CN209335621U - 一种自动售货机机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动售货机机械手，包括X轴移动机构、Y轴移动机构、机械抓手；所述X轴移动机构包括第一基座、X轴驱动电机、X轴传动机构、X光轴、X轴连接块；所述Y轴移动机构包括Y轴底板、Y轴驱动电机、Y轴传动机构、Y光轴、Y轴移动块，所述Y轴底板固定连接在所述X轴连接块上以保持同步运动。本实用新型通过设置X轴移动机构、Y轴移动机构配合机械抓手在全区域实现位移，运动快速可靠，结构稳定，可配合实现接杯、接料、接咖啡、加水、搅拌、压盖、出杯等流程。

Description

一种自动售货机机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手，特别是一种自动售货机机械手。

背景技术

目前自动售货机内缺乏快速可靠的机械手，仅有单纯的推动机构将货物从取货窗口推出，因而不能适应现场制作类型的饮料、咖啡等售货机，饮料、咖啡等售货机在机器内制作饮料时设计多道工序，接杯、接料、接咖啡、加水、搅拌、压盖、出杯等流程，需要一种可任意位置停靠、抓取的机械手来辅助实现。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种快速可靠、全区域覆盖停靠、抓取的自动售货机机械手。

本实用新型采用的技术方案是：

一种自动售货机机械手，包括X轴移动机构、Y轴移动机构、机械抓手；

所述X轴移动机构包括第一基座、X轴驱动电机、X轴传动机构、X光轴、X轴连接块，所述X轴驱动电机、X轴传动机构、X光轴皆安装在第一基座上，X轴连接块滑动连接在X光轴上，所述X轴驱动电机通过所述X轴传动机构与X轴连接块连接以驱动X轴连接块在X光轴上滑动；

所述Y轴移动机构包括Y轴底板、Y轴驱动电机、Y轴传动机构、Y光轴、Y轴移动块，所述Y轴底板固定连接在所述X轴连接块上以保持同步运动，所述Y轴驱动电机、Y轴传动机构、Y光轴皆安装在Y轴底板上，所述Y轴移动块滑动连接在Y光轴上,所述Y轴驱动电机通过所述Y轴传动机构与Y轴移动块连接以驱动Y轴移动块在Y光轴上滑动,所述机械抓手与Y轴移动块固定连接。

进一步，所述X轴传动机构包括X轴同步带、两个X轴同步轮，所述X轴同步带安装在两个X轴同步轮上，所述X轴驱动电机的输出轴与其中一个X轴同步轮轴心固定连接，所述X轴连接块固定于X轴同步带上以保持同步运动。

进一步，所述Y轴传动机构包括第一丝杆、第一丝杆螺母，所述第一丝杆安装在Y轴底板上并与所述Y轴驱动电机的输出轴固定连接，第一丝杆与所述Y光轴平行，所述第一丝杆螺母安装在第一丝杆上螺旋传动并与所述Y轴移动块固定连接。

优选的，所述Y光轴具有两根，两根所述Y光轴平行设置在第一丝杆两侧。

优选的，所述X光轴、X轴连接块共具有两组，两个所述X光轴平行间隔设置在所述第一基座上，Y轴底板一端与其中一个X轴连接块固定连接，Y轴底板另一端与另一个X轴连接块固定连接。

进一步，所述机械抓手包括第二基座，以及设置在第二基座上的抓手驱动电机、抓手传动机构和抓手机构，所述第二基座与Y轴移动块固定连接；

所述抓手传动机构包括第二丝杆、第二丝杆螺母、滑动块，所述第二丝杆与所述抓手驱动电机的输出轴固定连接，所述第二丝杆螺母安装在第二丝杆上螺旋传动，所述滑动块与第二丝杆螺母固定连接；

所述抓手机构包括左爪、右爪、左连杆、右连杆，所述左爪与右爪皆为弧形爪状结构并延伸出第二基座外，且左爪与右爪相对设置在滑动块的中心延长线两侧，所述左爪尾端具有第一连接部且该第一连接部的末端与第二基座枢轴连接，所述右爪尾端具有第二连接部且该第二连接部的末端与第二基座枢轴连接，所述左连杆固定连接在第一连接部的前端与滑动块的左侧之间，所述右连杆固定连接在第二连接部的前端与滑动块的右侧之间。

进一步，所述抓手传动机构还包括导轨，所述导轨固定于第二基座上并与所述滑动块滑动连接，所述第二丝杆与导轨平行设置。

其中，所述第一连接部的末端以及第二连接部的末端皆为套环，该套环与固定连接在第二基座上的旋转轴枢转连接。

进一步，所述套环内具有上台阶和下台阶，上台阶上从下至上设置有套设在旋转轴上的第一法兰轴承、第一垫圈，下台阶从下至上设置有套设在旋转轴上的第二垫圈、第二法兰轴承。

优选的，所述旋转轴采用赛打螺钉，所述第一垫圈、第二垫圈采用四氟乙烯垫圈。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过设置X轴移动机构、Y轴移动机构配合机械抓手在全区域实现位移，运动快速可靠，结构稳定，可配合实现接杯、接料、接咖啡、加水、搅拌、压盖、出杯等流程。

机械抓手通过模拟人手设计的左右爪结构，配合第二丝杆传动结构及连杆机构，实现左右爪相对闭合与张开动作，从而解决杯装饮料机中接杯、握杯、放杯等抓取问题。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本实用新型自动售货机机械手的立体图；

图2是Y轴移动机构的分解图；

图3是X轴移动机构的分解图；

图4是机械抓手的闭合状态图；

图5是机械抓手的张开状态图；

图6是机械抓手的***图；

图7是机械抓手的左爪分解图。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型的一种自动售货机机械手，包括X轴移动机构1、Y轴移动机构2、机械抓手3，分别用于Y轴方向移动，X轴方向移动，以及抓取动作。

如图2所示，所述X轴移动机构1包括第一基座11、X轴驱动电机12、X轴传动机构13、X光轴14、X轴连接块15，所述X轴驱动电机12、X轴传动机构13、X光轴14皆安装在第一基座11上，X轴连接块15滑动连接在X光轴14上，所述X轴驱动电机12通过所述X轴传动机构13与X轴连接块15连接以驱动X轴连接块15在X光轴14上滑动；

作为本技术方案的进一步细化，所述X轴传动机构13包括X轴同步带131、两个X轴同步轮132，所述X轴同步带131安装在两个X轴同步轮132上，所述X轴驱动电机12的输出轴与其中一个X轴同步轮132轴心固定连接，所述X轴连接块15固定于X轴同步带131上以保持同步运动。

优选所述X光轴14、X轴连接块15共具有两组，两个所述X光轴14平行间隔设置在所述第一基座11上，Y轴底板21一端与其中一个X轴连接块15固定连接，Y轴底板21另一端与另一个X轴连接块15固定连接。

上述X轴移动机构1的工作原理为：X光轴通过驱动电机通电工作,带动X轴同步带在两X轴同步轮之间活动，此为X光轴活动范围。X光轴上两个连接块相连，通过Y轴部份的移动块，带动整个Y轴部份与机械抓手在X光轴上沿X轴方向来回运动，X轴右侧有限位开关可实现X轴原点精准定位，同步带驱动电机尾部带有编码盘，从而可实现X轴在运动区域内实现精准定位。

如图3所示，所述Y轴移动机构2包括Y轴底板21、Y轴驱动电机22、Y轴传动机构23、Y光轴24、Y轴移动块25、Y轴面板26，Y轴面板26与Y轴底板21配合构成腔体以容纳所述Y轴传动机构23、Y光轴24、Y轴移动块25，所述Y轴底板21固定连接在所述X轴连接块15上以保持同步运动，所述Y轴驱动电机22、Y轴传动机构23、Y光轴24皆安装在Y轴底板21上，所述Y轴移动块25滑动连接在Y光轴24上,所述Y轴驱动电机22通过所述Y轴传动机构23与Y轴移动块25连接以驱动Y轴移动块25在Y光轴24上滑动,所述机械抓手3与Y轴移动块25固定连接。

作为本技术方案的进一步细化，所述Y轴传动机构23包括第一丝杆231、第一丝杆螺母232，所述第一丝杆231安装在Y轴底板21上并与所述Y轴驱动电机22的输出轴固定连接，第一丝杆231与所述Y光轴24平行，所述第一丝杆螺母232安装在第一丝杆231上螺旋传动并与所述Y轴移动块25固定连接。

优选的，所述Y光轴24具有两根，两根所述Y光轴24平行设置在第一丝杆231两侧。本实施例中Y轴移动块25穿设于第一丝杆231上。

上述Y轴移动机构2的工作原理为：Y轴驱动电机通电工作，通过联轴器带动第一丝杆231转动，第一丝杆螺母232与Y轴移动块25联接固定，Y轴丝杆转动，第一丝杆螺母232不转动，带动Y轴移动块25沿两个Y光轴前后移动。同时因Y轴移动块25与两机械手支撑板相连接固定，所以机械抓手部位也同时和Y轴移动块一起沿Y光轴前后移动。

当X轴与Y轴电机都工作时，X轴与Y轴及机械抓手都能随时停在区域内任何一个位置，从而实现快速接杯、接料、接咖啡、加水、搅拌、压盖、出杯等完整流程，Y轴末端有限位开关可实现Y轴在原点的精准定位，Y轴驱动电机带编码盘，可实现Y轴在运动区域内的精准定位。

如图4-图6所示，为本实用新型的机械抓手3包括第二基座31，以及设置在第二基座31上的抓手驱动电机32、抓手传动机构和抓手机构，所述第二基座31与Y轴移动块25固定连接；所述第二基座31上设置有抓手罩33，所述抓手驱动电机32、抓手传动机构皆位于该抓手罩33内以保护内部组件，抓手驱动电机32通过电机支架40安装于第二基座31以保证电机的稳定。

如图6所示，本技术方案的抓手传动机构包括第二丝杆341、第二丝杆螺母342、滑动块343，所述第二丝杆341与所述抓手驱动电机32的输出轴固定连接，所述第二丝杆螺母342安装在第二丝杆341上螺旋传动，所述滑动块343与第二丝杆螺母342固定连接；当电机驱动时，带动第二丝杆341转动，第二丝杆341与第二丝杆螺母342传动将转动转换为第二丝杆螺母342及滑动块343的直线运动。

在此基础上，第二丝杆341与所述抓手驱动电机32的输出轴之间通过联轴器344固定连接，在电机和第二丝杆341之间起到缓冲作用与过载保护作用。

为了使得滑动块343作直线运动时更加平滑，本技术方案的抓手传动机构还包括导轨345，所述导轨345固定于第二基座31上并与所述滑动块343滑动连接，所述第二丝杆341与导轨345平行设置，以保证运动方向一致。

如图示，本技术方案的抓手机构包括左爪35、右爪36、左连杆37、右连杆38，所述左爪35与右爪36皆为弧形爪状结构并延伸出第二基座31外，弧形爪状结构确保左爪35与右爪36闭合时恰好跟杯子贴紧，而延伸出第二基座31外是为了给杯子留出空间以避免第二基座31阻挡；

上述左爪35与右爪36相对设置在滑动块343的中心延长线两侧，所述左爪35尾端具有第一连接部351且该第一连接部351的末端与第二基座31枢轴连接，所述右爪36尾端具有第二连接部361且该第二连接部361的末端与第二基座31枢轴连接，所述左连杆37固定连接在第一连接部351的前端与滑动块343的左侧之间，所述右连杆38固定连接在第二连接部361的前端与滑动块343的右侧之间。

当前述滑动块343作直线运动时，便可通过连杆推动左爪35与右爪36相对第二基座31转动，实现闭合与张开动作。

作为本技术方案具体实施例的优选，如图7，所述第一连接部351的末端以及第二连接部361的末端皆为套环356，该套环356与固定连接在第二基座31上的旋转轴357枢转连接。当然，第一连接部351的末端以及第二连接部361的末端也可以是旋转轴357，与固定在第二基座31上的套环356配合，只要能实现左爪35与右爪36相对第二基座31转动即可，在此不作唯一限定。

作为上述技术方案的进一步优化，所述套环356内具有上台阶和下台阶，上台阶上从下至上设置有套设在旋转轴357上的第一法兰轴承352、第一垫圈353，下台阶从下至上设置有套设在旋转轴357上的第二垫圈354、第二法兰轴承355，使得旋转更加稳定。

在上述方案的基础上，本实施例优选旋转轴357采用赛打螺钉，所述第一垫圈353、第二垫圈354采用四氟乙烯垫圈，由于四氟乙烯材料的润滑特性，可使得抓手机构旋转更加自如。

此外，所述抓手机构一侧设置有光栅传感器39以检测左爪35或右爪36的位置。

本技术方案通过上述结构可以实现以下几种动作：

接杯动作：自动售货机机械手闭合时，杯子从上面落下，会卡住抓手边沿，左爪35与右爪36都闭合，使杯子平稳落在抓手上。

握杯动作：张开的左爪35与右爪36水平行进时将位于平台上的杯子环绕，然后利用驱动机构及抓手传动机构将左爪35与右爪36闭合，从而握紧杯子。

放杯动作：自动售货机机械手的左爪35与右爪36打开时，因为下面有托盘会托住杯子底部。杯子会平稳放在托盘上。

此外，抓手上设有限位点，抓手闭合到合适的位置时，抓手碰到限位点，由于限位点的阻碍抓手运动停止，此时***检测到电流加大，从而切换电源，实现抓手闭合角度的精准定位。抓手打开时同理。

如上所述，本实用新型的机械抓手通过模拟人手设计的左右爪36结构，配合第二丝杆341传动结构及连杆机构，实现左右爪36相对闭合与张开动作，从而解决杯装饮料机中接杯、握杯、放杯等抓取问题。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动售货机机械手，其特征在于：包括X轴移动机构、Y轴移动机构、机械抓手；

所述X轴移动机构包括第一基座、X轴驱动电机、X轴传动机构、X光轴、X轴连接块，所述X轴驱动电机、X轴传动机构、X光轴皆安装在第一基座上，X轴连接块滑动连接在X光轴上，所述X轴驱动电机通过所述X轴传动机构与X轴连接块连接以驱动X轴连接块在X光轴上滑动；

所述Y轴移动机构包括Y轴底板、Y轴驱动电机、Y轴传动机构、Y光轴、Y轴移动块，所述Y轴底板固定连接在所述X轴连接块上以保持同步运动，所述Y轴驱动电机、Y轴传动机构、Y光轴皆安装在Y轴底板上，所述Y轴移动块滑动连接在Y光轴上,所述Y轴驱动电机通过所述Y轴传动机构与Y轴移动块连接以驱动Y轴移动块在Y光轴上滑动,所述机械抓手与Y轴移动块固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动售货机机械手，其特征在于：所述X轴传动机构包括X轴同步带、两个X轴同步轮，所述X轴同步带安装在两个X轴同步轮上，所述X轴驱动电机的输出轴与其中一个X轴同步轮轴心固定连接，所述X轴连接块固定于X轴同步带上以保持同步运动。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动售货机机械手，其特征在于：所述Y轴传动机构包括第一丝杆、第一丝杆螺母，所述第一丝杆安装在Y轴底板上并与所述Y轴驱动电机的输出轴固定连接，第一丝杆与所述Y光轴平行，所述第一丝杆螺母安装在第一丝杆上螺旋传动并与所述Y轴移动块固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种自动售货机机械手，其特征在于：所述Y光轴具有两根，两根所述Y光轴平行设置在第一丝杆两侧。

5.根据权利要求1或2所述的一种自动售货机机械手，其特征在于：所述X光轴、X轴连接块共具有两组，两个所述X光轴平行间隔设置在所述第一基座上，Y轴底板一端与其中一个X轴连接块固定连接，Y轴底板另一端与另一个X轴连接块固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种自动售货机机械手，其特征在于：所述机械抓手包括第二基座，以及设置在第二基座上的抓手驱动电机、抓手传动机构和抓手机构，所述第二基座与Y轴移动块固定连接；

所述抓手传动机构包括第二丝杆、第二丝杆螺母、滑动块，所述第二丝杆与所述抓手驱动电机的输出轴固定连接，所述第二丝杆螺母安装在第二丝杆上螺旋传动，所述滑动块与第二丝杆螺母固定连接；

所述抓手机构包括左爪、右爪、左连杆、右连杆，所述左爪与右爪皆为弧形爪状结构并延伸出第二基座外，且左爪与右爪相对设置在滑动块的中心延长线两侧，所述左爪尾端具有第一连接部且该第一连接部的末端与第二基座枢轴连接，所述右爪尾端具有第二连接部且该第二连接部的末端与第二基座枢轴连接，所述左连杆固定连接在第一连接部的前端与滑动块的左侧之间，所述右连杆固定连接在第二连接部的前端与滑动块的右侧之间。

7.根据权利要求6所述的一种自动售货机机械手，其特征在于：所述抓手传动机构还包括导轨，所述导轨固定于第二基座上并与所述滑动块滑动连接，所述第二丝杆与导轨平行设置。

8.根据权利要求6或7所述的一种自动售货机机械手，其特征在于：所述第一连接部的末端以及第二连接部的末端皆为套环，该套环与固定连接在第二基座上的旋转轴枢转连接。

9.根据权利要求8所述的一种自动售货机机械手，其特征在于：所述套环内具有上台阶和下台阶，上台阶上从下至上设置有套设在旋转轴上的第一法兰轴承、第一垫圈，下台阶从下至上设置有套设在旋转轴上的第二垫圈、第二法兰轴承。

10.根据权利要求9所述的一种自动售货机机械手，其特征在于：所述旋转轴采用赛打螺钉，所述第一垫圈、第二垫圈采用四氟乙烯垫圈。