一种用于生产流水线的物料搬运机械手制造技术

本发明专利技术涉及物料运输机械设备领域，具体的说是一种用于生产流水线的物料搬运机械手。包括底座、竖直升降机构、第一旋转机构、水平移动机构、第二旋转机构以及机械手本体；竖直升降机构设置在底座上，第一旋转机构与竖直升降机构相连，竖直升降机构能够带动第一旋转机构进行竖直升降；水平移动机构与第一旋转机构相连接，能够随着第一旋转机构进行旋转；所述的机械手本体通过第二旋转机构与水平移动机构相连，能够在水平移动机构的带动下进行水平移动，并能在第二旋转机构的带动下进行二次旋转。本发明专利技术可有效的降低人工成本，提高生产效率，用于生产流水线的物料搬运。

A material handling manipulator used in production lines

The invention relates to the field of material transportation machinery and equipment, in particular, a material handling manipulator used for production lines. The lifting mechanism comprises a base, a vertical and horizontal rotation mechanism, the first moving mechanism, second rotating mechanism and a manipulator; the vertical lifting mechanism is arranged on the base, a vertical lifting mechanism is connected with the first rotating mechanism, a vertical lifting mechanism which can drive the first rotary mechanism is vertically connected; the horizontal moving mechanism and the first rotation mechanism, along with the the first rotation mechanism to rotate; the body of the manipulator is connected by second rotating mechanism and a horizontal moving mechanism, horizontal moving can be driven by the horizontal movement mechanism, two rotation and in second rotation mechanism driven by. The invention can effectively reduce the artificial cost, improve the production efficiency, and can be used for the material handling in the production line.

【技术实现步骤摘要】
一种用于生产流水线的物料搬运机械手
本专利技术涉及物料运输机械设备领域，具体的说是一种用于生产流水线的物料搬运机械手。
技术介绍
流水线又称为装配线，是一种工业上的生产方式，指每一个生产单位只专注处理某一个片段的工作，以提高工作效率及产量，一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、涨紧装置、改向装置和支承件等组成。流水线可扩展性高，可按需求设计输送量，输送速度，装配工位，辅助部件（包括快速接头、风扇，电灯，插座，工艺看板，置物台，24V电源，风批等，因此广受企业欢迎。流水线是人和机器的有效组合，最充分体现设备的灵活性，它将输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备有机的组合，以满足多品种产品的输送要求。输送线的传输方式有同步传输的/（强制式），也可以是非同步传输/（柔性式），根据配置的选择，可以实现装配和输送的要求。在流水线模式的生产中，各条流水线之间的输送转运往往成为批量生产中的瓶颈，尤其是在一些大型设备生产中，由于物料体积大，重量重，如果通过传统方式的人工或借助简单辅助器械搬运，势必增加人工成本，降低生产效率，发挥不出流水线生产的高效率。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种用于降低人工成本，提高生产效率的用于生产流水线的物料搬运机械手。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种用于生产流水线的物料搬运机械手，包括底座、竖直升降机构、第一旋转机构、水平移动机构、第二旋转机构以及机械手本体；竖直升降机构设置在底座上，第一旋转机构与竖直升降机构相连，竖直升降机构能够带动第一旋转机构进行竖直升降；水平移动机构与第一旋转机构相连接，能够随着第一旋转机构进行旋转；所述的机械手本体通过第二旋转机构与水平移动机构相连，能够在水平移动机构的带动下进行水平移动，并能在第二旋转机构的带动下进行二次旋转。优选的，所述竖直升降机构包括垂直固定在底座上的立板以及沿高度方向转动设置在立板上的滚珠丝杠和沿高度方向固定设置在立板上的第一滑轨，滚珠丝杠上配合安装有丝杠螺母，第一滑轨上滑动设置有第一基座，第一基座与丝杠螺母固定连接。优选的，在底座上设有用于驱动滚珠丝杠转动的第一伺服电机；所述第一伺服电机通过其输出轴上的第一同步轮、设置在滚珠丝杠的底端的第二同步轮以及第一同步皮带驱动滚珠丝杠转动。优选的，所述第一滑轨的数量为两条，每一条第一滑轨上均滑动设有两个第一滑块，四个第一滑块均与所述第一基座固定连接；所述滚珠丝杠的两端分别转动设置在固定于立板上的轴承座内。优选的，所述第一旋转机构包括转动设置在第一基座上的转轴，在第一基座上设有用于驱动转轴转动的第二伺服电机，所述第二伺服电机通过其输出轴上的第三同步轮、设置在转轴底端的第四同步轮以及第二同步皮带驱动转轴转动。优选的，所述水平移动机构包括一端固定在转轴顶端的主臂、分别设置在主臂两侧的第二滑轨、分别卡设滑动在两条第二滑轨上的第二滑块以及与两个第二滑块固定连接的第二基座；在主臂的两端分别转动设有通过第三同步皮带传动连接的第五同步轮和第六同步轮，第三同步皮带与第一基座固定连接，在主臂上位于第五同步轮的一端设有第三伺服电机，第三伺服电机的输出轴上设有第七同步轮，第七同步轮和第五同步轮通过第四传动皮带传动连接。优选的，所述第二旋转机构包括一端与所述第二基座固定连接的从臂，从臂为条状且空心的盒体，在从臂盒体的外部设有第四伺服电机，第四伺服电机的输出轴位于从臂的内腔中并设有第八同步轮，在从臂内腔中的另一端设有第九同步轮，第九同步轮通过第五传动皮带与第八同步轮传动连接。优选的，所述机械手本体包括一个驱动单元、两根爪钳以及一个用于连接驱动单元和两根爪钳的力矩传递单元；所述驱动单元为直线气缸，在所述直线气缸的缸体上位于直线气缸腔内的活塞套的两侧分别开设有用于连接气管的通气孔，直线气缸的活塞杆伸出端与力矩传递单元相连，直线气缸的缸体尾端与所述第九同步轮相连；所述力矩传递单元包括与直线气缸的缸体固定连接的连接板，在连接板上转动设有两个相互啮合的齿轮，两个齿轮分别与两根第一连杆的一端对应铰接，两根第一连杆的另一端分别与两根第二连杆的一端对应铰接，两根第二连杆的另一端分别与直线气缸的活塞杆伸出端相铰接，在两个齿轮上还分别固定设有第三连杆，两根第三连杆远离相应齿轮的一端分别与两根爪钳的尾部相铰接，两根爪钳的中部与两根第四连杆的一端对应铰接，两根第四连杆的另一端分别铰接在连接板上。优选的，所述第一连杆与齿轮之间、第一连杆与第二连杆之间、第二连杆与活塞杆之间、第三连杆与爪钳之间、第四连杆与连接板之间以及第四连杆与爪钳之间均通过销钉及销孔结构铰接连接；所述第三连杆上的销孔为条形孔，并沿对应齿轮的直径方向开设。优选的，所述缸体夹设在两块座板之间，两块座板通过多个螺栓固定连接；所述连接板通过两块横截面呈L形的连接件与两块座板连接，两块连接件的一面将连接板夹持并通过螺栓固定，另一面分别通过螺栓固定在两块座板的端部。有益效果本专利技术具有转轴竖直升降、转轴旋转、第二基座绕转轴旋转、第二基座水平移动、机械手本体旋转以及机械手本体开合等多个自由度，可满足大部分生产线间的物料搬运，可设置在两条流水线的首尾相接位置，可大大降低人工成本，提高生产效率。本专利技术的机械手本体利用气管进行进气排气使直线气缸的缸体内腔中由活塞套分隔成的两个腔室内形成压力差，使得直线气缸的活塞杆伸缩，由力矩传递机构带动爪钳完成夹紧或放松，进而完成对工件的抓取、放置等动作。此外，为了减少速度的波动及不稳定性因素带来的影响，将前端的连杆设计成齿轮啮合式。这样一来，不仅可以减少速度损失，防止因死点而出现的机械手短暂性卡死，还能加强其运动稳定性，并且具有良好的运动对中性；驱动介质为空气，具有成本低廉，节能环保，易于加工及操作的优点。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术的竖直升降机构和第一旋转机构的立体结构示意图；图3为本专利技术的竖直升降机构和第一旋转机构的爆炸示意图；图4为本专利技术的竖直升降机构中的第一导轨和滚珠丝杠的设置示意图；图5为本专利技术的水平移动机构的立体结构示意图；图6为本专利技术的第二旋转机构的立体结构示意图；图7为本专利技术的第二旋转机构的纵向剖面示意图；图8为本专利技术的机械手本体的立体结构示意图；图9为本专利技术的机械手本体的剖面图；图中标记：1、底座，2、竖直升降机构，201、立板，202、滚珠丝杠，203、第一滑轨，204、丝杠螺母，205、第一基座，206、第一伺服电机，207、第一同步轮，208、第二同步轮，209、第一滑块，210、轴承座，3、第一旋转机构，301、转轴、302、第二伺服电机，303、第三同步轮，304、第四同步轮，4、水平移动机构，401、主臂，402、第二滑轨，403、第二滑块，404、第二基座，405、第五同步轮，406、第六同步轮，407、第三伺服电机，408、第七同步轮，5、第二旋转机构，501、从臂，502、第四伺服电机，503、第八同步轮，504、第九同步轮，6、机械手本体，601、驱动单元，601-1、缸体，601-2、活塞套，601-3、通气孔，601-4、活塞杆，601-5、座板，601-6、连接件，602、爪钳，603、力矩传递机构，603-1、连接板，603-2、齿轮，603-3、第一连杆，603-4、第二连杆，60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产流水线的物料搬运机械手，其特征在于：包括底座（1）、竖直升降机构（2）、第一旋转机构（3）、水平移动机构（4）、第二旋转机构（5）以及机械手本体（6）；竖直升降机构（2）设置在底座（1）上，第一旋转机构（3）与竖直升降机构（2）相连，竖直升降机构（2）能够带动第一旋转机构（3）进行竖直升降；水平移动机构（4）与第一旋转机构（3）相连接，能够随着第一旋转机构（3）进行旋转；所述的机械手本体（6）通过第二旋转机构（5）与水平移动机构（4）相连，能够在水平移动机构（4）的带动下进行水平移动，并能在第二旋转机构（5）的带动下进行二次旋转。

【技术特征摘要】
1.一种用于生产流水线的物料搬运机械手，其特征在于：包括底座（1）、竖直升降机构（2）、第一旋转机构（3）、水平移动机构（4）、第二旋转机构（5）以及机械手本体（6）；竖直升降机构（2）设置在底座（1）上，第一旋转机构（3）与竖直升降机构（2）相连，竖直升降机构（2）能够带动第一旋转机构（3）进行竖直升降；水平移动机构（4）与第一旋转机构（3）相连接，能够随着第一旋转机构（3）进行旋转；所述的机械手本体（6）通过第二旋转机构（5）与水平移动机构（4）相连，能够在水平移动机构（4）的带动下进行水平移动，并能在第二旋转机构（5）的带动下进行二次旋转。2.根据权利要求1所述的一种用于生产流水线的物料搬运机械手，其特征在于：所述竖直升降机构（2）包括垂直固定在底座（1）上的立板（201）以及沿高度方向转动设置在立板（201）上的滚珠丝杠（202）和沿高度方向固定设置在立板（201）上的第一滑轨（203），滚珠丝杠（202）上配合安装有丝杠螺母（204），第一滑轨（203）上滑动设置有第一基座（205），第一基座（205）与丝杠螺母（204）固定连接。3.根据权利要求2所述的一种用于生产流水线的物料搬运机械手，其特征在于：在底座（1）上设有用于驱动滚珠丝杠（202）转动的第一伺服电机（206）；所述第一伺服电机（206）通过其输出轴上的第一同步轮（207）、设置在滚珠丝杠（202）的底端的第二同步轮（208）以及第一同步皮带驱动滚珠丝杠（202）转动。4.根据权利要求2所述的一种用于生产流水线的物料搬运机械手，其特征在于：所述第一滑轨（203）的数量为两条，每一条第一滑轨（203）上均滑动设有两个第一滑块（209），四个第一滑块（209）均与所述第一基座（205）固定连接；所述滚珠丝杠（202）的两端分别转动设置在固定于立板（201）上的轴承座（210）内。5.根据权利要求2所述的一种用于生产流水线的物料搬运机械手，其特征在于：所述第一旋转机构（3）包括转动设置在第一基座（205）上的转轴（301），在第一基座（205）上设有用于驱动转轴（301）转动的第二伺服电机（302），所述第二伺服电机（302）通过其输出轴上的第三同步轮（303）、设置在转轴（301）底端的第四同步轮（304）以及第二同步皮带驱动转轴（301）转动。6.根据权利要求5所述的一种用于生产流水线的物料搬运机械手，其特征在于：所述水平移动机构（4）包括一端固定在转轴（301）顶端的主臂（401）、分别设置在主臂（401）两侧的第二滑轨（402）、分别卡设滑动在两条第二滑轨（402）上的第二滑块（403）以及与两个第二滑块（403）固定连接的第二基座（404）；在主臂（401）的两端分别转动设有通过第三同步皮带传动连接的第五同步轮（405）和第六同步轮（406），第三同步皮带与第一基座（205）固定连接，在主臂（401）上位于第五同步轮（405）的一端设有第三伺服电机（407），第三伺服电机（407）的输出轴上设有第七同步轮（408），第七同步轮（408）和第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，王红，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41