恒壓控制助力機械手的制作方法
【專利摘要】恒壓控制助力機械手，屬于機械與搬運行業的一種機械手。采用計算機控制、氣壓控制及機械原理相結合設計而成，利用計算機技術程序控制氣壓控制閥，使機械手實現快速抓夾工件與傳送和裝卸，在計算機內設定不同的命令參數，需要實現某種動作時，只要輸入相應的命令參數，即可使機械手的某部實現操作，命令機械手完成任務。并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高機器的性能及安全可靠性。并且設有移動裝置，可實現移動作業。獨特的夾爪設計，適應抓拿不同形狀、材質、重量工件的需求，夾緊氣缸裝置夾爪的部位，同時可裝置電磁鐵吸盤，依靠電磁鐵的吸力吸取工件。多個自由度設計，使機械手的靈活性大，通用性廣，提高工作效率。
【專利說明】恒壓控制助力機械手
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械與搬運行業的一種機械手，特別是一種恒壓控制助力機械手。
【背景技術】
[0002]改革開放以來，國民經濟快速增長，“科技創新、自主創新”已成為國內工業發展的主流，我國工業正逐步向集約型、節能減排、低碳的方向發展。在工業生產中，人們經常要在高溫、腐蝕及有毒氣體等存在有害物質的環境下工作，增加了工人的勞動強度，危及到工人的生命安全。由于機械手為物料上下線和生產物品組裝提供極理想的助力搬運和組裝工具，可完成重物抓取、搬運、翻轉、對接、微調角度等三維空間移載動作，因而廣泛用于工業生產中。機械手可部分替代人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，在作業員的輕松操作下，可完成自動機器人的許多復雜工作，而生產及使用成本卻大為降低，同時使用范圍也廣泛，靈活性和機動性更大。目前，機械手主要由手部和運動機構組成。手部是用來抓持工件的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料的不同，設有多種結構形式的手部，一般專用機械手的手部只有一節關節，很難夾持多種類型的物件。運動機構可以使手部完成各種轉動、移動或者復合運動，改變被抓持工件的位置和姿勢，達到規定的要求。運動機構的升降、伸縮、旋轉的方式，稱為機械手的自由度。自由度越多，其結構也越復雜，制造難度就越大。一般的運動機構只有2-3個自由度，很難達到理想的抓拿效果。與此同時，機械手在作業時，普通起吊設備在運行時，存在一定的沖擊力及反彈力，對工件損害較大。科研單位與企業的技術人員在不斷地探索、研究，希望研制出一種操作方便、性能優越的機械手，雖然取得了一定的進展，但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術難題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服以上不足，提供一種恒壓控制助力機械手，采用電氣控制及氣壓控制原理相結合設計而成，使機械手實現工件的快速抓夾、傳送與裝卸，并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高了機器的性能，保證作業員的安全，操作簡單、運作省力、高效安全。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:含有內側板、大側板、伸縮氣缸、拉桿、萬向輪、移動小車、立柱、軸承座、氣管、擺動主臂、擺動副臂、旋臂軸承座、旋轉主臂、垂臂軸承座、扶手、機械手主軸、電腦控制盒、旋轉氣缸、夾緊氣缸、夾爪、工件，移動小車是一個長方形狀的底盤，在底盤的四角上各設有一個萬向輪，在底盤的中心設有立柱，左側設有拉桿，立柱頂端設有軸承座，可旋轉360°，立柱的頂端與大側板右側的下端相連接，大側板內設有氣壓控制閥，氣壓控制閥與伸縮氣缸相連接，伸縮氣缸設置在大側板左側的下端，伸縮氣缸的導桿與內側板下端上的導套相連接，大側板內設有內側板，大側板左側設有長條腰形孔滑動軸槽，軸槽內設有兩個滑動軸，分一上一下，兩個滑動軸與內側板相連接，在內側板兩個滑動軸偏中心設有一個擺動主臂軸，在大側板上右側設兩個軸，上軸與擺動副臂的頂端相連接，下軸與擺動主臂相連接，擺動主臂與擺動副臂的另一端均與旋臂軸承座相連接，旋臂軸承座與旋轉主臂頂端的主軸相連接，可旋轉360°，旋轉主臂與垂臂軸承座相連接，垂臂軸承座可垂臂旋轉360°，垂臂軸承座與機械手主軸相連接，機械手主軸上設有扶手，扶手下端內側設有小型電腦控制盒，電腦控制盒上面設有按鈕開關，電腦控制盒的集成線路與氣壓控制閥、旋轉氣缸、夾緊氣缸線路相連接，機械手主軸另一端設有旋轉氣缸，旋轉氣缸通過氣管與氣壓控制閥相連接，氣管內設有兩根管路，一根進氣管，一根回氣管，旋轉氣缸的主軸通過機械手主軸頂端的軸孔與夾緊氣缸相連接，夾緊氣缸與夾爪相連接，夾爪可左右各旋轉90°，夾爪為兩節關節，夾爪內夾有工件。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術原理是:該機械手采用電氣控制及氣壓控制原理相結合設計而成，使機械手實現工件的快速抓夾、傳送與裝卸，并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高了機器的性能，保證作業員的安全，操作簡單、運作省力、高效安全。移動小車上設有拉桿，下方設有萬向輪，拉桿拉動移動小車，可實現該設備的位置移動。移動小車上設有立柱，立柱頂端設有軸承座，用來實現機械手的旋轉運動，可對周圍360°范圍內的工件進行操作，立柱的頂端與大側板右側的下端相連接，大側板內設有氣壓控制閥，采用計算機控制氣壓控制閥、伸縮氣缸、旋轉氣缸、夾緊氣缸，實現機械手的升降運動，對不同高度的物體實現操作，旋轉、抓夾、傳送、裝卸的程序，氣壓控制閥與伸縮氣缸相連接，伸縮氣缸設置在大側板左側的下端，大側板內設有內側板，內側板左側設置的兩個上下滑動軸可在長條腰形孔滑動軸槽內做升降運動，機械手下降時，內側板就上升，伸縮氣缸的導桿伸出頂住內側板上的導套，使擺動主臂與擺動副臂同步下降，機械手上升時，內側板就下降，使擺動主臂與擺動副臂同步上升。伸縮氣缸上設有一個進氣管路，一個回氣管路，計算機控制氣壓控制閥，使伸縮氣缸的導桿做伸縮運動。氣壓控制閥具有恒壓輸出補償，維持氣缸內壓力不變，使機械手具有懸浮性，保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈。旋臂軸承座與旋轉主臂的主軸相連接，以主軸為圓心，帶動旋轉主臂做360°運動，旋轉主臂的底端設有垂臂軸承座，垂臂軸承座與機械手主軸相連接，可使機械手主軸實現垂臂360°旋轉，機械手主軸上設有扶手，扶手下端內側設有小型電腦控制盒，操作工手持電腦控制盒來操作機械手的動作程序，保證工作效率。電腦控制盒的集成線路與氣壓控制閥、伸縮氣缸、旋轉氣缸、夾緊氣缸線路相連接。機械手主軸另一端設有旋轉氣缸，電腦控制盒控制旋轉氣缸，實現夾爪在180°范圍內的旋轉。旋轉氣缸的主軸通過機械手主軸頂端的軸孔與夾緊氣缸相連接，夾緊氣缸與夾爪相連接，夾緊氣缸由電腦控制盒控制，用來控制夾爪的松開與夾緊。機械手夾爪采用兩節關節設計，保證機械手可抓拿不同形狀、材質、重量的工件。并且可根據不同重量、不同形狀的零件，裝有不同大小的機械手夾爪，夾緊氣缸裝置夾爪的部位，同時可裝置電磁鐵吸盤，依靠電磁鐵的吸力吸取工件。
[0006]本發明有益效果是:采用電氣控制及氣壓控制原理相結合設計而成，使機械手實現工件的快速抓夾、傳送與裝卸，并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高了機器的性能，保證作業員的安全，并且設有移動裝置，可實現移動作業。獨特的夾爪設計，適應抓拿不同形狀、材質、重量工件的需求，夾緊氣缸裝置夾爪的部位，同時可裝置電磁鐵吸盤，依靠電磁鐵的吸力吸取工件。多個自由度設計，使機械手的靈活性大、通用性廣、操作簡單、運作省力、高效安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]下面是結合附圖和實施例對本發明進一步描述:
[0008]圖中是恒壓控制助力機械手結構示意圖。
[0009]在圖中，1.內側板、2.大側板、3.伸縮氣缸、4.拉桿、5.萬向輪、6.移動小車、7.立柱、8.軸承座、9.氣管、10.擺動主臂、11.擺動副臂、12.旋臂軸承座、13.旋轉主臂、14.垂臂軸承座、15.扶手、16.機械手主軸、17.電腦控制盒、18.旋轉氣缸、19.夾緊氣缸、20.夾爪、21工件。
【具體實施方式】
[0010]在圖中，移動小車6是一個長方形狀的底盤，在底盤的四角上各設有一個萬向輪5，在底盤的中心設有立柱7，左側設有拉桿4，立柱7頂端設有軸承座8，可旋轉360°，立柱7的頂端與大側板2右側的下端相連接，大側板2內設有氣壓控制閥，氣壓控制閥與伸縮氣缸3相連接，伸縮氣缸3設置在大側板2左側的下端，伸縮氣缸3的導桿與內側板I下端上的導套相連接，大側板2內設有內側板1，大側板2左側設有長條腰形孔滑動軸槽，軸槽內設有兩個滑動軸，分一上一下，兩個滑動軸與內側板I相連接，在內側板I兩個滑動軸偏中心設有一個擺動主臂軸，在大側板2上右側設兩個軸，上軸與擺動副臂11的頂端相連接，下軸與擺動主臂10相連接，擺動主臂10與擺動副臂11的另一端均與旋臂軸承座12相連接，旋臂軸承座12與旋轉主臂13頂端的主軸相連接，可旋轉360°，旋轉主臂13與垂臂軸承座14相連接，垂臂軸承座14可垂臂旋轉360°，垂臂軸承座14與機械手主軸16相連接，機械手主軸16上設有扶手15，扶手15下端內側設有小型電腦控制盒17，電腦控制盒17上面設有按鈕開關，電腦控制盒17的集成線路與氣壓控制閥、旋轉氣缸18、夾緊氣缸19線路相連接，機械手主軸16另一端設有旋轉氣缸18，旋轉氣缸18通過氣管9與氣壓控制閥相連接，氣管9內設有兩根管路，一根進氣管，一根回氣管，旋轉氣缸18的主軸通過機械手主軸16頂端的軸孔與夾緊氣缸19相連接，夾緊氣缸19與夾爪20相連接，夾爪20可左右各旋轉90°，夾爪20為兩節關節，夾爪20內夾有工件21，構成了一種恒壓控制助力機械手。
[0011]采用電氣控制及氣壓控制原理相結合設計而成，使機械手實現工件21的快速抓夾、傳送與裝卸，并能保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈，提高了機器的性能，保證作業員的安全，操作簡單、運作省力、高效安全。移動小車6上設有拉桿4，下方設有萬向輪5，拉桿4拉動移動小車6，可實現該設備的位置移動。移動小車6上設有立柱7，立柱7頂端設有軸承座8，用來實現機械手的旋轉運動，可對周圍360°范圍內的工件21進行操作，立柱7的頂端與大側板2右側的下端相連接，大側板2內設有氣壓控制閥，采用計算機控制氣壓控制閥、伸縮氣缸3、旋轉氣缸18、夾緊氣缸19，實現機械手的升降運動，對不同高度的物體實現操作，旋轉、抓夾、傳送、裝卸的程序，氣壓控制閥與伸縮氣缸3相連接，伸縮氣缸3設置在大側板2左側的下端，大側板2內設有內側板1，內側板I左側設置的兩個上下滑動軸可在長條腰形孔滑動軸槽內做升降運動，機械手下降時，內側板I就上升，伸縮氣缸3的導桿伸出頂住內側板I上的導套，使擺動主臂10與擺動副臂11同步下降，機械手上升時，內側板I就下降，使擺動主臂10與擺動副臂11同步上升。伸縮氣缸3上設有一個進氣管路，一個回氣管路，計算機控制氣壓控制閥，使伸縮氣缸3的導桿做伸縮運動。氣壓控制閥具有恒壓輸出補償，維持氣缸內壓力不變，使機械手具有懸浮性，保持氣缸輸出的氣壓達到平衡，減少了氣壓沖擊力及反彈。旋臂軸承座12與旋轉主臂13的主軸相連接，以主軸為圓心，帶動旋轉主臂13做360°運動，旋轉主臂13的底端設有垂臂軸承座14，垂臂軸承座14與機械手主軸16相連接，可使機械手主軸16實現垂臂360°旋轉，機械手主軸16上設有扶手15，扶手15下端內側設有小型電腦控制盒17，操作工手持電腦控制盒17來操作機械手的動作程序，保證工作效率。電腦控制盒17的集成線路與氣壓控制閥、伸縮氣缸3、旋轉氣缸18、夾緊氣缸19線路相連接。機械手主軸16另一端設有旋轉氣缸18，旋轉氣缸18通過氣管9與氣壓控制閥相連接，電腦控制盒17控制旋轉氣缸18，實現夾爪20在180°范圍內的旋轉。旋轉氣缸18的主軸通過機械手主軸16頂端的軸孔與夾緊氣缸19相連接，夾緊氣缸19與夾爪20相連接，夾緊氣缸19由電腦控制盒17控制，用來控制夾爪20的松開與夾緊，進氣時，氣缸內的氣壓開始增大，活塞導桿向前做伸出運動，夾爪20開始將工件21夾緊，回氣時，氣缸里的氣壓開始變小，活塞導桿開始向后做收縮運動，夾爪20將夾緊的工件21松開。機械手夾爪20采用兩節關節設計，保證機械手可抓拿不同形狀、材質、重量的工件21。并且可根據不同重量、不同形狀的零件，裝有不同大小的機械手夾爪20，夾緊氣缸19裝置夾爪20的部位，同時可裝置電磁鐵吸盤，依靠電磁鐵的吸力吸取工件。
【權利要求】
1.恒壓控制助力機械手，含有內側板、大側板、伸縮氣缸、拉桿、萬向輪、移動小車、立柱、軸承座、氣管、擺動主臂、擺動副臂、旋臂軸承座、旋轉主臂、垂臂軸承座、扶手、機械手主軸、電腦控制盒、旋轉氣缸、夾緊氣缸、夾爪、工件，其特征是:移動小車是一個長方形狀的底盤，在底盤的四角上各設有一個萬向輪，在底盤的中心設有立柱，左側設有拉桿，立柱頂端設有軸承座，可旋轉360°，立柱的頂端與大側板右側的下端相連接，大側板內設有氣壓控制閥，氣壓控制閥與伸縮氣缸相連接，伸縮氣缸設置在大側板左側的下端，伸縮氣缸的導桿與內側板下端上的導套相連接，大側板內設有內側板，大側板左側設有長條腰形孔滑動軸槽，軸槽內設有兩個滑動軸，分一上一下，兩個滑動軸與內側板相連接，在內側板兩個滑動軸偏中心設有一個擺動主臂軸，在大側板上右側設兩個軸，上軸與擺動副臂的頂端相連接，下軸與擺動主臂相連接，擺動主臂與擺動副臂的另一端均與旋臂軸承座相連接，旋臂軸承座與旋轉主臂頂端的主軸相連接，可旋轉360°，旋轉主臂與垂臂軸承座相連接，垂臂軸承座可垂臂旋轉360°，垂臂軸承座與機械手主軸相連接，機械手主軸上設有扶手，扶手下端內側設有小型電腦控制盒，電腦控制盒上面設有按鈕開關，電腦控制盒的集成線路與氣壓控制閥、旋轉氣缸、夾緊氣缸線路相連接，機械手主軸另一端設有旋轉氣缸，旋轉氣缸通過氣管與氣壓控制閥相連接，氣管內設有兩根管路，一根進氣管，一根回氣管，旋轉氣缸的主軸通過機械手主軸頂端的軸孔與夾緊氣缸相連接，夾緊氣缸與夾爪相連接，夾爪可左右各旋轉90°，夾爪為兩節關節，夾爪內夾有工件，構成了一種恒壓控制移動式助力機械手。
【文檔編號】B25J13/00GK104227696SQ201310270158
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月20日 優先權日:2013年6月20日
【發明者】王三祥 申請人:鹽城市昱博自動化設備有限公司