一種搬運機械手的製作方法

2023-07-22 04:21:11 2

專利名稱：一種搬運機械手的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械手，尤其涉及一種搬運機械手。
背景技術：
隨著工業自動化程度的不斷提高，工業機器人和機械手大量湧現，把人們從繁重、 機械以及危險的工作環境中解放出來，並高精度、高效率地完成各種複雜的重複性工作。搬 運機械手是最常用的工業自動化設備，在汽車、包裝、醫藥、家電、電池製造等行業中有著廣 泛的應用。搬運機械手的種類繁多，較為常見的機械手一般由液壓、氣動或伺服電機驅動， 並由單片機或工業計算機進行控制，使用靈活方便、適用性強。但是這類搬運機械手成本 高、控制比較複雜、移動速度受到限制、效率低、故障率高且不易維修。比如，在製造鋰電池 芯的自動或半自動疊片機中，搬運機械手需要滿足高速可靠、控制簡單、成本低等要求，而 常用的液壓、氣動或伺服電機驅動的搬運機械手難以適合。 因此，現有技術還有待於改進與發展。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種搬運機械手，克服現有技術中機械手存在的成本
高、速度慢，效率低、控制複雜、故障率高且不易維修的技術缺陷。 本實用新型的技術方案如下 —種搬運機械手，其包括導軌、水平運動滑塊、輸入軸；所述水平運動滑塊與所述 導軌滑動適配，所述水平運動滑塊可滑動地設置有水平擺臂、以及升降臂；所述升降臂固定 設置有真空吸盤，用於取放物品；其中，所述水平擺臂鉸接設置有水平從動輪，所述升降臂 鉸接設置有升降從動輪；所述輸入軸固定設置有水平凸輪、以及升降凸輪；所述水平從動 輪與所述水平凸輪適配嚙合轉動，為所述搬運機械手提供水平方向位移；所述升降從動輪 與所述升降凸輪適配嚙合轉動，為所述搬運機械手提供豎直方向位移。 所述的搬運機械手，其中，所述升降臂還設置有限位塊，用於控制升降臂移動距離。 所述的搬運機械手，其中，所述搬運機械手還設置有彈簧，所述彈簧兩端分別固定 連接在所述水平從動輪的中心軸與所述輸入軸上，用於向搬運機械手提供水平方向的恢復 彈力。 本實用新型所提供的搬運機械手，由於設置有由水平從動輪與所述水平凸輪適配 嚙合轉動、所述升降從動輪與所述升降凸輪適配嚙合轉動，形成的雙凸輪轉動結構，使得搬 運機械手結構緊湊，成本低，控制簡單，運行平穩，搬運效率高。

圖1為本實用新型的搬運機械手結構俯視圖； 圖2為本實用新型的搬運機械手結構左視圖；[0012] 圖3為本實用新型的搬運機械手結構示意圖； 圖4為本實用新型的搬運機械手結構三維立體圖； 圖5為本實用新型的水平凸輪局部示意圖； 圖6為本實用新型的升降凸輪局部示意圖； 圖7為本實用新型的輸入軸轉動角度與雙凸輪運動距離的關係圖； 圖8為本實用新型的雙凸輪結構局部示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的各較佳實施例進行更為詳細的描述。 本實用新型的搬運機械手，包括導軌12、水平運動滑塊10、導向軸13、以及輸入軸 14，如圖1、2所示。其中，所述輸入軸14固定在基座上(圖中未顯示)，所述輸入軸14固定 設置水平凸輪2、升降凸輪1 ;所述水平運動滑塊IO水平方向對稱設置有垂直凹槽16、以及 垂直凹槽17，其中，所述垂直凹槽16可上下滑動地連接設置有滑塊ll，所述滑塊11鉸接設 置有水平擺臂5，所述水平擺臂5下端固定安裝在所述導向軸13之上，所述水平擺臂5近下 端部還鉸接設置有水平從動輪3，其中，所述水平從動輪3與所述水平凸輪2適配嚙合；所 述垂直凹槽17可上下滑動地連接設置有滑塊9，所述滑塊9下端設置有一通孔18，所述通 孔18用來套裝升降臂7，所述升降臂7下端部鉸接設置有升降從動輪4，其中，所述升降從 動輪4與所述升降凸輪1適配嚙合；所述升降臂7近下端部還設置有限位塊6，用來控制升 降臂7在豎直方向移動距離，防止升降臂7運動到最下端時出現"死點"位置，同時便於裝 配升降臂7，如圖3、4所示。 本實用新型的搬運機械手，由於滑塊11與滑塊9分別安裝在水平運動滑塊10的 相互平行的垂直凹槽16、以及垂直凹槽17內，因此它們有相同的水平運動速度和一致的水 平位移。 本實用新型的搬運機械手，由於所述水平凸輪2與所述升降凸輪1固定設置在同 一輸入軸14上，因此，所述水平凸輪2、所述升降凸輪1與所述輸入軸14同步轉動，即具有 相同的角速度。 本實用新型的搬運機械手，設置有一彈簧(圖中未顯示)，所述彈簧兩端分別固定 連接在所述水平從動輪3的中心軸處、以及所述輸入軸14上，用於為所述搬運機械手提供 水平方向的回覆彈力。 本實用新型的搬運機械手，其水平凸輪2、以及升降凸輪1的平面形狀根據實際 需要可以有多種設置，本實用新型的較佳實施例搬運機械手的水平凸輪平面形狀如圖5所 示，升降凸輪平面形狀如圖6所示。 下面以上述較佳實施例的搬運機械手一個工作周期為例對本實用新型的工作原
理進行詳細的描述，其採用的水平凸輪與升降凸輪的平面形狀如圖5、圖6所示。 本實用新型的搬運機械手一周期輸入軸轉動角度與雙凸輪運動距離的關係如圖7
所示，其具體過程如下 —、輸入軸14在普通電機驅動下轉動，帶動所述水平凸輪2、升降凸輪1同步轉動， 如圖8所示；水平凸輪2通過與水平從動輪3嚙合轉動驅使水平擺臂5向左擺動，所述水平 擺臂5通過所述滑塊11驅動水平運動滑塊10在導軌12上向左水平運動；同時，所述水平
4運動滑塊10帶動所述滑塊9、以及固定在滑塊9上的真空吸盤8 —起向左水平運動。此時， 升降凸輪1與升降從動輪4相嚙合處為大圓弧，因此，搬運機械手在垂直方向無運動。 二、當輸入軸14轉過45°角度時，水平凸輪2與水平從動輪3相互嚙合處為大圓 弧，水平運動滑塊10無水平運動，即搬運機械手水平方向無運動。此時，升降凸輪1與升降 從動輪4的嚙合處為凸輪曲面，在重力作用下，升降臂7垂直向下運動，並帶動滑塊9、以及 固定於滑塊9的真空吸盤8同步垂直向下運動。 三、輸入軸14的轉動到90°時，真空吸盤8垂直向下運動到設定位置，此時，升降 凸輪1與升降從動輪4的嚙合處為小圓弧，水平凸輪2和水平從動輪3的嚙合處仍然為大 圓弧，因此，搬運機械手在這段時間內在水平和豎直方向均無運動，真空吸盤8完成抓取物 體操作。 四、繼續轉動輸入軸14，當轉動到135°時，升降凸輪1和升降從動輪4嚙合處變 為凸輪曲面，此時，升降臂7垂直向上運動，並帶動滑塊9和固定於滑塊9的真空吸盤8同 步垂直向上的運動；此時，水平凸輪2和水平從動輪3嚙合處仍然為大圓弧，即水平方向無 運動。 五、當輸入軸14轉動到180°時，升降臂7上升到初始高度時，升降凸輪1與升降 從動輪4嚙合處變為大圓弧，滑塊9和真空吸盤8垂直方向無運動；此時，水平凸輪2和水 平從動輪3嚙合處變為凸輪曲面，水平擺臂5在彈簧的彈力作用下向右水平滑動，而水平擺 臂5又驅使滑塊11向右水平滑動，同時所述滑塊11帶動水平運動滑塊10、滑塊9、以及固 定於滑塊9上的真空吸盤8同步向右水平運動。 六、當輸入軸14轉動到225。時，即水平擺臂5返回初始位置，此時，水平運動滑塊 10也返回初始位置；水平凸輪2和水平從動輪3嚙合處變為小圓弧，即水平運動滑塊10無 水平運動；此時，升降凸輪1與升降從動輪4嚙合處變為凸輪曲面，在重力作用下，升降臂7 垂直向下運動，並帶動滑塊9、以及固定於滑塊9的真空吸盤8同步垂直向下運動。 七、當輸入軸14轉動到270。時，真空吸盤8向下運動到設定位置，此時，升降凸輪 1與升降從動輪4嚙合處變為小圓弧，水平凸輪2和水平從動輪3嚙合處仍然為大圓弧，因 此，所述搬運機械手在這段時間內在水平、垂直方向均無運動，真空吸盤8完成對所抓取物 體的釋放操作。 八、繼續轉動輸入軸14，當轉動到315°時，升降凸輪1和升降從動輪4嚙合處變 為凸輪曲面，此時，升降臂7垂直向上運動，並帶動滑塊9和固定於滑塊9上的真空吸盤8同 步垂直向上運動，此時，水平凸輪2和水平從動輪3嚙合處仍然為大圓弧，水平方向無運動。 最終，升降臂7帶動滑塊9、以及真空吸盤8回到初始水平位置， 一個轉動周期到此結束。 本實用新型的水平凸輪2和升降凸輪1固定安裝在同一輸入軸14上，通過輸入軸 14的轉動，水平凸輪2輸出水平方向的往復運動，升降凸輪1輸出垂直方向的往復運動，最 終使得所述真空吸盤8實現"倒U型"運動輸出。 本實用新型所提供的搬運機械手，由於設置有由水平從動輪與所述水平凸輪適配 嚙合轉動、所述升降從動輪與所述升降凸輪適配嚙合，形成的雙凸輪轉動結構，為搬運機械 手提供水平、以及豎直方向位移；其結構更加緊湊，控制簡單，運行平穩，大大地提高了機械 手的搬運效率，同時還降低搬運機械手的製造成本。 應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍'
權利要求一種搬運機械手，其包括導軌、水平運動滑塊、輸入軸；所述水平運動滑塊與所述導軌滑動適配，其中，所述水平運動滑塊可滑動地設置有水平擺臂、以及升降臂；所述升降臂固定設置有真空吸盤，用於取放物品；其特徵在於，所述水平擺臂鉸接設置有水平從動輪，所述升降臂鉸接設置有升降從動輪；所述輸入軸固定設置有水平凸輪、以及升降凸輪；其中，所述水平從動輪與所述水平凸輪適配嚙合轉動，為所述搬運機械手提供水平方向位移；所述升降從動輪與所述升降凸輪適配嚙合轉動，為所述搬運機械手提供豎直方向位移。
2. 根據權利要求1所述的搬運機械手，其特徵在於，所述升降臂還設置有限位塊，用於 控制升降臂移動距離。
3. 根據權利要求1所述的搬運機械手，其特徵在於，所述搬運機械手還設置有彈簧，所 述彈簧兩端分別固定連接在所述水平從動輪的中心軸與所述輸入軸上，用於向搬運機械手 提供水平方向的恢復彈力。
專利摘要本實用新型公開了一種搬運機械手，其包括導軌、水平運動滑塊，輸入軸；水平運動滑塊與所述導軌滑動適配，水平運動滑塊滑動地設有水平擺臂、升降臂，升降臂固定設有真空吸盤，用於取放物品；水平擺臂鉸接設有水平從動輪，升降臂鉸接設有升降從動輪；輸入軸固定設有水平凸輪、升降凸輪；水平從動輪與水平凸輪適配嚙合轉動，為搬運機械手提供水平方向位移；升降從動輪與升降凸輪適配嚙合轉動，為搬運機械手提供豎直方向位移。本實用新型所提供的搬運機械手，由於設置有由水平從動輪與水平凸輪、以及升降從動輪與升降凸輪適配嚙合轉動，形成的雙凸輪轉動結構，使得搬運機械手結構緊湊，成本低，控制簡單，運行平穩，搬運效率高。
文檔編號B25J11/00GK201505911SQ20092013141
公開日2010年6月16日 申請日期2009年4月27日 優先權日2009年4月27日
發明者何凱, 冷靜, 李赳華, 杜如虛, 王大志, 謝小輝 申請人:深圳先進技術研究院