一種自動輸送裝箱機的機械臂結構的製作方法

2024-03-04 17:24:15

本發明涉及裝箱設備技術領域，更具體地說，它涉及一種自動輸送裝箱機的機械臂結構。

背景技術：

機械手臂是機械人技術領域中得到最廣泛實際應用的自動化機械裝置，在工業製造、醫學治療、娛樂服務、軍事、半導體製造以及太空探索等領域都能見到它的身影。儘管它們的形態各有不同，但它們都有一個共同的特點，就是能夠接受指令，精確地定位到三維(或二維)空間上的某一點進行作業。

目前機械臂應用到輸送裝箱機上主要用於將物料放入到包裝箱內，其主要包括有機架、機械手、輸送軌、定位機構，機械手用於將物料夾持或放置到位，而輸送軌主要是起到橫向和縱向的令機械手實現移動，定位機構是確保機械手在運動過程中能夠到達準確的位置上。由於現有機械臂的應用至少需要兩個方向的移動，即將物料抬起或放下的縱向，以及水平方向移動的橫向，因此至少需要兩個動力機構供機械手在輸送軌上能夠實現橫、縱向的移動。現有輸送裝箱機的應用中是通過氣缸控制機械手在輸送軌上實現滑移，該結構中只有其中一個氣缸將機械手移動到位後，另一個氣缸才會啟動控制著機械手向另外一個方向移動，例如在將物料放入到包裝箱內時機械手的運動軌跡直來直往，大致為n字形，因此物料的裝箱效率慢，有待提高。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種自動輸送裝箱機的機械臂結構，該機械臂能夠有效提高裝箱效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種自動輸送裝箱機的機械臂結構，包括有橫向滑移臂、縱向滑移臂和機械手，以及用於帶動機械手移動的動力機構，所述機械手設置在縱向滑移臂的下端，所述橫向滑移臂和縱向滑移臂垂直交叉設置，所述橫向滑移臂與縱向滑移臂上設置有滑移機構，通過滑移機構使縱向滑移臂能夠在橫向滑移臂上橫縱向滑移，所述橫向滑移臂的兩端分別轉動設置有第一滾輪和第二滾輪，所述動力機構包括有第一電機和第二電機，所述第一電機帶動第一滾輪轉動，所述第二電機帶動第二滾輪轉動，所述第一滾輪和第二滾輪外繞設有傳動帶，所述傳動帶兩端固定設置在縱向滑移臂的一端，所述縱向滑移臂遠離傳動帶固定的一端設置有第三滾輪，所述傳動帶依次繞過第一滾輪、第三滾輪以及第二滾輪並保持張緊；所述第一電機和第二電機同向同速運轉時機械手橫向直線移動，所述第一電機和第二電機逆向同速運轉時機械手縱向直線移動，所述第一電機和第二電機同向異速或逆向異速運轉時機械手傾斜移動。

本發明進一步設置為：所述橫向滑移臂和/或縱向滑移臂上設置有供傳動帶繞過的從動輪，所述從動輪將傳動帶繞過第一滾輪、第三滾輪以及第二滾輪後增強傳動帶的包裹角度。

本發明進一步設置為：所述滑移機構包括有安裝板和滑軌，所述滑軌設置有兩組，並且分別設置在橫向滑移臂和縱向滑移臂上，所述滑軌分別沿其長度方向設置，所述安裝板滑移設置在橫向滑移臂和縱向滑移臂上，所述安裝板上設置有分別供橫向滑移臂和縱向滑移臂上的滑軌嵌入的滑槽，滑軌嵌入滑槽內安裝板可沿滑軌的長度方向滑移。

本發明進一步設置為：所述安裝板上設置有用於與滑軌實現滑移連接的滑塊，所述滑槽設置在滑塊上，設置有滑槽的滑塊其橫截面呈凹字形結構設置，所述滑塊遠離滑槽的一面與安裝板固定連接。

本發明進一步設置為：所述從動輪轉動連接在安裝板上，所述從動輪設置有四個並且分別靠近橫向滑移臂與縱向滑移臂的交匯處，令繞過從動輪的傳動帶靠近橫向滑移臂和縱向滑移臂。

本發明進一步設置為：所述橫向滑移臂設置有供縱向滑移臂貫穿的移動槽，所述移動槽沿橫向滑移臂的長度方向設置，所述縱向滑移臂穿設在移動槽內並且可沿移動槽的長度方向滑移；所述橫向滑移臂上的滑軌設置有兩條，並且分別設置在移動槽內相向的兩側壁上，所述安裝板設置在橫向滑移臂上的滑軌與縱向滑移臂上的滑軌之間，所述橫向滑移臂上的滑軌嵌入到安裝板上外側的滑槽內，所述縱向滑移臂上的滑軌嵌入到安裝板上內側的滑槽內；所述傳動帶繞過第一滾輪、第三滾輪以及第二滾輪的運行軌跡處於同一平面上。

本發明進一步設置為：所述第一滾輪、第二滾輪以及第三滾輪均為外齒輪，所述傳動帶的內側面設置有用於與外齒輪相嚙合的嚙合槽。

本發明進一步設置為：所述機械手包括有用於與縱向滑移臂連接的安裝座，所述安裝座的底面設置有可用於取放物品的吸盤。

本發明進一步設置為：所述吸盤設置有用於增強吸力的吸附筒，所述吸附筒的側壁往復彎折呈波紋結構設置。

本發明進一步設置為：所述安裝座設置有導通至吸盤內的通氣通道，所述通氣通道一端導通至吸盤內，另一端設置有用於連接氣管的連接頭，氣管連通抽氣泵用於將吸盤內形成負壓。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：機械手在第一電機和第二電機的調控下不僅能夠實現橫向或縱向的直線運動，同時能夠令機械手的行程為弧形或是傾斜的直線運動軌跡，從而有利於降低物料移動時所需的時間，從而有利於提高物料的裝箱效率。便於機械臂從輸送帶上拿取物料再快速移動到包裝箱內。

附圖說明

圖1為機械臂的主視圖；

圖2為機械臂的側視圖；

圖3為圖2中a部放大結構示意圖；

圖4為機械臂的俯視圖；

圖5為機械手的剖面結構示意圖；

圖6為機械手的立體結構示意圖。

附圖標記：1、橫向滑移臂；11、第一滾輪；12、第二滾輪；13、移動槽；2、縱向滑移臂；21、第三滾輪；3、機械手；31、安裝座；311、通氣通道；32、吸盤；321、吸附筒；4、動力機構；41、第一電機；42、第二電機；5、滑移機構；51、安裝板；52、滑軌；53、滑塊；531、滑槽；6、傳動帶；61、從動輪；71、第一行程；72、第二行程；73、第三行程；74、第四行程。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明進一步詳細說明。其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語「前」、「後」、「左」、「右」、「上」和「下」指的是附圖中的方向，詞語「底面」和「頂面」、「內」和「外」分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。

參照圖1-6所示，一種自動輸送裝箱機的機械臂結構，包括有橫向滑移臂1、縱向滑移臂2和機械手3，以及用於帶動機械手3移動的動力機構4，機械手3設置在縱向滑移臂2的下端，橫向滑移臂1和縱向滑移臂2垂直交叉設置，橫向滑移臂1與縱向滑移臂2上設置有滑移機構5，通過滑移機構5使縱向滑移臂2能夠在橫向滑移臂1上橫縱向滑移，橫向滑移臂1的兩端分別轉動設置有第一滾輪11和第二滾輪12，動力機構4包括有第一電機41和第二電機42，第一電機41帶動第一滾輪11轉動，第二電機42帶動第二滾輪12轉動，第一滾輪11和第二滾輪12外繞設有傳動帶6，傳動帶6兩端固定設置在縱向滑移臂2的一端，縱向滑移臂2遠離傳動帶6固定的一端設置有第三滾輪21，傳動帶6依次繞過第一滾輪11、第三滾輪21以及第二滾輪12並保持張緊；第一電機41和第二電機42同向同速運轉時機械手3橫向直線移動，第一電機41和第二電機42逆向同速運轉時機械手3縱向直線移動，第一電機41和第二電機42同向異速或逆向異速運轉時機械手3傾斜移動。

參照圖1所示，機械臂運行過程中將第一滾輪11至橫向滑移臂1與縱向滑移臂2交匯處的距離為第一行程71，第二滾輪12至橫向滑移臂1與縱向滑移臂2交匯處的距離為第二行程72，縱向滑移臂2的頂端至橫向滑移臂1與縱向滑移臂2交匯處的距離為第三行程73，縱向滑移臂2的底端至橫向滑移臂1與縱向滑移臂2交匯處的距離為第四行程74。

當第一電機41和第二電機42同向同速運轉時機械手3橫向直線移動：例如第一電機41和第二電機42均順時針運轉，轉速一致時，第一行程71變長的同時第二行程72會變短，並且第三行程73和第四行程74均保持不變，因此機械手3橫向向右直線移動。

當第一電機41和第二電機42逆向同速運轉時機械手3縱向直線移動：例如第一電機41順時針運轉，第二電機42逆時針運轉，轉速一致時，第一行程71與第二行程72均保持不變，而第三行程73變長的同時第四行程74會變短，因此機械手3縱向向上直線移動。

當第一電機41和第二電機42同向異速運轉時機械手3傾斜移動：例如第一電機41和第二電機42均順時針運轉，第一電機41的轉速大於第二電機42的轉速時，第一行程71與第四行程74均在逐漸變短，而第二行程72與第三行程73在逐漸變長，因此機械手3在向左移動的同時向上移動，從而使機械手3傾斜移動。

當第一電機41和第二電機42逆向異速運轉時機械手3傾斜移動：例如第一電機41順時針運轉，第二電機42逆時針運轉，第一電機41的轉速大於第二電機42的轉速時，第一行程71與第三行程73均在逐漸變短，而第二行程72與第四行程74在逐漸變長，因此機械手3在向左移動的同時向下移動，從而使機械手3傾斜移動。

綜上所述，機械手3在第一電機41和第二電機42的調控下不僅能夠實現橫向或縱向的直線運動，同時能夠令機械手3的行程為弧形或是傾斜的直線運動軌跡，從而有利於降低物料移動時所需的時間，從而有利於提高物料的裝箱效率。便於機械臂從輸送帶上拿取物料再快速移動到包裝箱內。

橫向滑移臂1和/或縱向滑移臂2上設置有供傳動帶6繞過的從動輪61，從動輪61將傳動帶6繞過第一滾輪11、第三滾輪21以及第二滾輪12後增強傳動帶6的包裹角度。傳動帶6繞過從動輪61後增加了傳動帶6與各滾輪之間的接觸面積，從而有利於避免滾輪帶動傳動帶6時出現打滑現象，有效提高動力傳輸的穩定性。此外也進一步將傳動帶6收攏，避免傳動帶6在運行過程中被碰觸到而造成事故。

滑移機構5包括有安裝板51和滑軌52，滑軌52設置有兩組，並且分別設置在橫向滑移臂1和縱向滑移臂2上，滑軌52分別沿其長度方向設置，安裝板51滑移設置在橫向滑移臂1和縱向滑移臂2上，安裝板51上設置有分別供橫向滑移臂1和縱向滑移臂2上的滑軌52嵌入的滑槽531，滑軌52嵌入滑槽531內安裝板51可沿滑軌52的長度方向滑移。縱向滑移臂2可根據設置在縱向滑移臂2上的滑軌52嵌入到滑槽531內，使縱向滑移臂2能夠在安裝板51上順暢滑移，而安裝板51又可根據設置在橫向滑移臂1上的滑軌52嵌入到滑槽531內，使安裝板51能夠在橫向滑移臂1上順暢滑移，該結構便於實現橫向滑移臂1與縱向滑移臂2的相對滑移。

安裝板51上設置有用於與滑軌52實現滑移連接的滑塊53，滑槽531設置在滑塊53上，設置有滑槽531的滑塊53其橫截面呈凹字形結構設置，滑塊53遠離滑槽531的一面與安裝板51固定連接。滑塊53可通過螺釘固定安裝到安裝板51上，並且設置有滑槽531的一面朝向外側，方便滑軌52嵌入到滑槽531內，該結構有利於降低安裝板51的整體厚度，無需直接在安裝板51上開槽，有利於降低材料成本以及加工成本；並且與一條滑軌52連接的滑塊53可以設置有兩個，不僅有效增強滑軌52與滑塊53的連接穩固效果，同時也可以避免滑塊53在滑軌52上產生擺動。

從動輪61轉動連接在安裝板51上，從動輪61設置有四個並且分別靠近橫向滑移臂1與縱向滑移臂2的交匯處，令繞過從動輪61的傳動帶6靠近橫向滑移臂1和縱向滑移臂2。進一步簡化從動輪61的設置方式，雖然可以在各滾輪的兩側分別設置從動輪61，從而使繞過從動輪61的傳動帶6能夠增加對滾輪的包裹角度，但該方式的設置需要6個從動輪61，因此將從動輪61設置有四個並且分別靠近橫向滑移臂1與縱向滑移臂2的交匯處，不僅能夠起到同樣的增加傳動帶6對滾輪包裹角度的作用，同時減少了從動輪61的數量，並且設置方式也無需額外增設結構，有利於降低生產成本。

橫向滑移臂1設置有供縱向滑移臂2貫穿的移動槽13，移動槽13沿橫向滑移臂1的長度方向設置，縱向滑移臂2穿設在移動槽13內並且可沿移動槽13的長度方向滑移；橫向滑移臂1上的滑軌52設置有兩條，並且分別設置在移動槽13內相向的兩側壁上，安裝板51設置在橫向滑移臂1上的滑軌52與縱向滑移臂2上的滑軌52之間，橫向滑移臂1上的滑軌52嵌入到安裝板51上外側的滑槽531內，縱向滑移臂2上的滑軌52嵌入到安裝板51上內側的滑槽531內；傳動帶6繞過第一滾輪11、第三滾輪21以及第二滾輪12的運行軌跡處於同一平面上。橫向滑移臂1與縱向滑移臂2不僅相互垂直設置，同時縱向滑移臂2是從橫向滑移臂1內貫穿設置的，使傳動帶6的運行軌跡能夠處於同一平面上，從而避免傳動帶6的扭曲而影響傳動穩定性。

第一滾輪11、第二滾輪12以及第三滾輪21均為外齒輪，傳動帶6的內側面設置有用於與外齒輪相嚙合的嚙合槽。通過外齒輪與傳動帶6嚙合傳動，有效避免滾輪帶動傳動帶6時出現打滑現象，有利於提高傳動帶6的運轉穩定程度。

機械手3包括有用於與縱向滑移臂2連接的安裝座31，安裝座31的底面設置有可用於取放物品的吸盤32。機械手3通過吸盤32取物能夠有效避免在吸取物料時對物料產生破壞。

吸盤32設置有用於增強吸力的吸附筒321，吸附筒321的側壁往復彎折呈波紋結構設置。吸附筒321增加了吸盤32的內部容積，因此將吸附筒321內的空氣排空後大大增強了吸盤32吸附物料時的吸附力，因此吸附筒321有利於增強吸盤32吸附物料時的吸附力，避免物料在移動過程中掉落。

安裝座31設置有導通至吸盤32內的通氣通道311，通氣通道311一端導通至吸盤32內，另一端設置有用於連接氣管的連接頭，氣管連通抽氣泵用於將吸盤32內形成負壓。抽氣泵通過氣管，將連通至吸盤32的通氣通道311均形成負壓，該操作方式快速且方便，並且通過抽氣泵的抽氣時機械手3的取物更穩定。

以上僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。