CN102785068B - 一种机械手与转盘联动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手与转盘联动装置，包括转盘、不动盘、中空法兰分割器、电机、第一第二传动机构、齿轮箱、齿轮主轴、第一斜齿轮、固定于不动盘的凸轮机械手和安装于凸轮机械手的第二斜齿轮；转盘与中空法兰分割器的转动法兰相固接，不动盘与中空法兰分割器的不动法兰相固接；齿轮主轴穿过中空法兰分割器的中空部，并与不动盘形成转动连接；电机的转轴通过第一传动机构与中空法兰分割器的输入轴相连接；齿轮箱的输入轴连接第一传动机构或电机，齿轮箱的输出轴通过第二传动机构连接齿轮主轴；齿轮主轴装有第一斜齿轮，第二斜齿轮与第一斜齿轮相啮合。凸轮机械手与转盘实现了机械联动，并呈既定距离，具有成本低，故障率低，效率高等特点。

Description

一种机械手与转盘联动装置

技术领域

本发明涉及一种用于完成工装装配的机械装置，特别是涉及一种机械手与转盘联动装置。

背景技术

目前，随着社会经济水平的不断提高，以及科学技术的不断发展，在机械生产加工领域中，工装的装配过程基本上已经实现了机械自动化，现在技术常用的工装自动装配装置多采用机械手和转盘来实现，其是利用转盘将其中一个工装零件固定，另一个工装零件通过机械手抓取后进行装配，以此完成工装的自动化装配过程。然而，由于现有技术的这种工装自动装配装置的机械手与转盘是分开驱动的：机械手采用气缸配合智能操作平台进行控制，转盘采用电机作为动力源，因此，其存在如下不足之处：增加了智能操作平台的成本和用于操作智能操作平台的人工成本，故成本较高；机械手与转盘之间的距离易发生变动，装配容易出故障；难以多工位同时进行，装配效率较低等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种机械手与转盘联动装置，其使凸轮机械手与转盘实现机械联动，只需采用电机进行驱动，具有成本低、效率高、稳定性好等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机械手与转盘联动装置，包括转盘、不动盘、具有转动法兰和不动法兰的中空法兰分割器、电机、第一传动机构、第二传动机构、用于改变传动方向的齿轮箱、齿轮主轴、第一斜齿轮、至少一凸轮机械手和安装于凸轮机械手以驱动凸轮机械手动作的第二斜齿轮；转盘与中空法兰分割器的转动法兰相固接，不动盘与中空法兰分割器的不动法兰相固接；齿轮主轴穿过中空法兰分割器的中空部，并与不动盘形成转动连接；电机的转轴通过第一传动机构与中空法兰分割器的输入轴相连接；齿轮箱的输入轴连接第一传动机构或电机，该齿轮箱的输出轴通过第二传动机构连接齿轮主轴；齿轮主轴的一端装有第一斜齿轮，凸轮机械手固定于不动盘，且凸轮机械手上的第二斜齿轮与第一斜齿轮相啮合。

所述第一传动机构包括传动轴、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第一同步带和第二同步带；第一同步轮装于所述电机的转轴，第二同步轮、第三同步轮分别装于传动轴，第一同步轮和第二同步轮之间通过第一同步带进行连接，第三同步轮通过第二同步带连接所述中空法兰分割器的输入轴；传动轴的一端通过一联轴器连接所述齿轮箱的输入轴。

所述第一传动机构包括传动轴、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第一同步带、第二同步带、第一联轴器和离合器刹车组合体；离合器刹车组合体的输入轴通过第一联轴器与所述电机的转轴相连接，第一同步轮装于离合器刹车组合体的输出轴；第二同步轮、第三同步轮分别装于传动轴，第一同步轮和第二同步轮之间通过第一同步带进行连接，第三同步轮通过第二同步带连接所述中空法兰分割器的输入轴；传动轴的一端通过一第二联轴器连接所述齿轮箱的输入轴。

所述第二传动机构包括第一齿轮和第二齿轮；第一齿轮装于所述齿轮箱的输出轴，第二齿轮装于所述齿轮主轴的另一端，第一齿轮与第二齿轮相啮合。

所述凸轮机械手包括转动轴、底端装有机械爪的导杆、第一摆杆、第二摆杆、用于驱动第一摆杆摆动的第一凸轮、用于驱动第二摆杆摆动的第二凸轮、轴座、固定座、第一拉簧和第二拉簧；固定座固定于所述不动盘的边缘位置，所述第二斜齿轮通过转动轴竖直安装于所述固定座的内侧，第一凸轮和第二凸轮分别装于转动轴的两端，并位于固定座的两侧；轴座位于固定座的外侧，导杆呈竖直状态并活动插装于轴座；第一摆杆和第二摆杆分别位于固定座的两侧，且第一摆杆和第二摆杆的各一端分别与固定座形成转动连接；第一摆杆的另一端与轴座相连接，用于推动轴座水平运动；第一拉簧连接于固定座与轴座之间，用于带动轴座复位；第二摆杆的另一端与导杆的顶端相连接，用于推动导杆上下运动；第二拉簧配合于导杆顶端与轴座底端之间，用于带动导杆复位。

所述第二斜齿轮与所述第一齿轮的传动比为1:1。

所述凸轮机械手还包括导向杆，该导向杆沿所述固定座的内侧至外侧的方向水平插装于所述固定座，并活动穿过所述轴座。

所述齿轮箱的传动比为1:1。

还包括一底座，所述电机、齿轮箱和所述传动轴分别安装于该底座顶端；所述中空法兰分割器安装于一固定于底座上方的安装板。

还包括一底座，所述电机、离合器刹车组合体、齿轮箱和所述传动轴分别安装于该底座顶端；所述中空法兰分割器安装于一固定于底座上方的安装板。

本发明的一种机械手与转盘联动装置，启动电机后，通过传动轴分别实现转盘的分割转动和第一斜齿轮的转动，第一斜齿轮又带动第二斜齿轮转动，且第二斜齿轮每旋转一圈，凸轮机械手循环一次动作，即凸轮机械手循环一次动作，中空法兰分割器分割一次。

与现有技术的工装自动装配装置相比，本发明的有益效果是：

1、由于将电机的转动输出通过第一传动机构、齿轮箱和第二传动机构分成两路转动输出，分别带动转盘和凸轮机械手进行动作，使得本发明从中实现了凸轮机械手与转盘的机械联动，且只需采用电机作为动力源，成本更低；凸轮机械手与转盘呈既定距离，装配过程中不容易出现故障；

2、可以将多个凸轮机械手同时装配于不动盘，从中实现多工位同时进行装配操作，大大提高工作效率。

3、作为较佳实施例，在电机的转轴连接离合器刹车组合体，因而可以通过控制离合器的合上或脱开动作来控制装置的运作或暂停，避免频繁启动电机而造成电机性能降低，甚至发生烧毁的可能。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种机械手与转盘联动装置不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的立体构造示意图一；

图2是本发明的立体构造示意图二；

图3是本发明的主视图；

图4是本发明的中空法兰分割器的立体构造示意图；

图5是本发明的凸轮机械手的立体构造示意图一；

图6是本发明的凸轮机械手的立体构造示意图二。

具体实施方式

实施例，请参见图1-图4所示，本发明的一种机械手与转盘联动装置，包括转盘4、不动盘5、中空法兰分割器9、电机2、第一传动机构3、第二传动机构、用于改变传动方向且传动比为1:1的齿轮箱10、齿轮主轴81、第一斜齿轮8、多个凸轮机械手6和多个第二斜齿轮7。中空法兰分割器9设有转动法兰91和不动法兰92，其中，不动法兰92位于转动法兰91的内侧；转盘4与中空法兰分割器的转动法兰91相固接，不动盘5位于转盘4的上方，并与中空法兰分割器的不动法兰92相固接。齿轮主轴81穿过中空法兰分割器9的中空部，并与不动盘5内的轴承形成转动连接。电机2的转轴通过第一传动机构3与中空法兰分割器9的输入轴相连接；齿轮箱10的输入轴连接第一传动机构3，该齿轮箱10的输出轴通过第二传动机构连接齿轮主轴81。该齿轮主轴81的顶端装有第一斜齿轮8，各凸轮机械手6沿不动盘5的周向分布，并分别固定安装于不动盘5，各第二斜齿轮7分别安装于一凸轮机械手上，用于驱动凸轮机械手6进行动作，各第二斜齿轮7分别与第一斜齿轮8相啮合，且第一斜齿轮8与各第二斜齿轮7的传动比为3:1。

其中，

作为一较佳实施例，上述第一传动机构3包括传动轴36、第一同步轮33、第二同步轮35、第三同步轮37、第一同步带34、第二同步带38、第一联轴器31和离合器刹车组合体32。离合器刹车组合体32的输入轴通过第一联轴器31与电机2的转轴相连接，第一同步轮33装于离合器刹车组合体32的输出轴；第二同步轮35、第三同步轮37分别装于传动轴36，第一同步轮33和第二同步轮35之间通过第一同步带34进行连接，且该第一同步轮33与第二同步轮35的传动比优选为1:2。第三同步轮37通过第二同步带38连接中空法兰分割器9的输入轴，使传动轴36旋转一圈，中空法兰分割器9分割一次。传动轴36的一端通过一第二联轴器101连接齿轮箱10的输入轴，该齿轮箱10将传动轴36的传动方向转为上述齿轮轴81的传动方向。这里，电机2通过第一联轴器31与离合器刹车组合体32相连接，使电机2需要暂停时，通过离合器刹车组合体32进行刹车动作，使离合器脱开，而当电机2需要继续作业时，脱开刹车，使离合器合上。如此，可以避免频繁启动电机2而导致电机2发热影响性能，甚至发生烧毁的可能。当然，也可以不采用该离合器刹车组合体，而是直接将第一同步轮安装于电机的转轴。上述齿轮箱10也可以不连接第一传动机构，而是通过一联轴器与另一电机的转轴相连接，以此改变另一电机的传动方向。

作为一较佳实施例，上述第二传动机构包括第一齿轮102和第二齿轮103；第一齿轮102和第二齿轮103分别为直齿轮，第一齿轮102装于齿轮箱10的输出轴，第二齿轮103装于齿轮主轴81的另一端，第一齿轮102与第二齿轮103相啮合。该第一齿轮102和第二齿轮103的传动比为1:3，如此，上述各第二斜齿轮7与第一齿轮102的传动比为1:1，可以使中空法兰分割器9每分割一次，第二斜齿轮7旋转一圈。这里，第二传动机构也可以采用两个同步轮配合同步带来实现。

作为一较佳实施例，请参见图5、图6所示，上述各个凸轮机械手6分别包括转动轴603、底端装有机械爪（图中未体现，该机械爪为末端系统，可以根据不同的应用情况安装不同的结构）的两导杆601、第一摆杆607、第二摆杆613、用于驱动第一摆杆607摆动的第一凸轮602、用于驱动第二摆杆613摆动的第二凸轮604、轴座609、固定座606、第一拉簧615和第二拉簧608。固定座606固定于不动盘5的边缘位置，且定义该固定座606中正对不动盘中心位置的一侧为固定座606的内侧，该固定座606中背对不动盘中心位置的一侧为固定座606的外侧。第二斜齿轮7通过转动轴603竖直安装于固定座606的内侧，第一凸轮602和第二凸轮604分别装于转动轴603的两端，并位于固定座606的其余两侧；轴座609位于固定座606的外侧，两导杆601呈竖直状态并活动插装于轴座609，该两导杆601的顶端由一导杆固定块611进行固定连接。第一摆杆607和第二摆杆613分别位于固定座606的其余两侧，且第一摆杆607和第二摆杆613的各一端分别与固定座606的顶部侧壁形成转动连接；第一摆杆607的另一端与轴座609相连接，用于推动轴座609水平运动，具体第一摆杆607的另一端是依次通过形成转动连接的第三摆杆608和传动杆607与轴座609进行连接的；第一拉簧615连接于固定座606的底端与轴座609的底端之间，用于带动轴座609复位。第二摆杆613的另一端与导杆601的顶端相连接，用于推动导杆601上下运动，具体第二摆杆613的另一端是通过一滑轨612与导杆601进行连接的，该滑轨612固定于导杆固定块612的一侧壁，第二摆杆的另一端正好活动配合于该滑轨内；第二拉簧608配合于导杆601顶端与轴座609底端之间，用于带动导杆601复位，具体第二拉簧608连接于导杆固定块611与传动杆607之间。具体，第一摆杆607的中段位置装有一第一轴承件610，该第一轴承件610用于与第一凸轮602相互配合，驱动第一摆杆607摆动；第二摆杆613的一端具有一延伸块，使第二摆杆613呈L字形，该延伸块上装有一第二轴承件614，该第二轴承件614用于与第二凸轮604相互配合，驱动第二摆杆613摆动。这里，导杆601的数量不局限为两个，例如也可以采用一个。

上述凸轮机械手6还包括导向杆605，该导向杆605沿固定座606的内侧至外侧的方向水平插装于固定座606，并活动穿过轴座609，该导向杆605用于对轴座609进行导向。工作时，第二斜齿轮7转动而带动转动轴603转动，从而带动位于转动轴603两端的第一凸轮602和第二凸轮604一起转动。第一凸轮602转动时推动第一轴承件610，使第一摆杆607向外摆动并依次通过第三摆杆608和传动杆607推动轴座609在导向杆605的导向下水平向外运动，从而带动两导杆601水平向外运动；返回时，利用第一拉簧615使两导杆601复位。第二凸轮604转动时推动第二轴承件614，使第二摆杆613向上摆动而带动两导杆601在轴座609的导向下向上运动；返回时，利用第二拉簧608使两导杆601复位。

作为一较佳实施例，本发明还包括一个底座1，上述电机2、离合器刹车组合体32、齿轮箱10和传动轴36分别安装于该底座1的顶端；中空法兰分割器9安装于一固定于底座上方的安装板11。

本发明的一种机械手与转盘联动装置，采用上述结构后，凸轮机械手6与转盘4实现了机械联动，并共用一台电机2作为动力源：电机2启动后，第一传动机构3通过中空法兰分割器9带动转盘4实现分割转动，齿轮箱10改动传动轴36的传动方向，并通过第二传动机构带动第一斜齿轮8转动，从而带动各第二斜齿轮7转动，使各第二斜齿轮7带动对应的凸轮机械手6完成工装零件的运送过程。此过程无需气缸驱动，也无需专门的工作人员操纵智能操作平台进行控制，因而可以大大降低生产成本。此外，凸轮机械手6与转盘4实现机械联动后，两者呈既定距离，能够进行准确配合，可大大降低故障发生率。

本发明的一种机械手与转盘联动装置，采用上述结构后，可以使一个转盘同时与多个凸轮机械手进行配合，因而能够实现多工位同时进行装配操作，有利于大大提高工作效率。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种机械手与转盘联动装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械手与转盘联动装置，其特征在于：包括转盘、不动盘、具有转动法兰和不动法兰的中空法兰分割器、电机、第一传动机构、第二传动机构、用于改变传动方向的齿轮箱、齿轮主轴、第一斜齿轮、至少一凸轮机械手和安装于凸轮机械手以驱动凸轮机械手动作的第二斜齿轮；转盘与中空法兰分割器的转动法兰相固接，不动盘与中空法兰分割器的不动法兰相固接；齿轮主轴穿过中空法兰分割器的中空部，并与不动盘形成转动连接；电机的转轴通过第一传动机构与中空法兰分割器的输入轴相连接；齿轮箱的输入轴连接第一传动机构或电机，该齿轮箱的输出轴通过第二传动机构连接齿轮主轴；齿轮主轴的一端装有第一斜齿轮，凸轮机械手固定于不动盘，且凸轮机械手上的第二斜齿轮与第一斜齿轮相啮合。

2.根据权利要求1所述的机械手与转盘联动装置，其特征在于：所述第一传动机构包括传动轴、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第一同步带和第二同步带；第一同步轮装于所述电机的转轴，第二同步轮、第三同步轮分别装于传动轴，第一同步轮和第二同步轮之间通过第一同步带进行连接，第三同步轮通过第二同步带连接所述中空法兰分割器的输入轴；传动轴的一端通过一联轴器连接所述齿轮箱的输入轴。

3.根据权利要求1所述的机械手与转盘联动装置，其特征在于：所述第一传动机构包括传动轴、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第一同步带、第二同步带、第一联轴器和离合器刹车组合体；离合器刹车组合体的输入轴通过第一联轴器与所述电机的转轴相连接，第一同步轮装于离合器刹车组合体的输出轴；第二同步轮、第三同步轮分别装于传动轴，第一同步轮和第二同步轮之间通过第一同步带进行连接，第三同步轮通过第二同步带连接所述中空法兰分割器的输入轴；传动轴的一端通过一第二联轴器连接所述齿轮箱的输入轴。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的机械手与转盘联动装置，其特征在于：所述第二传动机构包括第一齿轮和第二齿轮；第一齿轮装于所述齿 轮箱的输出轴，第二齿轮装于所述齿轮主轴的另一端，第一齿轮与第二齿轮相啮合。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的机械手与转盘联动装置，其特征在于：所述凸轮机械手包括转动轴、底端装有机械爪的导杆、第一摆杆、第二摆杆、用于驱动第一摆杆摆动的第一凸轮、用于驱动第二摆杆摆动的第二凸轮、轴座、固定座、第一拉簧和第二拉簧；固定座固定于所述不动盘的边缘位置，所述第二斜齿轮通过转动轴竖直安装于所述固定座的内侧，第一凸轮和第二凸轮分别装于转动轴的两端，并位于固定座的两侧；轴座位于固定座的外侧，导杆呈竖直状态并活动插装于轴座；第一摆杆和第二摆杆分别位于固定座的两侧，且第一摆杆和第二摆杆的各一端分别与固定座形成转动连接；第一摆杆的另一端与轴座相连接，用于推动轴座水平运动；第一拉簧连接于固定座与轴座之间，用于带动轴座复位；第二摆杆的另一端与导杆的顶端相连接，用于推动导杆上下运动；第二拉簧配合于导杆顶端与轴座底端之间，用于带动导杆复位。

6.根据权利要求4所述的机械手与转盘联动装置，其特征在于：所述第二斜齿轮与所述第一齿轮的传动比为1:1。

7.根据权利要求5所述的机械手与转盘联动装置，其特征在于：所述凸轮机械手还包括导向杆，该导向杆沿所述固定座的内侧至外侧的方向水平插装于所述固定座，并活动穿过所述轴座。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的机械手与转盘联动装置，其特征在于：所述齿轮箱的传动比为1:1。

9.根据权利要求2所述的机械手与转盘联动装置，其特征在于：还包括一底座，所述电机、齿轮箱和所述传动轴分别安装于该底座顶端；所述中空法兰分割器安装于一固定于底座上方的安装板。

10.根据权利要求3所述的机械手与转盘联动装置，其特征在于：还包括一底座，所述电机、离合器刹车组合体、齿轮箱和所述传动轴分别安装 于该底座顶端；所述中空法兰分割器安装于一固定于底座上方的安装板。