CN206795867U - 一种抓取钢材的机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种抓取钢材的机械手，包括支撑臂、左右夹持臂、顶杆抓取机构和动力装置，支撑臂上设置有导向轴，左右夹持臂相对地设置在导向轴两侧，并在动力装置的驱动下能够沿导向轴相对移动，左右夹持臂相对的内侧面上分别安装顶杆抓取机构，顶杆抓取机构包括自复位式的顶杆阵列，在左右夹持臂相对近移的状态下，顶杆阵列能够对被抓取件形成外形吻合式、包笼式包围。机械手可以根据目标钢材的形状自动调整抓取位置和抓取方式，在生产过程中，无需更换机械手，极大的提高了生产效率。

Description

一种抓取钢材的机械手

技术领域

本实用新型涉及抓取钢材的机械手，能够根据钢材形状自动调整抓取位置和抓取力度的机械手。

背景技术

随着钢材制造业的发展，很多重复性的搬运工作已由机械手来取代人工劳作。如钢材的搬运、移位，边角料的回收、叠放等。在现有技术的条件下，绝大多数的机械手往往只能抓取同一形状内的不同尺寸的钢材，但对于方形、圆形、不规则形状的混合材料往往捉襟见肘，时常需要辅助人工的操作才可完成可靠抓取。这极大地增加了劳动成本，并且大大地降低了生产效率，无法达到企业自动化、安全化的生产要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能根据钢材形状自动调节抓取位置和抓取力度的机械手。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种抓取钢材的机械手，包括支撑臂、左右夹持臂、顶杆抓取机构和动力装置，所述支撑臂上设置有导向轴，左右夹持臂相对地设置在导向轴两侧，并在动力装置的驱动下能够沿导向轴相对移动，左右夹持臂相对的内侧面上分别安装所述顶杆抓取机构，所述顶杆抓取机构包括自复位式的顶杆阵列，在左右夹持臂相对近移的状态下，所述顶杆阵列能够对被抓取件形成外形吻合式、包笼式包围。

进一步地，所述顶杆阵列是由若干自复位顶杆单元组成，所述自复位顶杆单元包括顶杆、自复位支撑部件和端盖传感器，顶杆支撑在自复位支撑部件的前端，自复位支撑部件的后端设置端盖传感器，端盖传感器感应顶杆受力后退时自复位支撑部件的压力，且端盖传感器与动力装置信号关联。各端盖传感器设置有报警压力，当端盖传感器感应到的压力信号达到报警压力时，变向动力装置发送信号，控制左右夹持臂停止相对移动。

自复位顶杆单元的具体设置是，顶杆夹持臂上开设有横槽，所述端盖传感器、自复位支撑部件和顶杆布置在所述横槽内，顶杆的前段穿过横槽露于所述夹持臂，顶杆的后端与横槽的前端构成限位以防止顶杆完全从横槽内移出。

优选地，所述自复位支撑部件为压簧、气缸、油缸、电机丝杆，在自复位支撑部件的作用下，顶杆始终保持向外支撑的趋势。

再来，顶杆的截面形状为圆形、方形、三角形或多边形。横槽可以是圆形槽、方形槽、三角形槽或多边形槽，与顶杆的截面形状相匹配为佳。

所述导向轴可以是耐磨材料制成的光滑轴，也可以是配合电机进行传动的丝杆传动轴。导向轴数量可以是1根或者2根或者更多。

上述机械手的动作原理是，抓取前左右夹持臂分开，将机械手移动被抓取件处，让被抓取件置于左右夹持臂之间，动力装置驱动左右夹持臂沿着导向轴相对移动，顶杆抓取机构的自复位式的顶杆阵列与被抓取件接触，每一个顶杆受到目标钢材的挤压情况不同，顶杆的后退程度也就不同，最终每一个顶杆组的顶杆前端接触目标钢材外表面，形成紧密配合。从立体空间来看，对目标钢材形成一种包络式的抓取方式，实现可靠抓取。当后退幅度最大的顶杆所对应的端盖传感器感应到的压力达到报警压力时，动力装置控制左右夹持臂停止相对移动，此时完成抓取。当需要释放钢材时，动力装置控制左右夹持臂相对远离，释放被抓取工件即可。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本申请机械手结构的顶杆抓取机构中的自复位式的顶杆阵列，可根据目标钢材的外表面形状自动调节顶杆的压缩长度，完成抓取，而不受钢材形状影响，属于一种机械手，尤其满足钢厂抓取作业生产，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中机械手的立体示意图；

图2为本实用新型实施例中机械手的前示图；

图3为本实用新型实施例中机械手的局部剖视图；

图4为本实用新型实施例中夹持臂的内侧面；

图5为本实用新型实施例中自复位顶杆单元的示意图；

图6为本实用新型实施例中机械手抓取圆钢的作业图；

图7为本实用新型实施例中机械手抓取方钢的作业图；

图8为本实用新型实施例中机械手抓取异型钢的作业图。

1支撑臂、2导向轴、3动力装置、4夹持臂、5顶杆、6压簧、7端盖(压力)传感器、8圆钢、9方钢、10异型钢

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的抓取钢材的机械手，包括支撑臂1、左右夹持臂4、顶杆抓取机构和动力装置3，支撑臂1上设置有导向轴2，左右夹持臂4相对地设置在导 向轴2两侧，并在动力装置3的驱动下能够沿导向轴2相对移动，左右夹持臂4相对的内侧面上分别安装顶杆抓取机构，顶杆抓取机构包括自复位式的顶杆阵列，在左右夹持臂4相对近移的状态下，顶杆阵列能够对被抓取件形成外形吻合式、包笼式包围。

上述顶杆阵列是由若干自复位顶杆单元组成，自复位顶杆单元包括顶杆5、压簧6和端盖压力传感器7，顶杆5支撑在压簧6的前端，压簧6的后端设置端盖传感器7，端盖传感器7感应顶杆5受力后退时压簧6的压力，且端盖传感器7与动力装置3信号关联。

自复位顶杆单元是设置在顶杆夹持臂上的横槽内，端盖传感器7、压簧6和顶杆5依次布置在横槽内，顶杆5的前段穿过横槽露于夹持臂4之前，顶杆5的后端与横槽的前端构成限位以防止顶杆5完全从横槽内移出，顶杆在压簧的作用下始终具有向外支撑的趋势。

上述压簧还可以用气缸、油缸、电机丝杆等替代。

上述导向轴可以是耐磨材料制成的光滑轴，也可以是配合电机进行传动的丝杆传动轴。

本实用新型的工作原理为：当夹持臂靠近目标钢材时，动力装置动作，带动夹持臂相对位移，两端的夹持臂呈现夹紧动作。在夹紧过程中，夹持臂上的小部分顶杆单元的顶杆端部率先接触到目标钢材外表面，在继续夹紧过程中，逐渐更多的顶杆组顶杆端面开始接触到目标钢材的外表面而受到相应的挤压。在整个挤压过程中，所有与目标钢材相接触的顶杆受到目标钢材外表面的反向挤压力，顶杆被挤压出相应的位移量，同时压簧6呈收缩状态，端盖压力传感器7实时监测挤压力的数值。当端盖传感器的数值逐渐增大到预设的报警值时，报警，动力装置3停止动作。此时已有一定数量的顶杆受到目标钢材的挤压而产生位移和挤压力。从空间来看，目标钢材表面包络了一定数量的顶杆，并且相互之间存在挤压力。特别的，此时受到挤压的顶杆端面可用曲线练成一条平滑过渡的曲线或者直线，而此曲线或者直线的形状与目标钢材的外表面形状恰好吻合。此时，一定数目的顶杆对目标钢材形成了包络式的包围。随后，支撑臂在外部动力的驱动下运动，机械手将钢材抓取也随之运动，完成抓取动作。当释放目标钢材时，动力装置驱动夹持臂反向动作，夹持臂完成“松开”动作，顶杆陆续离开工件表面，最终完全脱离，完成完全释放动作。

如图六实施例所示，为抓取圆形钢材的动作示意图。当机械手靠近圆形钢材时，动力装置3工作，驱动夹持臂4动作，夹持臂4与对面端的夹持臂呈现夹紧动作。逐渐的，圆形钢材8的外表面开始接触顶杆5前端，进而，顶杆5被圆形钢材8挤压，顶杆组中的压簧6收缩，并将力的数值传递给端盖传感器7。当端盖传感器7达到预设的报警值时，动力装置3停止动作，抓取结束。此时机械手的状态如图六所示，顶杆组的状态如图中的剖视部分所示。

当“包络动作”结束后，机械手在机械支撑臂1的牵引下，进行整体移动。当移动到预定工位后，进行“释放”动作，只需要动力装置3控制夹持臂4反向动作，直至顶杆与钢材表面完全脱离。此时顶杆会在压簧6的作用下，自行复位。最终释放圆形钢材8，完成动作。

上述圆钢的抓取原理同样适用于方钢或异型钢的抓取。

上述结构的机械手可以根据目标钢材的形状自动调整抓取位置和抓取方式，在生产过程中，无需更换机械手，极大的提高了生产效率。

除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抓取钢材的机械手，其特征在于：包括支撑臂、左右夹持臂、顶杆抓取机构和动力装置，所述支撑臂上设置有导向轴，左右夹持臂相对地设置在导向轴两侧，并在动力装置的驱动下能够沿导向轴相对移动，左右夹持臂相对的内侧面上分别安装所述顶杆抓取机构，所述顶杆抓取机构包括自复位式的顶杆阵列，在左右夹持臂相对近移的状态下，所述顶杆阵列能够对被抓取件形成外形吻合式、包笼式包围。

2.根据权利要求1所述的抓取钢材的机械手，其特征在于：所述顶杆阵列是由若干自复位顶杆单元组成，任一所述自复位顶杆单元包括顶杆、自复位支撑部件和端盖传感器，顶杆支撑在自复位支撑部件的前端，自复位支撑部件的后端设置端盖传感器，端盖传感器感应顶杆受力后退时自复位支撑部件的压力，且端盖传感器与动力装置信号关联。

3.根据权利要求2所述的抓取钢材的机械手，其特征在于：所述夹持臂上开设有横槽，所述端盖传感器、自复位支撑部件和顶杆布置在所述横槽内，顶杆的前段穿过横槽露于所述夹持臂，顶杆的后端与横槽的前端构成限位以防止顶杆完全从横槽内移出。

4.根据权利要求2所述的抓取钢材的机械手，其特征在于：所述自复位支撑部件为压簧、气缸、油缸、电机丝杆，在自复位支撑部件的作用下，顶杆始终保持向外支撑的趋势。

5.根据权利要求2所述的抓取钢材的机械手，其特征在于：所述顶杆的截面形状为圆形或多边形。

6.根据权利要求2所述的抓取钢材的机械手，其特征在于：所述顶杆的截面形状为方形或三角形。

7.根据权利要求3所述的抓取钢材的机械手，其特征在于：所述横槽可以是圆形槽、方形槽、三角形槽或多边形槽，与顶杆的截面形状相匹配为佳。

8.根据权利要求1所述的抓取钢材的机械手，其特征在于：所述导向轴可以是耐磨材料制成的光滑轴，也可以是配合电机进行传动的丝杆传动轴。