一種機械手的製作方法

2023-07-23 10:26:21 4

專利名稱：一種機械手的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械設備製造技術領域，特別涉及一種機械手。
背景技術：
現在碼垛設備種類繁多，大致分為兩種，一種是多軸絲杆傳動，還有一種是庫卡機器人或類似庫卡機器人的機械臂，抓手部位採用機械結構或真空吸盤結構。其中，多軸絲杆傳動實現高速運轉的難度大，且成本較高，庫卡機器人可實現高速運轉，但是其結構複雜且成本太高，在不太複雜的堆垛工序中使用機器人過於浪費。例如，在電池的生產包裝過程中，需要對電池進行快速碼垛和拆垛，需要一種成本較低且可實現高速運作的自動化機械設備來完成拆垛碼垛。因此，如何製作一種成本較低且可高速運作的自動化機械設備來完成拆垛碼垛，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型提供了一種機械手，其結構簡單，成本較低，且可高速運轉。為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:一種機械手，包括:第一傳動軸，所述第一傳動軸兩端分別設置有第一驅動輪和第二驅動輪；一端設置有自適應從動輪的第二傳動軸，所述第二傳動軸與所述第一傳動軸交叉布置，且所述第二傳動軸相對於所述第一傳動軸可自由平移；兩端均固定到所述第二傳動軸的另一端的同步帶，所述同步帶依次繞過所述第一驅動輪、所述自適應從動輪和所述第二驅動輪，並且，由所述第一驅動輪和所述第二驅動輪驅動傳動；安裝到所述第二傳動軸上的機械抓手。優選地，在上述機械手中，所述第一驅動輪由第一伺服電機驅動，所述第二驅動輪由第二伺服電機驅動。優選地，在上述機械手中，還包括用於將所述同步帶按壓到所述第一驅動輪、所述自適應從動輪和所述第二驅動輪上的壓緊裝置。優選地，在上述機械手中，所述壓緊裝置包括用於按壓所述同步帶的四個承載從動輪，四個所述承載從動輪分別位於所述第二傳動軸與所述第一傳動軸的四個夾角處，並通過定位機構固連在一起。優選地，在上述機械手中，所述第二傳動軸與所述第一傳動軸垂直布置。優選地，在上述機械手中，所述機械抓手與所述自適應從動輪位於所述第二傳動軸的同一端。優選地，在上述機械手中，所述機械抓手包括四個用於抓取操作的抓手單元，四個所述抓手單元呈矩形布置，通過氣缸驅動可同時且等速地向中心移動。[0018]優選地，在上述機械手中，所述機械抓手還包括:安裝板；中心連接件，所述中心連接件可轉動地設置到所述安裝板上，所述中心連接件上設置有四個連接部分，其中兩個所述連接部分關於所述中心連接件的轉動中心中心對稱，另外兩個所述連接部分也關於所述轉動中心中心對稱；設置於所述安裝板上的四個直線導軌，其中兩個所述直線導軌關於所述轉動中心中心對稱，另外兩個所述直線導軌也關於所述轉動中心中心對稱，四個所述抓手單元分別與不同的所述直線導軌滑動連接；四個連杆，每個所述連杆的兩端分別與一個所述連接部分和一個所述抓手單元鉸接，且不同的所述連杆鉸接於不同的所述連接部分和不同的所述抓手單元。優選地，在上述機械手中，所述氣缸有兩個，分別驅動不同的所述抓手單元。優選地，在上述機械手中，所述機械手為用於對電池板盤進行拆垛碼垛的機械手。從上述的技術方案可以看出，本實用新型實施例提供的機械手中，由於第二傳動軸相對於第一傳動軸可自由平移，所以，當第一驅動輪和第二驅動輪驅動同步帶傳動時，通過對第一驅動輪和第二驅動輪的轉速和轉向分別進行設置，可以令第二傳動軸上下平移或左右平移，甚至是按一定的傾斜角度平移，從而，帶動機械抓手移動，令機械抓手在不同的位置進行抓取的操作。由於同步帶傳動不僅結構緊湊而且傳動比準確，可見，本實用新型實施例提供的機械手通過一根同步帶和兩個傳動軸構成的簡單機構即可實現控制機械抓手在不同位置進行精確定位的目的，不僅結構簡單，成本低廉，而且可實現高速運轉。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例提供的機械手的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的機械抓手的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型公開了一種機械手，其結構簡單，成本較低，且可高速運作。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。請參閱圖1和圖2，圖1為本實用新型實施例提供的機械手的結構示意圖，圖2為本實用新型實施例提供的機械抓手的結構示意圖。本實用新型實施例提供的機械手，包括第一傳動軸1、第二傳動軸2、同步帶3和機械抓手5。其中，第一傳動軸I兩端分別設置有第一驅動輪11和第二驅動輪12 ;第二傳動軸2與第一傳動軸I交叉布置的同時，第二傳動軸2相對於第一傳動軸I可自由平移，並且第二傳動軸2的一端設置有自適應從動輪21 ;同步帶3依次繞過第一驅動輪11、自適應從動輪21和第二驅動輪12，同時，同步帶3的兩端均固定到第二傳動軸2的另一端，且同步帶3由第一驅動輪11和第二驅動輪12驅動傳動；機械抓手5安裝到第二傳動軸2上，隨第二傳動軸2的移動而移動。從上述技術方案可以看出，本實用新型實施例提供的機械手中，由於第二傳動軸2相對於第一傳動軸I可自由平移，所以，當第一驅動輪11和第二驅動輪12驅動同步帶3傳動時，通過對第一驅動輪11和第二驅動輪12的轉速和轉向分別進行設置，可以令第二傳動軸2相對於第一傳動軸I上下平移或左右平移，甚至是按一定的傾斜角度平移，從而，帶動機械抓手5移動，令機械抓手5在不同的位置進行抓取的操作。由於同步帶傳動不僅結構緊湊而且傳動比準確，可見，本實用新型實施例提供的機械手通過一根同步帶3和兩個傳動軸構成的簡單機構即可實現控制機械抓手5在不同位置進行精確定位的目的，不僅結構簡單，成本低廉，而且可實現高速運轉。為了進一步優化上述技術方案，本實施例中的第一傳動軸I固定安裝，第二傳動軸2與第一傳動軸I垂直布置，第一驅動輪11由第一伺服電機驅動，第二驅動輪12由第二伺服電機驅動。當第一驅動輪11和第二驅動輪12同時等速或等加速順時針旋轉時，第二傳動軸2帶著機械抓手5沿第一傳動軸I的軸線方向水平向右移動；當第一驅動輪11和第二驅動輪12同時等速或等加速逆時針旋轉時，第二傳動軸2帶著機械抓手5水平向左移動；當第一驅動輪11逆時針且第二驅動輪12順時針等速或等加速旋轉時，第二傳動軸2帶著機械抓手5沿第二傳動軸2的軸線方向豎直向上提升；當第一驅動輪11順時針且第二驅動輪12逆時針等速或等加速旋轉時，第二傳動軸2帶著機械抓手5豎直向下運動；當第一驅動輪11和第二驅動輪12的運轉速度不一致時，可實現兩軸聯動，即機械抓手5可以沿斜線或曲線運動。但是並不局限於此，本實施例中的第二傳動軸2與第一傳動軸I也可以按其它角度布置，第一驅動輪11和第二驅動輪12還可以由步進電機驅動轉動，此時，同樣可以通過對第一驅動輪11和第二驅動輪12的轉速和轉向進行不同的設置，達到令第二傳動軸2相對於第一傳動軸I做不同方向的平移的目的，因此，本實用新型對此並不做限定。為了進一步優化上述技術方案，同步帶3通過壓緊裝置實現與第一驅動輪11、自適應從動輪21和第二驅動輪12的緊密接觸，以達到有效且精確傳動的目的。如圖1所示，在本實施例中，壓緊裝置包括用於壓緊同步帶3的四個承載從動輪4，四個承載從動輪4分別位於第二傳動軸2與第一傳動軸I的四個夾角處，並通過定位機構固連在一起。當第二傳動軸2與第一傳動軸I發生相對移動時，此壓緊裝置相對於第二傳動軸2和/或第一傳動軸I也發生位移，但是其中的四個承載從動輪4始終分別位於第二傳動軸2與第一傳動軸I的四個夾角處，從而起到始終壓緊傳動帶3的目的。在一個優選地具體實施例中，定位機構將四個承載從動輪4的軸心固連在一起，同時，四個承載從動輪4均可隨傳動帶3的傳動而轉動。但是，本領域技術人員來說，壓緊裝置的具體結構存在多種設計形式，均可用到本實施例中用於壓緊同步帶3，例如，在第二傳動軸2與第一傳動軸I上分別設置有與其自身固連的用於壓緊傳動帶3的從動輪。因此，本實用新型在此不作贅述。在本實施例中，機械抓手5與自適應從動輪21可分別位於第二傳動軸2的兩端，也可位於第二傳動軸2的同一端,如圖1所不，機械抓手5與在第二傳動軸2 —端設置的自適應從動輪21的轉動軸連接，從而隨第二傳動軸2的平移而平移。其中，機械抓手5包括四個用於抓取操作的抓手單元51，四個抓手單元51呈矩形布置，通過氣缸6的驅動可同時且等速地向中心移動，以實現對部件或產品抓緊的目的。具體地，如圖2所示，機械抓手5還包括安裝板55、中心連接件52和四個連杆54，以及設置於安裝板55上的四個直線導軌53。其中，中心連接件52可轉動地設置到安裝板55上，並且，中心連接件52上設置有四個連接部分，其中兩個連接部分關於中心連接件52的轉動中心中心對稱，另外兩個連接部分也關於轉動中心中心對稱，即中心連接件52上沿周向對稱地設置有四個連接部分，用於與連杆54鉸接；其中兩個直線導軌53關於中心連接件52的轉動中心中心對稱，另外兩個直線導軌53也關於該轉動中心中心對稱，並且，每個抓手單元51分別與不同的直線導軌53滑動連接；此外，每個連杆54的兩端分別與一個抓手單元51和中心連接件52上的一個連接部分鉸接，即一個抓手單元51與一個連杆54的一端鉸接，此連杆54的另一端再和中心連接件52上的一個連接部分鉸接，且不同的連杆54鉸接於不同的連接部分和不同的抓手單元51。最終，當氣缸6推動其中一個抓手單元51沿導軌53滑動時，通過連杆54的傳動，其它的抓手單元51均同時且等速地向轉動中心移動。可見，該連杆機構能確保每個抓手單元51在開合過程中的移動量、移動速度和移動加速度保持高度一致，高精度的直線導軌53保證了其重複定位精度，同時，直線導軌53的斜角角度和位置通過精確計算確保了機械抓手5在進行抓緊操作時，能夠與要抓取的產品緊密貼
入
口 ο為了進一步優化上述技術方案，本實施例中的氣缸6有兩個，且分別驅動不同的抓手單元51。在此需要說明的是，本機械手可應用於多種領域，例如，對電池板盤的拆垛碼垛，此時機械抓手5要抓取的產品即為電池板盤，其中，抓手單元51的布置要和電池板盤的形狀結構適配即可。但並不局限於此，本實用新型對應用領域不做限定。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求1.一種機械手，其特徵在於，包括: 第一傳動軸(I )，所述第一傳動軸(I)兩端分別設置有第一驅動輪(11)和第二驅動輪(12)； 一端設置有自適應從動輪(21)的第二傳動軸(2)，所述第二傳動軸(2)與所述第一傳動軸(I)交叉布置，且所述第二傳動軸(2)相對於所述第一傳動軸(I)可自由平移； 兩端均固定到所述第二傳動軸(2)的另一端的同步帶(3)，所述同步帶(3)依次繞過所述第一驅動輪(11)、所述自適應從動輪(21)和所述第二驅動輪(12)，並且，由所述第一驅動輪(11)和所述第二驅動輪(12)驅動傳動； 安裝到所述第二傳動軸(2)上的機械抓手(5)。
2.根據權利要求1所述的機械手，其特徵在於，所述第一驅動輪(11)由第一伺服電機驅動，所述第二驅動輪(12)由第二伺服電機驅動。
3.根據權利要求1所述的機械手，其特徵在於，還包括用於將所述同步帶(3)按壓到所述第一驅動輪(11)、所述自適應從動輪(21)和所述第二驅動輪(12)上的壓緊裝置。
4.根據權利要求3所述的機械手，其特徵在於，所述壓緊裝置包括用於按壓所述同步帶(3)的四個承載從動輪(4)，四個所述承載從動輪(4)分別位於所述第二傳動軸(2)與所述第一傳動軸(I)的四個夾角處，並通過定位機構固連在一起。
5.根據權利要求1所述的機械手，其特徵在於，所述第二傳動軸(2)與所述第一傳動軸Cl)垂直布置。
6.根據權利要求1所述的機械手，其特徵在於，所述機械抓手(5)與所述自適應從動輪(21)位於所述第二傳動軸(2)的同一端。
7.根據權利要求1所述的機械手，其特徵在於，所述機械抓手(5)包括四個用於抓取操作的抓手單元(51)，四個所述抓手單元(51)呈矩形布置，通過氣缸(6)驅動可同時且等速地向中心移動。
8.根據權利要求7所述的機械手，其特徵在於，所述機械抓手(5)還包括: 安裝板(55)； 中心連接件(52)，所述中心連接件(52)可轉動地設置到所述安裝板(55)上，所述中心連接件(52)上設置有四個連接部分，其中兩個所述連接部分關於所述中心連接件(52)的轉動中心中心對稱，另外兩個所述連接部分也關於所述轉動中心中心對稱； 設置於所述安裝板(55)上的四個直線導軌(53)，其中兩個所述直線導軌(53)關於所述轉動中心中心對稱，另外兩個所述直線導軌(53)也關於所述轉動中心中心對稱，四個所述抓手單元(51)分別與不同的所述直線導軌(53)滑動連接； 四個連杆(54)，每個所述連杆(54)的兩端分別與一個所述連接部分和一個所述抓手單元(51)鉸接，且不同的所述連杆(54)鉸接於不同的所述連接部分和不同的所述抓手單元(51)。
9.根據權利要求8所述的機械手，其特徵在於，所述氣缸(6)有兩個，分別驅動不同的所述抓手單元(51)。
10.根據權利要求1-9任一項所述的機械手，其特徵在於，所述機械手為用於對電池板盤進行拆垛碼垛的機械手。
專利摘要本實用新型公開了一種機械手，包括第一傳動軸，第一傳動軸兩端分別設置有第一驅動輪和第二驅動輪；一端設置有自適應從動輪的第二傳動軸，第二傳動軸與第一傳動軸交叉布置，且第二傳動軸相對於第一傳動軸可自由平移；兩端均固定到第二傳動軸的另一端的同步帶，同步帶依次繞過第一驅動輪、自適應從動輪和第二驅動輪，並且，由第一驅動輪和第二驅動輪驅動傳動；安裝到第二傳動軸上的機械抓手。當第一驅動輪和第二驅動輪驅動同步帶傳動時，通過對第一驅動輪和第二驅動輪的轉速和轉向的不同設置，可以令第二傳動軸上下平移或左右平移，甚至是按一定的傾斜角度平移，從而，可實現控制機械抓手在不同位置進行精確定位的目的。
文檔編號B65G61/00GK202985563SQ20122073598
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者陳和良, 仇榮剛, 胡增, 陳聰蔚 申請人:中銀(寧波)電池有限公司