CN211545183U - 搬运机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种搬运机械手，包括安装座、旋转臂和取件手；所述旋转臂具有两端，其中一端转动连接所述安装座，另一端转动连接所述取件手；另外还包括联动组件，其中包括旋转气缸、固定轮、与所述固定轮轮径相等的转动轮、同步件；所述固定轮固定连接所述安装座，所述转动轮固定连接所述取件手，所述同步件传动连接所述固定轮和所述转动轮；所述旋转气缸的驱动旋转部固定连接所述旋转臂，所述驱动旋转部的旋转轴与所述固定轮的轮芯同轴向设置。本实用新型构造简单，成本低廉，且能保持物料在搬运过程中不发生翻转。

Description

搬运机械手

技术领域

本实用新型涉及机械自动化领域，特别是涉及一种搬运机械手。

背景技术

机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术领域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已越来越广泛地得到了应用。

于一类对稳定性要求较高的物料，在搬运过程中，须保持物料一直处于平动状态，不能翻转。目前一般采用丝杆模组对其进行搬运，丝杆模组由相互垂直的两个丝杆组件构成，分别负责实现物料的竖直运动和水平运动。该模组不仅结构复杂，需要两个驱动件，而且易于磨损，调试和控制成本高。

实用新型内容

基于此，有必要针对丝杆模组结构复杂、易于磨损、调试和控制成本高的问题，提供一种能保持物料在搬运过程中不发生翻转的搬运机械手。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种搬运机械手，包括：功能组件，包括安装座、旋转臂和取件手；所述旋转臂具有两端，其中一端转动连接所述安装座，另一端转动连接所述取件手；联动组件，包括旋转气缸、固定轮、与所述固定轮轮径相等的转动轮、同步件；所述固定轮固定连接所述安装座，所述转动轮固定连接所述取件手，所述同步件传动连接所述固定轮和所述转动轮；所述旋转气缸的驱动旋转部固定连接所述旋转臂，所述驱动旋转部的旋转轴与所述固定轮的轮芯同轴向设置。

上述搬运机械手采用旋转气缸作为驱动元件，不仅成本低廉，安装方便，还省去了复杂的联动机构。另外，采用同半径的固定轮与转动轮，利用同步件同步联动，使得旋转臂按任意方向旋转任意角度时，取件手也朝相反方向旋转相同大小的角度，以此保证取件手的取件端朝向永远不变，物料不发生翻转。其原理可以类比月球之于地球的关系，在地球上永远只能看到月球的同一个半球面。

在一些实施例中，还包括限位板及限位件，所述限位板固定连接所述安装座；所述限位件安装在所述限位板上，与所述旋转臂的旋转面处于同一平面，用于限制所述旋转臂的旋转角度。

在一些实施例中，所述限位件包括取件限位件和放件限位件，所述取件限位件和所述放件限位件位于同一水平面上，并分别设置在所述固定轮的两侧。

在一些实施例中，所述限位板上设有缓冲件，所述缓冲件与所述旋转臂的旋转面处于同一平面，用于减小所述旋转臂被限位前夕的冲击力。

在一些实施例中，所述缓冲件有两个，分别为取件缓冲件和放件缓冲件，所述取件缓冲件和所述放件缓冲件位于同一水平面上，并分别设置在所述固定轮的两侧。

在一些实施例中，所述取件手包括连接板和连接在所述连接板上的取件部件，所述连接板转动连接所述旋转臂、固定连接所述转动轮。

在一些实施例中，所述取件部件是取件吸盘或夹爪。

在一些实施例中，所述取件部件与所述连接板之间通过直接缓冲件连接。

在一些实施例中，还包括张紧轮，设置在所述固定轮与所述转动轮之间，并抵触于所述同步带上，用于张紧所述同步带。

在一些实施例中，所述同步件是同步带，所述同步带绕过所述固定轮和所述转动轮，用于所述固定轮和所述转动轮之间的传动。

在一些实施例中，所述张紧轮有两个，两个所述张紧轮弹性连接，两个所述张紧轮关于所述固定轮与所述转动轮的轴心连线镜像设置。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的搬运机械手的整体结构等轴测图；

图2为本实用新型具体实施例的搬运机械手的张紧轮及其结构关系示意图；

图3为本实用新型具体实施例的搬运机械手搬运物料过程的第一阶段示意图；

图4为本实用新型具体实施例的搬运机械手搬运物料过程的第二阶段示意图；

图5为本实用新型具体实施例的搬运机械手搬运物料过程的第三阶段示意图；

图6为本实用新型具体实施例的搬运机械手搬运物料过程的最终阶段示意图。

附图标记：

1，安装柱；2，安装座；

3，限位板；301，放件限位件；302，放件缓冲件；303，取件限位件；304，取件限位件；

4，旋转臂；

5，取件手；501，连接板；502，取件吸盘；

6，旋转气缸；

701，固定轮；702，转动轮；703，同步带；

8，张紧轮；

9，物料。

具体实施方式

附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定”于另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件，且仅限制其作用方向上的固定，于其他不影响方案效果的方向不做限制。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的方位或位置表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

文中所述“固定轮”中的“固定”是指，“固定轮”上用于传动的部分相对于安装座不发生转动。

文中所述“转动轮”中的“转动”是指，“转动轮”上用于传动的部分相对于旋转臂发生转动。

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。

请参照图1，一种搬运机械手，分为功能组件和联动组件，其中功能组件相当于人体手臂的骨骼，起支撑或固定的作用，联动组件相当于人体手臂的肌肉，起运动、配合以及传动的作用。另外，搬运机械手安装于安装柱1，安装柱1相当于人体身躯，用来给搬运机械手提供位置参考和起支撑作用。

其中功能组件包括安装座2、旋转臂4和取件手5；旋转臂4具有两端，其中一端转动连接安装座2，另一端转动连接取件手5。

联动组件包括旋转气缸6、固定轮701、与固定轮701轮径相等的转动轮702、以及同步件；固定轮701固定连接安装座2，转动轮702固定连接取件手5，当转动轮702与旋转臂4发生相对转动时，取件手5跟随转动轮702与旋转臂4发生相对转动；同步件传动连接固定轮701和转动轮702；旋转气缸6的驱动旋转部固定连接旋转臂4，驱动旋转部的旋转轴与固定轮701的轮芯同轴向设置。

搬运机械手采用旋转气缸6作为驱动元件，不仅成本低廉，安装方便，还省去了复杂的联动机构。另外，采用同半径的固定轮701与转动轮702，利用同步件同步联动，使得取件手5相对于旋转臂4的旋转角速度等于旋转臂4相对于安装座2的旋转角速度，当旋转臂4按任意方向旋转任意角度时，取件手5也朝相反方向旋转相同大小的角度，以此保证取件手5的取件端朝向永远不变，物料不发生翻转。其原理可以类比月球之于地球的关系，由于月球的自转周期正好等于其绕地球的公转周期，因此在地球上永远只能看到月球的同一个半球面。

可选的，同步件是同步带703，同步带703绕过固定轮701和转动轮702，用于固定轮701和转动轮702之间的传动。同步带703适用于两轴中心距较大的传动场合。对于搬运机械手中，固定轮701和转动轮702之间的轴心距离较大，柔软的同步带703可以省去复杂昂贵的联动组件，工作时传动平稳无噪声，并且能起到缓冲、吸振的作用，同时还具备造价低廉、不需要润滑和易维护等特点。

在一个实施例中，请参照图2，搬运机械手还包括张紧轮8，张紧轮8设置在固定轮701与转动轮702之间，并抵触于同步带703上，用于张紧同步带703。同步带703在会随着使用时间的增长而慢慢出现松动的情况，为了防止同步带703与固定轮701和转动轮702之间产生滑动，因此在固定轮701与转动轮702之间设置用于张紧同步带703的张紧轮8，当同步带703产生松动时，张紧轮8会将同步带703重新张紧，从而保障取件手5与旋转臂4的转动同步。作为张紧轮8张紧力的可以是重力或弹性力等保守力。

具体的，请参照图2，在旋转臂4上设置两个相同的张紧轮8，两个张紧轮8之间以弹性连接，如使用弹簧相互连接，两个张紧轮8关于固定轮701和转动轮702的轴心连线镜像设置，且同步带703从两个张紧轮8之间分别绕过两个张紧轮8。

可选的，同步件是齿轮组，齿轮组间的齿轮相互啮合，并分别与固定轮701和转动轮702啮合，用于固定轮701和转动轮702之间的转动传动，综合传动比为1:1，齿轮间相互啮合，保障固定轮701和转动轮702长期稳定的传动关系。

在一个实施例中，请参照图1，取件手5包括连接板501和连接在连接板501上的取件部件，连接板501转动连接旋转臂4、并固定连接转动轮702。将取件手5分体设置为连接板501和取件部件，连接板501用于连接相关部件，取件部件专职于取放物料，分体设置使得取件手5整理制造成本下降，并方便根据实际需求灵活安排取件部件的种类和安装位置。例如，取件部件可以是取件吸盘502也可以是夹爪，其中取件吸盘502适用于取放表面光滑的物料，如手机屏幕；夹爪适用于抓取体积较小的物料，如电池。

在一个实施例中，取件吸盘502与连接板501之间设有缓冲器，且取件吸盘502与连接板501之间通过缓冲器连接。当取件吸盘502压向物料时，缓冲器可以减小其冲击力，防止取件吸盘502对物料造成损伤。

在一个实施例中，请参照图1，还包括限位板3及限位件，如放件限位件301。限位板3位置固定于安装座2设置，也可以直接安装在安装座2上；限位件安装在限位板3上，与旋转臂4的旋转面处于同一平面，用于限制旋转臂4的旋转角度。旋转气缸6具有动作快、速度和角度不易控制的特点，因此在使用前，会将旋转气缸6的旋转角度调节的略大于所需要的角度，然后通过限位件来限制旋转气缸6的旋转角度，以满足需求。

由于搬运机械手需要在两条相对的流水线上取或放物料，因此限位件设有两个，即取件限位件303和放件限位件301，取件限位件303和放件限位件301位于同一水平面上，并分别设置在固定轮701的两侧。其中取件限位件303用来限制取件手5取件时旋转臂4的位置，放件限位件301用来限制取件手5放件时旋转臂4的位置。

在一个实施例中，请参照图1，限位板3上设有缓冲件，如放件缓冲件302，缓冲件与旋转臂4的旋转面处于同一平面，用于减小旋转臂4被限位前夕的冲击力，防止取件手5取放物料时冲击力过大而损伤物料。同时缓冲件也可以起到限位的作用，因此缓冲件可以是一种特殊的限位件。

由于搬运机械手需要在两条相对的流水线上取或放物料，因此缓冲件设有两个，即取件缓冲件304和放件缓冲件302，取件缓冲件304和放件缓冲件302位于同一水平面上，并分别设置在固定轮701的两侧。其中取件缓冲件304用来缓冲取件手5取件时的冲击力，放件缓冲件302用来缓冲取件手5放件时的冲击力。

对于缓冲件和限位件同时存在的情况，在旋转臂4旋转运动的过程中，缓冲件比限位件更早接触到旋转臂4。

上述搬运机械手的运作方式为：请参照图3，当旋转气缸6处于取料位置状态时，取件吸盘502吸取搬运物料，这时候旋转气缸6开始旋转，并带动旋转臂4朝着放料的一侧旋转，如图4所示。这时固定轮701保持不动，转动轮702相对旋转臂4旋转，在同步带703的作用下，转动轮702随着旋转臂4旋转，且围绕着固定轮701以一定的角速度旋转，同时还保持着与绕固定轮旋转角度等相等的角速度自转，因此固定在转动轮702上的取件手5总是保持着取件吸盘502朝下，如图5到图6所示，直到放料位置。该搬运机械手简化了机械结构，通过同步轮(即固定轮701与转动轮702)和同步带703同步传动的方式，巧妙的实现了搬运物料不翻转的技术效果，很好的完成了搬运物料的转移传送。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种搬运机械手，其特征在于，包括：

功能组件，包括安装座、旋转臂和取件手；所述旋转臂具有两端，其中一端转动连接所述安装座，另一端转动连接所述取件手；

联动组件，包括旋转气缸、固定轮、与所述固定轮轮径相等的转动轮、同步件；所述固定轮固定连接所述安装座，所述转动轮固定连接所述取件手，所述同步件传动连接所述固定轮和所述转动轮；所述旋转气缸的驱动旋转部固定连接所述旋转臂，所述驱动旋转部的旋转轴与所述固定轮的轮芯同轴向设置。

2.根据权利要求1所述的搬运机械手，其特征在于：还包括限位板及限位件，所述限位板固定连接所述安装座；所述限位件安装在所述限位板上，与所述旋转臂的旋转面处于同一平面，用于限制所述旋转臂的旋转角度。

3.根据权利要求2所述的搬运机械手，其特征在于：所述限位件包括取件限位件和放件限位件，所述取件限位件和所述放件限位件位于同一水平面上，并分别设置在所述固定轮的两侧。

4.根据权利要求2所述的搬运机械手，其特征在于：所述限位板上设有缓冲件，所述缓冲件与所述旋转臂的旋转面处于同一平面，用于减小所述旋转臂被限位前夕的冲击力。

5.根据权利要求4所述的搬运机械手，其特征在于：所述缓冲件有两个，分别为取件缓冲件和放件缓冲件，所述取件缓冲件和所述放件缓冲件位于同一水平面上，并分别设置在所述固定轮的两侧。

6.根据权利要求1所述的搬运机械手，其特征在于：所述取件手包括连接板和连接在所述连接板上的取件部件，所述连接板转动连接所述旋转臂、固定连接所述转动轮。

7.根据权利要求6所述的搬运机械手，其特征在于：所述取件部件是取件吸盘或夹爪。

8.根据权利要求6所述的搬运机械手，其特征在于：所述取件部件与所述连接板之间通过缓冲器连接。

9.根据权利要求1所述的搬运机械手，其特征在于：所述同步件是同步带，所述同步带绕过所述固定轮和所述转动轮，用于所述固定轮和所述转动轮之间的传动。

10.根据权利要求9所述的搬运机械手，其特征在于：还包括张紧轮，设置在所述固定轮与所述转动轮之间，并抵触于所述同步带上，用于张紧所述同步带。

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