一种可任意3D曲线工作的机械手制造技术

一种可任意3D曲线工作的机械手，属于自动化设备技术领域。一种可任意3D曲线工作的机械手，其特征在于：包括机架（1）、行走机构、w轴旋转机构（6）以及抓取机构（7），行走机构安装在机架（1）上，并能够分别沿x轴、y轴和z轴移动，w轴旋转机构（6）安装在行走机构上，抓取机构（7）安装在w轴旋转机构（6）上；抓取机构（7）包括抓取机构主体（45）以及安装在抓取机构主体（45）上的栈板抓取机构和瓷砖抓取机构。本机械手的抓取机构更加灵活，瓷砖抓取机构和栈板抓取机构能够分别抓取瓷砖和栈板。

A manipulator capable of working on arbitrary 3D curves

The utility model relates to a manipulator capable of working with arbitrary 3D curves, belonging to the technical field of automatic equipment. A mechanical hand can be arbitrary 3D curve, which comprises a stander (1), walking mechanism, w axis rotation mechanism (6) and (7), walking gripper mechanism is mounted on the machine frame (1), and respectively along the X axis, Y axis and Z axis, w axis rotary mechanism (6) installed on the walking mechanism, grasping mechanism (7) installed in the w axis rotation mechanism (6); (7) including grasping grasping mechanism body (45) and the installation of main body in the grasping mechanism (45) on the pallet grab mechanism and tile grab mechanism. The mechanical hand gripper mechanism more flexible, tile grabbing mechanism and pallet grab mechanism able to grab the tiles and pallets respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种可任意3D曲线工作的机械手
一种可任意3D曲线工作的机械手，属于自动化设备

技术介绍
机械手是指能够模仿人手和臂的某些功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，机械手代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，机械手广泛的应用于机械制造、冶金、电子、轻功和原子能等部门。在瓷砖生产行业中，机械手主要作用是瓷砖的转运以及瓷砖的码垛，现有机械手通常能够完成x轴、y轴以及z轴的移动，x轴、y轴分别指在水平纵向以及水平横向的移动，z轴指的是在竖直方向的移动，从而实现在三维空间内对瓷砖进行转运或者码垛。现有机械手在对瓷砖进行转运或码垛时，存在如下问题：1、无法改变瓷砖的姿态，只能按照瓷砖原有的姿态进行运输，因此在转运后对瓷砖进行码垛时，只能够按照同一个方式对瓷砖进行码垛，灵活性较差，对码垛的环境的要求较高，使用不方便；2、机械手沿x轴、y轴、z轴的移动只能按照恒定的速度运行，为了保证在转运过程中不会对抓取的瓷砖造成破坏，需要机械手的运行速度较低，严重影响了机械手的工作效率；3、机械手沿z轴移动时，z轴立柱会带动抓取的瓷砖升降，由于每次抓取的瓷砖的数量不同，因此会出现z轴立柱每次升降时的重量存在差异，这样一方面使机械手在工作时可能产生震动，还可能会出现由于无法精确控制移动速度而发生碰撞的问题；4、现有机械手的动力装置通常为电机，而且电机通常是固定在机架上，在机械手行走距离过大，尤其是距离电机较远时，由于传动距离过大，会出现动力不足的问题，而且运行速度也很不稳定；5、在对瓷砖进行码垛时，为了方便瓷砖的后续转运或装车，通常需要放置栈板，既方便了后续的操作，又能够避免对瓷砖造成损坏。现有机械手在码垛时，栈板需要人工放置。由于机械手需要与瓷砖生产线配合，因此在日常生产过程中，机械手不能停机，这就需要工人在机械手工作过程中放置栈板，存在安全隐患。而且现有机械手对栈板的位置的要求比较高，在放置时需要将栈板按照机械手工作的位置精确放置，使用很不方便。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种抓取机构能够绕竖直方向转动、灵活度高、能够独立抓取栈板和瓷砖的可任意3D曲线工作的机械手。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该可任意D曲线工作的机械手，其特征在于：包括机架、行走机构、w轴旋转机构以及抓取机构，行走机构安装在机架上，并能够分别沿x轴、y轴和z轴移动，w轴旋转机构安装在行走机构上，抓取机构安装在w轴旋转机构上；抓取机构包括抓取机构主体以及安装在抓取机构主体上的栈板抓取机构和瓷砖抓取机构。优选的，所述的机架的底部设有栈板库以及瓷砖库。优选的，所述的行走机构包括y轴行走机构、x轴行走机构以及z轴行走机构，y轴行走机构安装在所述机架上，x轴行走机构安装在y轴行走机构上，z轴行走机构安装在x轴行走机构上，所述w轴旋转机构安装在z轴行走机构上。优选的，所述的y轴行走机构包括悬挂机构以及y轴动力机构，悬挂机构有两个，对称设置在所述x轴行走机构两端，y轴动力机构安装在悬挂机构上并带动悬挂机构直线移动。优选的，所述的瓷砖抓取机构包括瓷砖夹板以及夹板动力单元，夹板动力单元与瓷砖夹板之间设有夹板传动机构。优选的，所述的瓷砖夹板用于夹取瓷砖的一侧设有橡胶，且瓷砖夹板的下端向靠近瓷砖的一侧倾斜。优选的，所述的抓取机构主体上设有对瓷砖抓取机构进行限位的瓷砖抓取限位单元。优选的，所述的栈板抓取机构包括栈板抓取手指以及手指动力单元，栈板抓取手指与手指动力单元之间设有栈板传动机构。优选的，抓取机构主体的侧面设有栈板夹紧导向板，栈板夹紧导向板的自由端为由下至上逐渐内凹的弧形，所述栈板抓取手指的一端铰接在手指动力单元上，且铰接点与栈板夹紧导向板之间的栈板抓取手指上设有手指导向轴承，手指动力单元推动栈板抓取手指水平移动，手指导向轴承与栈板夹紧导向板的自由端配合，实现栈板抓取手指的夹紧或伸开。与现有技术相比，本技术的可任意3D曲线工作的机械手所具有的有益效果是：1、本机械手的抓取机构安装在w轴旋转机构上，增加了抓取机构的自由度，使抓取机构更加灵活，从而使本机械手在移动瓷砖的同时，还能够对瓷砖的姿态进行变换，从而能够根据需要对瓷砖进行码垛，使用方便；瓷砖抓取机构和栈板抓取机构能够分别抓取瓷砖和栈板，使用方便，而且在对瓷砖进行码垛时，不需要人工放置栈板，栈板放置的精确度高，栈板抓取机构和瓷砖抓取机构能够独立工作，且相互之间不会产生影响，提高了抓取机构抓取物品的种类，提高了本机械手的自动化程度，使用方便。2、栈板库能够储存栈板，本机械手能够直接抓取栈板库内的栈板并放置在瓷砖库内，并依此抓取瓷砖放置在瓷砖库的栈板上，从而对瓷砖进行码垛，使用方便，而且自动化程度高。3、x轴行走机构、y轴行走机构以及z轴行走机构分别带动抓取机构沿x轴、y轴和z轴方向行走，使抓取机构的动作更加灵活。4、x轴行走机构通过悬挂机构安装在机架上，y轴动力机构带动悬挂机构直线移动，使y轴动力机构不会受到抓取的瓷砖或栈板的重力的影响，从而保证了悬挂机构的行走更加平稳、更加精确。5、夹板动力单元通过夹板传动机构推动瓷砖夹板同步向相反的方向运动，从而夹紧或松开瓷砖，瓷砖夹板运动的同步性好，夹取牢固。6、瓷砖夹板上的橡胶能够增大瓷砖夹板与瓷砖之间的摩擦力，从而避免夹取瓷砖的过程中瓷砖脱落，还能够避免瓷砖夹板对瓷砖造成损坏，瓷砖夹板倾斜设置，在夹取瓷砖时能够与瓷砖贴合，从而使瓷砖夹取的更加牢固。7、瓷砖抓取限位单元能够对夹板动力单元进行限位，从而对瓷砖夹板的行程进行限位，从而使瓷砖夹板能够更好的松开并夹紧瓷砖，避免松开不到位或夹坏瓷砖。8、栈板传动机构能够使栈板抓取手指能够同时向相同或相反的放行运动，从而使栈板抓取手指同步夹紧或伸开。9、指动力单元带动栈板抓取手指水平移动，当手指导向轴承脱离栈板夹紧导向板时，瓷砖抓取手指在重力作用下会处于松开状态，当手指导向轴承与栈板夹紧导向板的自由端配合时，由于栈板夹紧导向板的自由端会使手指导向轴承逐渐向上运动，从而使栈板抓取手指夹紧，结构简单，使用寿命长。10、本可任意3D曲线工作的机械手的动作工艺根据三维空间的坐标抓取并放置栈板和瓷砖，放置的精确度高，行走机构和w轴旋转机构自动调节速度，提高了工作效率，并且与瓷砖生产线配合时，能够根据生产线的瓷砖生产速度自动调节移动速度，从而更好地与瓷砖生产线相配合。附图说明图1为机械手的立体示意图。图2为行走机构的主视示意图。图3为y轴行走机构的主视示意图。图4为y轴行走机构的俯视示意图。图5为同步轴的主视示意图。图6为x轴行走机构的主视示意图。图7为z轴行走机构的主视示意图。图8为z轴动力机构的立体示意图。图9为图8中A处的局部放大图。图10为w轴旋转机构的主视示意图。图11为图10的B-B方向的剖视示意图。图12为抓取机构的主视示意图。图13为抓取机构的俯视示意图。图14为抓取驱动机构的立体示意图。图中：1、机架2、y轴行走机构3、x轴行走机构4、z轴行走机构5、瓷砖库6、w轴旋转机构7、抓取机构8、栈板库9、可调包胶轮10、导向轮11、主动包胶轮12、包角调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可任意3D曲线工作的机械手，其特征在于：包括机架（1）、行走机构、w轴旋转机构（6）以及抓取机构（7），行走机构安装在机架（1）上，并能够分别沿x轴、y轴和z轴移动，w轴旋转机构（6）安装在行走机构上，抓取机构（7）安装在w轴旋转机构（6）上；抓取机构（7）包括抓取机构主体（45）以及安装在抓取机构主体（45）上的栈板抓取机构和瓷砖抓取机构。

【技术特征摘要】
1.一种可任意3D曲线工作的机械手，其特征在于：包括机架（1）、行走机构、w轴旋转机构（6）以及抓取机构（7），行走机构安装在机架（1）上，并能够分别沿x轴、y轴和z轴移动，w轴旋转机构（6）安装在行走机构上，抓取机构（7）安装在w轴旋转机构（6）上；抓取机构（7）包括抓取机构主体（45）以及安装在抓取机构主体（45）上的栈板抓取机构和瓷砖抓取机构。2.根据权利要求1所述的可任意3D曲线工作的机械手，其特征在于：所述的机架（1）的底部设有栈板库（8）以及瓷砖库（5）。3.根据权利要求1所述的可任意3D曲线工作的机械手，其特征在于：所述的行走机构包括y轴行走机构（2）、x轴行走机构（3）以及z轴行走机构（4），y轴行走机构（2）安装在所述机架（1）上，x轴行走机构（3）安装在y轴行走机构（2）上，z轴行走机构（4）安装在x轴行走机构（3）上，所述w轴旋转机构（6）安装在z轴行走机构（4）上。4.根据权利要求3所述的可任意3D曲线工作的机械手，其特征在于：所述的y轴行走机构（2）包括悬挂机构以及y轴动力机构，悬挂机构有两个，对称设置在所述x轴行走机构（3）两端，y轴动力机构安装在悬挂机构上并带动悬挂机构直线移动。5.根据权利要求1所述的可任意3D曲线工...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢东，周继刚，李建华，崔永彬，孙文才，马冬冬，邱羽，
申请(专利权)人：山东爱而生智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37