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CN108972522A - 多功能五轴机械手 - Google Patents

多功能五轴机械手 Download PDF

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CN108972522A
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谢立锋
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Dongguan Qinuo Automation Equipment Co ltd
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Abstract

本发明提供一种多功能五轴机械手，包括底座，支撑板，导向凸起，升降机构，盖板，第一驱动电机，第一主动带轮，第一从动带轮，旋转轴，机械臂，导向槽，伸缩机构，第二驱动电机，第二主动带轮，第二从动带轮，翻转轴，抓取装置和第三驱动电机，所述的底座的上端两侧对称连接有支撑板，该支撑板的内侧中部设有导向凸起，该导向凸起为半圆轴状，且与支撑板等高。本发明的导向凸起和弧形凹槽设置，使滑动板沿支撑板内侧的导向凸起滑动，保证了升降机构的稳定性，从而使机械手工作时更加稳定可靠，避免发生颤动。

Description

多功能五轴机械手
技术领域
本发明属于机械自动化技术领域，尤其涉及一种改进结构的多功能五轴机械手。
背景技术
随着经济的发展，社会的进步，用工紧缺现象越来越严重，特别是一些危险的工种和岗位，越来越难找到合适的一线员工。而科技的进步也使得不同工业的企业能够引入工业机械手来替代工人，但目前国内市场占有率较高的机械手大多是来自国外的高端六关节(六轴)和五关节(五轴)机械手，精度好但造价高，需要专业的高学历人员经过专业培训才能使用和维护，应用成本和后期维护成本极高，对于企业的技改革新资金投入是一笔极大的负担。特别是中小企业，面临无工可招、无工可用，但进行技改而投入机械手又资金不足的局面。另外，市场上的多关节机械手均是立式，对于一些横向狭窄的操作空间如冲床、液压机、车床等并不适用，容易产生空间干扰。而一些水平方向的机械手多为四轴，存在工作范围内死角多、动作简单的问题，无法满足生产需求。
因此，发明一种改进结构的多功能五轴机械手显得非常必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种改进结构的多功能五轴机械手，以解决现有机械手占用空间，维护成本高和工作范围窄的问题。
一种多功能五轴机械手，包括底座，支撑板，导向凸起，升降机构，盖板，第一驱动电机，第一主动带轮，第一从动带轮，旋转轴，机械臂，导向槽，伸缩机构，第二驱动电机，第二主动带轮，第二从动带轮，翻转轴，抓取装置和第三驱动电机，所述的底座的上端两侧对称连接有支撑板，该支撑板的内侧中部设有导向凸起，该导向凸起为半圆轴状，且与支撑板等高；所述的升降机构包括滑动板和圆柱筒，所述的滑动板和圆柱筒垂直固定相连，所述的滑动板卡设在导向凸起上，所述的圆柱筒贯穿设在盖板一侧的通孔，该盖板通过连接件固定架设在支撑板上，该盖板的另一侧设有电机支架，该支架上安装有第一驱动电机，该第一驱动电机的主轴垂直向下，且固定连接有第一主动带轮，该第一主动带轮通过传送带与第一从动带轮相连，该第一从动带轮固定连接在螺杆的上端转轴上，该螺杆通过上端转轴穿过盖板，且与盖板转动连接，该螺杆的下端转轴与底座转动连接；所述的旋转轴通过轴承与圆柱筒旋转连接，该旋转轴的上端通过连接件固定连接有机械臂，该机械臂的中部水平方向开设有导向槽，该导向槽内滑动连接有伸缩机构，该伸缩机构的上端靠近旋转轴的一侧安装有第二驱动电机，该第二驱动电机的主轴上连接有第二主动带轮，该第二主动带轮通过传送带与第二从动带轮传动连接，该第二从动带轮固定在翻转轴的一侧端面上，该翻转轴通过轴承与伸缩机构转动连接，该翻转轴外侧端部通过连接轴连接有抓取装置，该连接轴通过转套贯穿翻转轴，且上端连接有第三驱动电机。
所述的滑动板的两侧对称设有弧形凹槽，该弧形凹槽与导向凸起相吻合，且弧形凹槽的内壁上设有油槽，使滑动板沿支撑板内侧的导向凸起滑动，保证了升降机构的稳定性，从而使机械手工作时更加稳定可靠，避免发生颤动。
所述的滑动板的中部开通有螺纹孔，该螺纹孔与所述的螺柱转动连接，该螺柱的上端转轴由驱动电机带动旋转，通过螺柱的旋转，使螺纹连接的滑动板上升或下降，实现机械手上下位置的改变。
所述的旋转轴的底端连接有第三从动带轮，该第三从动带轮通过传送带与第三主动带轮连接，该第三主动带轮与安装在滑动板底部的驱动电机相连，该驱动电机可带动旋转轴向任意方向旋转，扩大了机械手的工作范围。
所述的伸缩机构包括翻转套筒，滑轨，L型连接板和气缸组件，所述的翻转套筒与滑轨连为一体；所述的L型连接板一端铰接在滑轨上，另一端铰接在气缸组件的头部，而气缸组件的底部铰接在机械臂的底端上靠近旋转轴的一侧，通过气缸组件的工作，将伸缩机构沿机械臂推出或拉回，使工作过程稳定可靠，而且效率较高。
所述的抓取装置内侧设有缓冲弹簧，且上部设有电磁吸附装置，有效防止工件抓取过程中形成抓痕，而且在抓取铁件时可利用通电产磁进行吸附，防止工件意外掉落，形成双保险。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的导向凸起和弧形凹槽设置，使滑动板沿支撑板内侧的导向凸起滑动，保证了升降机构的稳定性，从而使机械手工作时更加稳定可靠，避免发生颤动。
2.本发明的伸缩机构的设置，通过气缸组件的工作，将伸缩机构沿机械臂推出或拉回，使工作过程稳定可靠，而且效率较高。
3.本发明的抓取装置的设置，有效防止工件抓取过程中形成抓痕，而且在抓取铁件时可利用通电产磁进行吸附，防止工件意外掉落，形成双保险。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的升降机构结构示意图。
图3是本发明的伸缩机构结构示意图。
图中：
1-底座，2-支撑板，3-导向凸起，4-升降机构，41-滑动板，411-弧形凹槽，412-螺纹孔，42-圆柱筒，421-第三主动带轮，422-第三从动带轮，5-盖板，6-第一驱动电机，7-第一主动带轮，8-第一从动带轮，9-旋转轴，10-机械臂，11-导向槽，12-伸缩机构，121-翻转套筒，122-滑轨，123-L型连接板，124-气缸组件，13-第二驱动电机，14-第二主动带轮，15-第二从动带轮，16-翻转轴，17-抓取装置，18-第三驱动电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例：
如附图1至附图3所示
本发明提供一种改进结构的多功能五轴机械手，包括底座1，支撑板2，导向凸起3，升降机构4，盖板5，第一驱动电机6，第一主动带轮7，第一从动带轮8，旋转轴9，机械臂10，导向槽11，伸缩机构12，第二驱动电机13，第二主动带轮14，第二从动带轮15，翻转轴16，抓取装置17和第三驱动电机18，所述的底座1的上端两侧对称连接有支撑板2，该支撑板2的内侧中部设有导向凸起3，该导向凸起3为半圆轴状，且与支撑板2等高；所述的升降机构4包括滑动板41和圆柱筒42，所述的滑动板41和圆柱筒42垂直固定相连，所述的滑动板41卡设在导向凸起3上，所述的圆柱筒42贯穿设在盖板5一侧的通孔51，该盖板5通过连接件固定架设在支撑板2上，该盖板5的另一侧设有电机支架，该支架上安装有第一驱动电机6，该第一驱动电机6的主轴垂直向下，且固定连接有第一主动带轮7，该第一主动带轮7通过传送带与第一从动带轮8相连，该第一从动带轮8固定连接在螺杆的上端转轴上，该螺杆通过上端转轴穿过盖板5，且与盖板5转动连接，该螺杆的下端转轴与底座1转动连接；所述的旋转轴9通过轴承与圆柱筒42旋转连接，该旋转轴9的上端通过连接件固定连接有机械臂10，该机械臂10的中部水平方向开设有导向槽11，该导向槽11内滑动连接有伸缩机构12，该伸缩机构12的上端靠近旋转轴9的一侧安装有第二驱动电机13，该第二驱动电机13的主轴上连接有第二主动带轮14，该第二主动带轮14通过传送带与第二从动带轮15传动连接，该第二从动带轮15固定在翻转轴16的一侧端面上，该翻转轴16通过轴承与伸缩机构12转动连接，该翻转轴16外侧端部通过连接轴连接有抓取装置17，该连接轴通过转套贯穿翻转轴16，且上端连接有第三驱动电机18。
所述的滑动板41的两侧对称设有弧形凹槽411，该弧形凹槽411与导向凸起3相吻合，且弧形凹槽411的内壁上设有油槽，使滑动板41沿支撑板2内侧的导向凸起3滑动，保证了升降机构4的稳定性，从而使机械手工作时更加稳定可靠，避免发生颤动。
所述的滑动板41的中部开通有螺纹孔412，该螺纹孔412与所述的螺柱转动连接，该螺柱的上端转轴由驱动电机带动旋转，通过螺柱的旋转，使螺纹连接的滑动板41上升或下降，实现机械手上下位置的改变。
所述的旋转轴9的底端连接有第三从动带轮422，该第三从动带轮422通过传送带与第三主动带轮421连接，该第三主动带轮421与安装在滑动板41底部的驱动电机相连，该驱动电机可带动旋转轴9向任意方向旋转，扩大了机械手的工作范围。
所述的伸缩机构12包括翻转套筒121，滑轨122，L型连接板123和气缸组件124，所述的翻转套筒121与滑轨122连为一体；所述的L型连接板123一端铰接在滑轨122上，另一端铰接在气缸组件124的头部，而气缸组件124的底部铰接在机械臂10的底端上靠近旋转轴9的一侧，通过气缸组件124的工作，将伸缩机构12沿机械臂10推出或拉回，使工作过程稳定可靠，而且效率较高。
所述的抓取装置17内侧设有缓冲弹簧，且上部设有电磁吸附装置，有效防止工件抓取过程中形成抓痕，而且在抓取铁件时可利用通电产磁进行吸附，防止工件意外掉落，形成双保险。
工作原理
本发明中，通过底座1将机械手固定在工作区域，第一驱动电机6工作，使相连的第一主动带轮7带动第一从动带轮8旋转，从而带动相连的螺柱旋转，将滑动板41升起或下落，驱动电机使第三主动带轮421带动第三从动带轮422旋转，从而使旋转轴9绕圆柱筒42旋转，通过气缸组件124的工作，将伸缩机构12沿机械臂10推出或拉回，第二驱动电机13工作，使相连的第二主动带轮14带动第二从动带轮15工作，从而使翻转轴16绕翻转套筒121旋转，第三驱动电机18工作，可通过连接轴使抓取装置17旋转。此改进结构的机械手，工作原理清晰，构架简单，易于实现，便于市场推广和应用。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多功能五轴机械手，其特征在于：包括底座(1)，支撑板(2)，导向凸起(3)，升降机构(4)，盖板(5)，第一驱动电机(6)，第一主动带轮(7)，第一从动带轮(8)，旋转轴(9)，机械臂(10)，导向槽(11)，伸缩机构(12)，第二驱动电机(13)，第二主动带轮(14)，第二从动带轮(15)，翻转轴(16)，抓取装置(17)和第三驱动电机(18)，所述的底座(1)的上端两侧对称连接有支撑板(2)，该支撑板(2)的内侧中部设有导向凸起(3)，该导向凸起(3)为半圆轴状，且与支撑板(2)等高；所述的升降机构(4)包括滑动板(41)和圆柱筒(42)，所述的滑动板(41)和圆柱筒(42)垂直固定相连，所述的滑动板(41)卡设在导向凸起(3)上，所述的圆柱筒(42)贯穿设在盖板(5)一侧的通孔(51)，该盖板(5)通过连接件固定架设在支撑板(2)上，该盖板(5)的另一侧设有电机支架，该支架上安装有第一驱动电机(6)，该第一驱动电机(6)的主轴垂直向下，且固定连接有第一主动带轮(7)，该第一主动带轮(7)通过传送带与第一从动带轮(8)相连，该第一从动带轮(8)固定连接在螺杆的上端转轴上，该螺杆通过上端转轴穿过盖板(5)，且与盖板(5)转动连接，该螺杆的下端转轴与底座(1)转动连接；所述的旋转轴(9)通过轴承与圆柱筒(42)旋转连接，该旋转轴(9)的上端通过连接件固定连接有机械臂(10)，该机械臂(10)的中部水平方向开设有导向槽(11)，该导向槽(11)内滑动连接有伸缩机构(12)，该伸缩机构(12)的上端靠近旋转轴(9)的一侧安装有第二驱动电机(13)，该第二驱动电机(13)的主轴上连接有第二主动带轮(14)，该第二主动带轮(14)通过传送带与第二从动带轮(15)传动连接，该第二从动带轮(15)固定在翻转轴(16)的一侧端面上，该翻转轴(16)通过轴承与伸缩机构(12)转动连接，该翻转轴(16)外侧端部通过连接轴连接有抓取装置(17)，该连接轴通过转套贯穿翻转轴(16)，且上端连接有第三驱动电机(18)。
2.如权利要求1所述的多功能五轴机械手，其特征在于：所述的滑动板(41)的两侧对称设有弧形凹槽(411)，该弧形凹槽(411)与导向凸起(3)相吻合，且弧形凹槽(411)的内壁上设有油槽。
3.如权利要求1或2所述的多功能五轴机械手，其特征在于：所述的滑动板(41)的中部开通有螺纹孔(412)，该螺纹孔(412)与螺柱转动连接。
4.如权利要求1所述的多功能五轴机械手，其特征在于：所述的旋转轴(9)的底端连接有第三从动带轮(422)，该第三从动带轮(422)通过传送带与第三主动带轮(421)连接，该第三主动带轮(421)与安装在滑动板(41)底部的驱动电机相连。
5.如权利要求1所述的多功能五轴机械手，其特征在于：所述的伸缩机构(12)包括翻转套筒(121)，滑轨(122)，L型连接板(123)和气缸组件(124)，所述的翻转套筒(121)与滑轨(122)连为一体；所述的L型连接板(123)一端铰接在滑轨(122)上，另一端铰接在气缸组件(124)的头部，而气缸组件(124)的底部铰接在机械臂(10)的底端上靠近旋转轴(9)的一侧。
6.如权利要求1所述的多功能五轴机械手，其特征在于：所述的抓取装置(17)内侧设有缓冲弹簧，且上部设有电磁吸附装置。
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