CN202985563U - 一种机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械手，包括第一传动轴，第一传动轴两端分别设置有第一驱动轮和第二驱动轮；一端设置有自适应从动轮的第二传动轴，第二传动轴与第一传动轴交叉布置，且第二传动轴相对于第一传动轴可自由平移；两端均固定到第二传动轴的另一端的同步带，同步带依次绕过第一驱动轮、自适应从动轮和第二驱动轮，并且，由第一驱动轮和第二驱动轮驱动传动；安装到第二传动轴上的机械抓手。当第一驱动轮和第二驱动轮驱动同步带传动时，通过对第一驱动轮和第二驱动轮的转速和转向的不同设置，可以令第二传动轴上下平移或左右平移，甚至是按一定的倾斜角度平移，从而，可实现控制机械抓手在不同位置进行精确定位的目的。

Description

一种机械手

技术领域

本实用新型涉及机械设备制造技术领域，特别涉及一种机械手。

背景技术

现在码垛设备种类繁多，大致分为两种，一种是多轴丝杆传动，还有一种是库卡机器人或类似库卡机器人的机械臂，抓手部位采用机械结构或真空吸盘结构。

其中，多轴丝杆传动实现高速运转的难度大，且成本较高，库卡机器人可实现高速运转，但是其结构复杂且成本太高，在不太复杂的堆垛工序中使用机器人过于浪费。例如，在电池的生产包装过程中，需要对电池进行快速码垛和拆垛，需要一种成本较低且可实现高速运作的自动化机械设备来完成拆垛码垛。

因此，如何制作一种成本较低且可高速运作的自动化机械设备来完成拆垛码垛，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种机械手，其结构简单，成本较低，且可高速运转。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种机械手，包括：

第一传动轴，所述第一传动轴两端分别设置有第一驱动轮和第二驱动轮；

一端设置有自适应从动轮的第二传动轴，所述第二传动轴与所述第一传动轴交叉布置，且所述第二传动轴相对于所述第一传动轴可自由平移；

两端均固定到所述第二传动轴的另一端的同步带，所述同步带依次绕过所述第一驱动轮、所述自适应从动轮和所述第二驱动轮，并且，由所述第一驱动轮和所述第二驱动轮驱动传动；

安装到所述第二传动轴上的机械抓手。

优选地，在上述机械手中，所述第一驱动轮由第一伺服电机驱动，所述第二驱动轮由第二伺服电机驱动。

优选地，在上述机械手中，还包括用于将所述同步带按压到所述第一驱动轮、所述自适应从动轮和所述第二驱动轮上的压紧装置。

优选地，在上述机械手中，所述压紧装置包括用于按压所述同步带的四个承载从动轮，四个所述承载从动轮分别位于所述第二传动轴与所述第一传动轴的四个夹角处，并通过定位机构固连在一起。

优选地，在上述机械手中，所述第二传动轴与所述第一传动轴垂直布置。

优选地，在上述机械手中，所述机械抓手与所述自适应从动轮位于所述第二传动轴的同一端。

优选地，在上述机械手中，所述机械抓手包括四个用于抓取操作的抓手单元，四个所述抓手单元呈矩形布置，通过气缸驱动可同时且等速地向中心移动。

优选地，在上述机械手中，所述机械抓手还包括：

安装板；

中心连接件，所述中心连接件可转动地设置到所述安装板上，所述中心连接件上设置有四个连接部分，其中两个所述连接部分关于所述中心连接件的转动中心中心对称，另外两个所述连接部分也关于所述转动中心中心对称；

设置于所述安装板上的四个直线导轨，其中两个所述直线导轨关于所述转动中心中心对称，另外两个所述直线导轨也关于所述转动中心中心对称，四个所述抓手单元分别与不同的所述直线导轨滑动连接；

四个连杆，每个所述连杆的两端分别与一个所述连接部分和一个所述抓手单元铰接，且不同的所述连杆铰接于不同的所述连接部分和不同的所述抓手单元。

优选地，在上述机械手中，所述气缸有两个，分别驱动不同的所述抓手单元。

优选地，在上述机械手中，所述机械手为用于对电池板盘进行拆垛码垛的机械手。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的机械手中，由于第二传动轴相对于第一传动轴可自由平移，所以，当第一驱动轮和第二驱动轮驱动同步带传动时，通过对第一驱动轮和第二驱动轮的转速和转向分别进行设置，可以令第二传动轴上下平移或左右平移，甚至是按一定的倾斜角度平移，从而，带动机械抓手移动，令机械抓手在不同的位置进行抓取的操作。由于同步带传动不仅结构紧凑而且传动比准确，可见，本实用新型实施例提供的机械手通过一根同步带和两个传动轴构成的简单机构即可实现控制机械抓手在不同位置进行精确定位的目的，不仅结构简单，成本低廉，而且可实现高速运转。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的机械手的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的机械抓手的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种机械手，其结构简单，成本较低，且可高速运作。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的机械手的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的机械抓手的结构示意图。

本实用新型实施例提供的机械手，包括第一传动轴1、第二传动轴2、同步带3和机械抓手5。

其中，第一传动轴1两端分别设置有第一驱动轮11和第二驱动轮12；第二传动轴2与第一传动轴1交叉布置的同时，第二传动轴2相对于第一传动轴1可自由平移，并且第二传动轴2的一端设置有自适应从动轮21；同步带3依次绕过第一驱动轮11、自适应从动轮21和第二驱动轮12，同时，同步带3的两端均固定到第二传动轴2的另一端，且同步带3由第一驱动轮11和第二驱动轮12驱动传动；机械抓手5安装到第二传动轴2上，随第二传动轴2的移动而移动。

从上述技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的机械手中，由于第二传动轴2相对于第一传动轴1可自由平移，所以，当第一驱动轮11和第二驱动轮12驱动同步带3传动时，通过对第一驱动轮11和第二驱动轮12的转速和转向分别进行设置，可以令第二传动轴2相对于第一传动轴1上下平移或左右平移，甚至是按一定的倾斜角度平移，从而，带动机械抓手5移动，令机械抓手5在不同的位置进行抓取的操作。由于同步带传动不仅结构紧凑而且传动比准确，可见，本实用新型实施例提供的机械手通过一根同步带3和两个传动轴构成的简单机构即可实现控制机械抓手5在不同位置进行精确定位的目的，不仅结构简单，成本低廉，而且可实现高速运转。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例中的第一传动轴1固定安装，第二传动轴2与第一传动轴1垂直布置，第一驱动轮11由第一伺服电机驱动，第二驱动轮12由第二伺服电机驱动。当第一驱动轮11和第二驱动轮12同时等速或等加速顺时针旋转时，第二传动轴2带着机械抓手5沿第一传动轴1的轴线方向水平向右移动；当第一驱动轮11和第二驱动轮12同时等速或等加速逆时针旋转时，第二传动轴2带着机械抓手5水平向左移动；当第一驱动轮11逆时针且第二驱动轮12顺时针等速或等加速旋转时，第二传动轴2带着机械抓手5沿第二传动轴2的轴线方向竖直向上提升；当第一驱动轮11顺时针且第二驱动轮12逆时针等速或等加速旋转时，第二传动轴2带着机械抓手5竖直向下运动；当第一驱动轮11和第二驱动轮12的运转速度不一致时，可实现两轴联动，即机械抓手5可以沿斜线或曲线运动。

但是并不局限于此，本实施例中的第二传动轴2与第一传动轴1也可以按其它角度布置，第一驱动轮11和第二驱动轮12还可以由步进电机驱动转动，此时，同样可以通过对第一驱动轮11和第二驱动轮12的转速和转向进行不同的设置，达到令第二传动轴2相对于第一传动轴1做不同方向的平移的目的，因此，本实用新型对此并不做限定。

为了进一步优化上述技术方案，同步带3通过压紧装置实现与第一驱动轮11、自适应从动轮21和第二驱动轮12的紧密接触，以达到有效且精确传动的目的。如图1所示，在本实施例中，压紧装置包括用于压紧同步带3的四个承载从动轮4，四个承载从动轮4分别位于第二传动轴2与第一传动轴1的四个夹角处，并通过定位机构固连在一起。当第二传动轴2与第一传动轴1发生相对移动时，此压紧装置相对于第二传动轴2和/或第一传动轴1也发生位移，但是其中的四个承载从动轮4始终分别位于第二传动轴2与第一传动轴1的四个夹角处，从而起到始终压紧传动带3的目的。在一个优选地具体实施例中，定位机构将四个承载从动轮4的轴心固连在一起，同时，四个承载从动轮4均可随传动带3的传动而转动。但是，本领域技术人员来说，压紧装置的具体结构存在多种设计形式，均可用到本实施例中用于压紧同步带3，例如，在第二传动轴2与第一传动轴1上分别设置有与其自身固连的用于压紧传动带3的从动轮。因此，本实用新型在此不作赘述。

在本实施例中，机械抓手5与自适应从动轮21可分别位于第二传动轴2的两端，也可位于第二传动轴2的同一端，如图1所示，机械抓手5与在第二传动轴2一端设置的自适应从动轮21的转动轴连接，从而随第二传动轴2的平移而平移。其中，机械抓手5包括四个用于抓取操作的抓手单元51，四个抓手单元51呈矩形布置，通过气缸6的驱动可同时且等速地向中心移动，以实现对部件或产品抓紧的目的。

具体地，如图2所示，机械抓手5还包括安装板55、中心连接件52和四个连杆54，以及设置于安装板55上的四个直线导轨53。其中，中心连接件52可转动地设置到安装板55上，并且，中心连接件52上设置有四个连接部分，其中两个连接部分关于中心连接件52的转动中心中心对称，另外两个连接部分也关于转动中心中心对称，即中心连接件52上沿周向对称地设置有四个连接部分，用于与连杆54铰接；其中两个直线导轨53关于中心连接件52的转动中心中心对称，另外两个直线导轨53也关于该转动中心中心对称，并且，每个抓手单元51分别与不同的直线导轨53滑动连接；此外，每个连杆54的两端分别与一个抓手单元51和中心连接件52上的一个连接部分铰接，即一个抓手单元51与一个连杆54的一端铰接，此连杆54的另一端再和中心连接件52上的一个连接部分铰接，且不同的连杆54铰接于不同的连接部分和不同的抓手单元51。最终，当气缸6推动其中一个抓手单元51沿导轨53滑动时，通过连杆54的传动，其它的抓手单元51均同时且等速地向转动中心移动。可见，该连杆机构能确保每个抓手单元51在开合过程中的移动量、移动速度和移动加速度保持高度一致，高精度的直线导轨53保证了其重复定位精度，同时，直线导轨53的斜角角度和位置通过精确计算确保了机械抓手5在进行抓紧操作时，能够与要抓取的产品紧密贴合。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例中的气缸6有两个，且分别驱动不同的抓手单元51。

在此需要说明的是，本机械手可应用于多种领域，例如，对电池板盘的拆垛码垛，此时机械抓手5要抓取的产品即为电池板盘，其中，抓手单元51的布置要和电池板盘的形状结构适配即可。但并不局限于此，本实用新型对应用领域不做限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种机械手，其特征在于，包括：

第一传动轴（1），所述第一传动轴（1）两端分别设置有第一驱动轮（11）和第二驱动轮（12）；

一端设置有自适应从动轮（21）的第二传动轴（2），所述第二传动轴（2）与所述第一传动轴（1）交叉布置，且所述第二传动轴（2）相对于所述第一传动轴（1）可自由平移；

两端均固定到所述第二传动轴（2）的另一端的同步带（3），所述同步带（3）依次绕过所述第一驱动轮（11）、所述自适应从动轮（21）和所述第二驱动轮（12），并且，由所述第一驱动轮（11）和所述第二驱动轮（12）驱动传动；

安装到所述第二传动轴（2）上的机械抓手（5）。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述第一驱动轮（11）由第一伺服电机驱动，所述第二驱动轮（12）由第二伺服电机驱动。

3.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，还包括用于将所述同步带（3）按压到所述第一驱动轮（11）、所述自适应从动轮（21）和所述第二驱动轮（12）上的压紧装置。

4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述压紧装置包括用于按压所述同步带（3）的四个承载从动轮（4），四个所述承载从动轮（4）分别位于所述第二传动轴（2）与所述第一传动轴（1）的四个夹角处，并通过定位机构固连在一起。

5.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述第二传动轴（2）与所述第一传动轴（1）垂直布置。

6.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械抓手（5）与所述自适应从动轮（21）位于所述第二传动轴（2）的同一端。

7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械抓手（5）包括四个用于抓取操作的抓手单元（51），四个所述抓手单元（51）呈矩形布置，通过气缸（6）驱动可同时且等速地向中心移动。

8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述机械抓手（5）还包括：

安装板（55）；

中心连接件（52），所述中心连接件（52）可转动地设置到所述安装板（55）上，所述中心连接件（52）上设置有四个连接部分，其中两个所述连接部分关于所述中心连接件（52）的转动中心中心对称，另外两个所述连接部分也关于所述转动中心中心对称；

设置于所述安装板（55）上的四个直线导轨（53），其中两个所述直线导轨（53）关于所述转动中心中心对称，另外两个所述直线导轨（53）也关于所述转动中心中心对称，四个所述抓手单元（51）分别与不同的所述直线导轨（53）滑动连接；

四个连杆（54），每个所述连杆（54）的两端分别与一个所述连接部分和一个所述抓手单元（51）铰接，且不同的所述连杆（54）铰接于不同的所述连接部分和不同的所述抓手单元（51）。

9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述气缸（6）有两个，分别驱动不同的所述抓手单元（51）。

10.根据权利要求1-9任一项所述的机械手，其特征在于，所述机械手为用于对电池板盘进行拆垛码垛的机械手。

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