211的长度必须大于第二凸块234的长度，于第二凸块234的后端面与开孔211的孔侧壁之间抵接有弹簧235。 

所述感应装置24通过触动杆241是否接触感应开关242来判断夹取手臂22是否有夹取工件。该触动杆241受动于连接件23，其头端通过一连接板243固装于第二凸块234，其后端可移动穿设于一支撑块244，触动杆241的末端部正对感应开关242，连接件23向后移动可带动该触动杆241后移触动感应开关242。 

本实用新型的工作原理如下：如图1所示，当驱动装置13带动两横杆14相互靠近，使夹取手臂22夹取工件后，产生向后的作用力。如图6、7所示，当在Y轴方向夹到一定力度，夹取手臂22将以轴232为支点，上抬部221沿Z轴方向向上翘，直至后端的下压部223接触避让斜坡233。这样，夹口2211上的工件可以沿Z轴方向向上抬起一定高度，达到夹住产品后从模内向上拔出产品。同时，夹取手臂22产生的向后的作用力传递给连接件23，触使连接件23向后移动压缩弹簧235，进而通过连接片使触动杆241向后移动并且接触感应开关242，则表示夹口2211确切夹取了工件，因此感应开关242能够发出一个“OK”的信号给操作***，操作***判别后继续驱动机械动作。这样驱动装置13驱使X轴平移座11和Y轴平移座12动作，配合左右两个抬高夹取治具20′、20将工件从上一个工位传送至下一工位。当工件送至下一工位后，该2.5次元机械手自动复位，反复来回传送工件。 

当夹取手臂22由于种种原因没有夹取到工件时，则不动触发感应开关242，在一定时间内***没有接收到感应开关242的触发信号，则判断机械发生错误或故障，从而发出“NG”信号，迫使整机停机。 

综上所述，本实用新型的设计重点在于，主要是采用2.5次元机械手抬高产品，当两组冲压模具的下模位于不同高度，抬高夹取治具20′、20夹紧工件，在Y轴方向夹到一定力度后，能够自动沿Z轴方向抬高，以达到夹住产品后能从模内向上拔出产品的效果，使产品脱离模具后再向下一工站送料，解决了产品拉伸后从模内难以脱离的技术问题。该抬高夹取治具20′、20在沿Z轴方向移动的整个过程靠夹紧工件提供的推力而动作，无需任何的气缸或马达提供的动力，结构简单，制作成本低，机械控制过程仅与2次元机械手相同，控制过程简单可靠，实用性强。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种2.5次元机械手，其特征在于：包括

一二维平动支架，其包括X轴平移座、Y轴平移座和设于该X和Y轴平移座上的两条横杆；

至少两组抬高夹取治具，分别安装于两横杆且彼此正对，该抬高夹取治具包括固定于横杆的底座、用于夹取工件的夹取手臂、相接于底座和夹取手臂之间的连接件；该夹取手臂包括一体式的上抬部、枢接部和下压部，该枢接部可活动相接于连接件，该连接件对应下压部设有避让斜坡，随枢接部活动，上抬部上升，下压部下降而限位于避让斜坡。

2.根据权利要求1所述的2.5次元机械手，其特征在于：所述夹取手臂的枢接部包括设于夹取手臂底部的第一凸块、开设于第一凸块的轴孔；对应之连接件的头端设有一凹孔，该第一凸块在凹孔中用轴相连，该夹取手臂以轴为中心摆动。

3.根据权利要求1或2所述的2.5次元机械手，其特征在于：所述底座的头端设有开孔，所述连接件的尾端设有第二凸块，该第二凸块与该开孔配合安装，以及，开孔的长度大于第二凸块的长度，于第二凸块的后端面与开孔的孔侧壁之间抵接有弹簧。

4.根据权利要求3所述的2.5次元机械手，其特征在于：所述抬高夹取治具上安装有可判别夹紧手臂是否顺利夹取工件的感应装置，该感应装置包括一触动杆以及可被触动杆触碰而动作的感应开关。

5.根据权利要求4所述的2.5次元机械手，其特征在于：所述触动杆的头端通过一连接板固接于第二凸块，该触动杆的后端可移动穿设于一支撑块，触动杆的末端部正对感应开关。

6.根据权利要求1所述的2.5次元机械手，其特征在于：所述夹取手臂的上抬部的头端侧是一圆弧形的夹口。