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 一种高端制造中高精度抓取机械手

 
【申请(专利)号: CN202210097322.7;申请权利人:昌晖;发明设计人: 昌晖;】
 
摘要:
 
本发明公开了一种高端制造中高精度抓取机械手,包括底座、往复驱动单元、抓取单元和调节单元;底座:其上表面通过工字轨道滑动连接有滑动座,滑动座的上表面设有机械臂;往复驱动单元:包括安装架、同步轮、电机一、同步带和固定组件,所述安装架设置于底座的内腔底壁面,安装架的上表面通过转轴转动连接有横向对称分布的同步轮,两个同步轮通过同步带传动连接,安装架的横向板体下表面右端通过安装座设有电机一,电机一的输出轴上端贯穿安装架的横向板体下表面并与右侧的同步轮下端转轴下端面固定连接,该高端制造中高精度抓取机械手,在抓取物件时力度的大小能够得到精准的控制,避免了对工件造成损坏。 
 
主权项:
 
1.一种高端制造中高精度抓取机械手,其特征在于:包括底座(1)、往复驱动单元(3)、抓取单元(5)和调节单元(6);底座(1):其上表面通过工字轨道滑动连接有滑动座(2),滑动座(2)的上表面设有机械臂(4);往复驱动单元(3):包括安装架(31)、同步轮(32)、电机一(33)、同步带(34)和固定组件(35),所述安装架(31)设置于底座(1)的内腔底壁面,安装架(31)的上表面通过转轴转动连接有横向对称分布的同步轮(32),两个同步轮(32)通过同步带(34)传动连接,安装架(31)的横向板体下表面右端通过安装座设有电机一(33),电机一(33)的输出轴上端贯穿安装架(31)的横向板体下表面并与右侧的同步轮(32)下端转轴下端面固定连接,同步带(34)的外表面设有固定组件(35),固定组件(35)与滑动座(2)的下表面固定连接;抓取单元(5):设置于机械臂(4)上端前侧安装块的左右表面;调节单元(6):设置于抓取单元(5)的内部;其中:还包括PLC控制器(7),所述PLC控制器(7)设置于底座(1)的前表面右侧,PLC控制器(7)的输入端电连接外部电源,机械臂(4)和电机一(33)的输入端均电连接PLC控制器(7)的输出端。 
 
要求:
 
1.一种高端制造中高精度抓取机械手,其特征在于:包括底座(1)、往复驱动单元(3)、抓取单元(5)和调节单元(6);
 
底座(1):其上表面通过工字轨道滑动连接有滑动座(2),滑动座(2)的上表面设有机械臂(4);
 
往复驱动单元(3):包括安装架(31)、同步轮(32)、电机一(33)、同步带(34)和固定组件(35),所述安装架(31)设置于底座(1)的内腔底壁面,安装架(31)的上表面通过转轴转动连接有横向对称分布的同步轮(32),两个同步轮(32)通过同步带(34)传动连接,安装架(31)的横向板体下表面右端通过安装座设有电机一(33),电机一(33)的输出轴上端贯穿安装架(31)的横向板体下表面并与右侧的同步轮(32)下端转轴下端面固定连接,同步带(34)的外表面设有固定组件(35),固定组件(35)与滑动座(2)的下表面固定连接;
 
抓取单元(5):设置于机械臂(4)上端前侧安装块的左右表面;
 
调节单元(6):设置于抓取单元(5)的内部;
 
其中:还包括PLC控制器(7),所述PLC控制器(7)设置于底座(1)的前表面右侧,PLC控制器(7)的输入端电连接外部电源,机械臂(4)和电机一(33)的输入端均电连接PLC控制器(7)的输出端。
 
2.根据权利要求1所述的一种高端制造中高精度抓取机械手,其特征在于:所述固定组件(35)包括固定板(351)和锁止螺钉(352),所述固定板(351)设置于滑动座(2)的下表面,锁止螺钉(352)穿过固定板(351)前表面对应设置的安装孔一并与同步带(34)一侧外表面对应设置的螺孔二螺纹连接。
 
3.根据权利要求1所述的一种高端制造中高精度抓取机械手,其特征在于:所述抓取单元(5)包括防护罩(51)、花齿杆(52)、齿轮(53)、夹板(54)、压力传感器(55)和抓取驱动组件(56),所述防护罩(51)对称设置于机械臂(4)上端前侧安装块的左右表面,两个防护罩(51)之间前端通过转轴转动连接有竖向对称分布的花齿杆(52),花齿杆(52)的左右俩端均滑动连接有齿轮(53),齿轮(53)的外弧面均设有夹板(54),夹板(54)的前表面均设有压力传感器(55),两个防护罩(51)之间中部设有抓取驱动组件(56),抓取驱动组件(56)分别与相邻的齿轮(53)啮合连接,压力传感器(55)的输出端电连接PLC控制器(7)的输入端。
 
4.根据权利要求3所述的一种高端制造中高精度抓取机械手,其特征在于:所述抓取驱动组件(56)包括齿型杆(561)和电机二(562),所述齿型杆(561)通过转轴竖向对称转动连接于两个防护罩(51)之间中部,两个齿型杆(561)啮合连接,上端横向相邻的两个齿轮(53)均与上端的齿型杆(561)啮合连接,下端横向相邻的两个齿轮(53)均与下端的齿型杆(561)啮合连接,右端的防护罩(51)右表面下端通过安装座设有电机二(562),电机二(562)的输出轴左端贯穿右端的防护罩(51)右表面并与下端的齿型杆(561)右侧转轴右端面固定连接,电机二(562)的输入端电连接PLC控制器(7)的输出端。
 
5.根据权利要求3所述的一种高端制造中高精度抓取机械手,其特征在于:所述调节单元(6)包括固定块(61)和双向丝杆(62),所述固定块(61)分别对称设置于花齿杆(52)的左右端,横向相邻的两个固定块(61)之间均通过转轴转动连接有双向丝杆(62),双向丝杆(62)分别与同一高度的齿轮(53)边缘处对应设置的螺孔三螺纹连接。
 
6.根据权利要求5所述的一种高端制造中高精度抓取机械手,其特征在于:所述调节单元(6)还包括操作钮(63)和锁止螺栓(64),所述操作钮(63)分别设置于双向丝杆(62)的左端,操作钮(63)右端面设置的锁止孔内均螺纹连接有锁止螺栓(64),锁止螺栓(64)的左端均与左端的防护罩(51)的内腔右壁面抵触。
 
7.根据权利要求1所述的一种高端制造中高精度抓取机械手,其特征在于:所述滑动座(2)的左右表面设有对称分布的清理板(8),清理板(8)的下表面均设有均匀分布的清理毛刷(9)。
 
一种高端制造中高精度抓取机械手
技术领域
 
本发明涉及机械手技术领域,具体为一种高端制造中高精度抓取机械手。
 
背景技术
 
机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置,机械手是最早出现的工业机器人,也是最早出现的现代机器人,它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门,现有技术中:授权公布号CN 206383138 U的专利公开了涉及一种高精度机械手抓取装置,包括底座、升降气缸、横向推动装置和升降大臂,所述底座顶部固定连接支撑架,所述支撑架内部设有基座,所述基座两侧设有固定板,所述基座顶部设有升降气缸,所述升降气缸内部设有升降杆,所述升降气缸顶部连接横向推动装置,但这种方式,传动的精度不够高,抓取物件时力度的大小不能够得到精准的控制,会对工件造成损坏,在对不同规格的产品夹持时需要更换不同部件,为此,我们提出一种高端制造中高精度抓取机械手。
 
发明内容
 
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种高端制造中高精度抓取机械手,使得抓取物件时力度的大小能够得到精准的控制,可以有效解决背景技术中的问题。
 
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高端制造中高精度抓取机械手,包括底座、往复驱动单元、抓取单元和调节单元;
 
底座:其上表面通过工字轨道滑动连接有滑动座,滑动座的上表面设有机械臂;
 
往复驱动单元:包括安装架、同步轮、电机一、同步带和固定组件,所述安装架设置于底座的内腔底壁面,安装架的上表面通过转轴转动连接有横向对称分布的同步轮,两个同步轮通过同步带传动连接,安装架的横向板体下表面右端通过安装座设有电机一,电机一的输出轴上端贯穿安装架的横向板体下表面并与右侧的同步轮下端转轴下端面固定连接,同步带的外表面设有固定组件,固定组件与滑动座的下表面固定连接;
 
抓取单元:设置于机械臂上端前侧安装块的左右表面;
 
调节单元:设置于抓取单元的内部;
 
其中:还包括PLC控制器,所述PLC控制器设置于底座的前表面右侧,PLC控制器的输入端电连接外部电源,机械臂和电机一的输入端均电连接PLC控制器的输出端,提高配机械手的传动精度,使得抓取物件时力度的大小能够得到精准的控制,达到了高精准抓取的目的,避免了对工件造成损坏,能够对不同规格的产品进行夹持,提高了实用性。
 
进一步的,所述固定组件包括固定板和锁止螺钉,所述固定板设置于滑动座的下表面,锁止螺钉穿过固定板前表面对应设置的安装孔一并与同步带一侧外表面对应设置的螺孔二螺纹连接,起到快速连接的作用。
 
进一步的,所述抓取单元包括防护罩、花齿杆、齿轮、夹板、压力传感器和抓取驱动组件,所述防护罩对称设置于机械臂上端前侧安装块的左右表面,两个防护罩之间前端通过转轴转动连接有竖向对称分布的花齿杆,花齿杆的左右俩端均滑动连接有齿轮,齿轮的外弧面均设有夹板,夹板的前表面均设有压力传感器,两个防护罩之间中部设有抓取驱动组件,抓取驱动组件分别与相邻的齿轮啮合连接,压力传感器的输出端电连接PLC控制器的输入端,使得抓取物件时力度的大小能够得到精准的控制。
 
进一步的,所述抓取驱动组件包括齿型杆和电机二,所述齿型杆通过转轴竖向对称转动连接于两个防护罩之间中部,两个齿型杆啮合连接,上端横向相邻的两个齿轮均与上端的齿型杆啮合连接,下端横向相邻的两个齿轮均与下端的齿型杆啮合连接,右端的防护罩右表面下端通过安装座设有电机二,电机二的输出轴左端贯穿右端的防护罩右表面并与下端的齿型杆右侧转轴右端面固定连接,电机二的输入端电连接PLC控制器的输出端,达到了高效驱动的目的。
 
进一步的,所述调节单元包括固定块和双向丝杆,所述固定块分别对称设置于花齿杆的左右端,横向相邻的两个固定块之间均通过转轴转动连接有双向丝杆,双向丝杆分别与同一高度的齿轮边缘处对应设置的螺孔三螺纹连接,提高了实用性。
 
进一步的,所述调节单元还包括操作钮和锁止螺栓,所述操作钮分别设置于双向丝杆的左端,操作钮右端面设置的锁止孔内均螺纹连接有锁止螺栓,锁止螺栓的左端均与左端的防护罩的内腔右壁面抵触,对双向丝杆进行限位。
 
进一步的,所述滑动座的左右表面设有对称分布的清理板,清理板的下表面均设有均匀分布的清理毛刷,提高配机械手的传动精度。
 
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本高端制造中高精度抓取机械手,具有以下好处:
 
1、首先工作人员将锁止螺钉依次穿过固定板并与固定板的外表面连接,然后根据移动的需求,通过PLC控制器调控电机一运作,由于两个同步轮通过同步带传动连接,当电机一带动右端的同步轮转动时,同步带动同步带移动,且与左侧的同步轮配合,带动滑动座及其附属机构沿底座上表面的工字轨道同步移动,从而满足了移动抓取的需求,大大增加机械手抓取的范围,当需要反向移动时,只需通过滑动座调控电机一反转即可,而清理板与清理毛刷配合对底座上表面的工字轨道进行清理,提高配机械手的传动精度。
 
2、在抓取时工件时,首先通过PLC控制器调控机械臂移动至抓取场所,然后调控电机二运作,电机二输出轴逆时针旋转带动下端的齿型杆逆时针转动,由于两个齿型杆啮合连接,上端横向相邻的两个齿轮均与上端的齿型杆啮合连接,下端横向相邻的两个齿轮均与下端的齿型杆啮合连接,当下端的齿型杆逆时针转动,上端的齿型杆同步反向转动,此时两个齿型杆则带动对应的齿轮同步反方向旋转,此时竖向相邻的齿轮则会带着对应的夹板相互靠近,从而将工件抓取柱,由于压力传感器实时检测压力信息且将信息同步给压力传感器,然后由压力传感器进行判定,当压力大于内部储存的最大数值时,PLC控制器调控电机二停止运作,然后再次调控机械臂运作,将抓取的工件移动至指定场所,使得抓取物件时力度的大小能够得到精准的控制,达到了高精准抓取的目的,避免了对工件造成损坏。
 
3、当应对不用类型工件抓取需要调节时,工作人员依次逆时针旋转锁止螺栓,使得锁止螺栓与左端的防护罩的内腔右壁面分离,然后通过操作钮转动双向丝杆,双向丝杆转动使得对应的两个齿轮同时沿花齿杆的轴向方向同时相反或相向靠近,依次来调节横向两个齿轮之间的间距,以此适应不同大小工件的抓取,能够对不同规格的产品进行夹持,提高了实用性,调节完成之后工作人员将逆时针旋转锁止螺栓,使得锁止螺栓的左端与左端的防护罩的内腔右壁面重新抵触,以此对双向丝杆进行限位。
 
附图说明
 
一种高端制造中高精度抓取机械手
图1为本发明结构示意图;
 
一种高端制造中高精度抓取机械手
图2为本发明抓取单元的结构示意图;
 
一种高端制造中高精度抓取机械手
图3为本发明往复驱动单元的结构示意图;
 
一种高端制造中高精度抓取机械手
图4为本发明A处放大结构示意图。
 
图中:1底座、2滑动座、3往复驱动单元、31安装架、32同步轮、33电机一、34同步带、35固定组件、351固定板、352锁止螺钉、4机械臂、5抓取单元、51防护罩、52花齿杆、53齿轮、54夹板、55压力传感器、56抓取驱动组件、561齿型杆、562电机二、6调节单元、61固定块、62双向丝杆、63操作钮、64锁止螺栓、7 PLC控制器、8清理板、9清理毛刷。
 
具体实施方式
 
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
 
请参阅图1-4,本发明提供以下技术方案:
 
实施例一:一种高端制造中高精度抓取机械手,包括底座1、往复驱动单元3、抓取单元5和调节单元6;
 
底座1:底座1对其附属机构单元提供安装支撑场所,其上表面通过工字轨道滑动连接有滑动座2,滑动座2起到往复滑动的作用,滑动座2的上表面设有机械臂4,起到多轴移动的作用;
 
往复驱动单元3:包括安装架31、同步轮32、电机一33、同步带34和固定组件35,安装架31设置于底座1的内腔底壁面,安装架31的上表面通过转轴转动连接有横向对称分布的同步轮32,两个同步轮32通过同步带34传动连接,安装架31的横向板体下表面右端通过安装座设有电机一33,电机一33的输出轴上端贯穿安装架31的横向板体下表面并与右侧的同步轮32下端转轴下端面固定连接,同步带34的外表面设有固定组件35,固定组件35与滑动座2的下表面固定连接,固定组件35包括固定板351和锁止螺钉352,固定板351设置于滑动座2的下表面,锁止螺钉352穿过固定板351前表面对应设置的安装孔一并与同步带34一侧外表面对应设置的螺孔二螺纹连接,滑动座2的左右表面设有对称分布的清理板8,清理板8的下表面均设有均匀分布的清理毛刷9;
 
抓取单元5:设置于机械臂4上端前侧安装块的左右表面;
 
调节单元6:设置于抓取单元5的内部;
 
其中:还包括PLC控制器7,PLC控制器7设置于底座1的前表面右侧,PLC控制器7的输入端电连接外部电源,机械臂4和电机一33的输入端均电连接PLC控制器7的输出端。
 
具体的,这样设置,首先工作人员将锁止螺钉352依次穿过固定板351并与固定板351的外表面连接,然后根据移动的需求,通过PLC控制器7调控电机一33运作,由于两个同步轮32通过同步带34传动连接,当电机一33带动右端的同步轮32转动时,同步带动同步带34移动,且与左侧的同步轮32配合,带动滑动座2及其附属机构沿底座1上表面的工字轨道同步移动,从而满足了移动抓取的需求,大大增加机械手抓取的范围,当需要反向移动时,只需通过滑动座2调控电机一33反转即可,而清理板8与清理毛刷9配合对底座1上表面的工字轨道进行清理,提高配机械手的传动精度。
 
实施例二:
 
本实施例与实施例一的区别在于:
 
本实施例中,抓取单元5包括防护罩51、花齿杆52、齿轮53、夹板54、压力传感器55和抓取驱动组件56,防护罩51对称设置于机械臂4上端前侧安装块的左右表面,两个防护罩51之间前端通过转轴转动连接有竖向对称分布的花齿杆52,花齿杆52的左右俩端均滑动连接有齿轮53,齿轮53的外弧面均设有夹板54,夹板54的前表面均设有压力传感器55,两个防护罩51之间中部设有抓取驱动组件56,抓取驱动组件56分别与相邻的齿轮53啮合连接,压力传感器55的输出端电连接PLC控制器7的输入端,抓取驱动组件56包括齿型杆561和电机二562,齿型杆561通过转轴竖向对称转动连接于两个防护罩51之间中部,两个齿型杆561啮合连接,上端横向相邻的两个齿轮53均与上端的齿型杆561啮合连接,下端横向相邻的两个齿轮53均与下端的齿型杆561啮合连接,右端的防护罩51右表面下端通过安装座设有电机二562,电机二562的输出轴左端贯穿右端的防护罩51右表面并与下端的齿型杆561右侧转轴右端面固定连接,电机二562的输入端电连接PLC控制器7的输出端。
 
具体的,这样设置,在抓取时工件时,首先通过PLC控制器7调控机械臂4移动至抓取场所,然后调控电机二562运作,电机二562输出轴逆时针旋转带动下端的齿型杆561逆时针转动,由于两个齿型杆561啮合连接,上端横向相邻的两个齿轮53均与上端的齿型杆561啮合连接,下端横向相邻的两个齿轮53均与下端的齿型杆561啮合连接,当下端的齿型杆561逆时针转动,上端的齿型杆561同步反向转动,此时两个齿型杆561则带动对应的齿轮53同步反方向旋转,此时竖向相邻的齿轮53则会带着对应的夹板54相互靠近,从而将工件抓取柱,由于压力传感器55实时检测压力信息且将信息同步给压力传感器55,然后由压力传感器55进行判定,当压力大于内部储存的最大数值时,PLC控制器7调控电机二562停止运作,然后再次调控机械臂4运作,将抓取的工件移动至指定场所,使得抓取物件时力度的大小能够得到精准的控制,达到了高精准抓取的目的,避免了对工件造成损坏。
 
实施例三:
 
本实施例与实施例一的区别在于:
 
本实施例中,调节单元6包括固定块61和双向丝杆62,固定块61分别对称设置于花齿杆52的左右端,横向相邻的两个固定块61之间均通过转轴转动连接有双向丝杆62,双向丝杆62分别与同一高度的齿轮53边缘处对应设置的螺孔三螺纹连接,调节单元6还包括操作钮63和锁止螺栓64,操作钮63分别设置于双向丝杆62的左端,操作钮63右端面设置的锁止孔内均螺纹连接有锁止螺栓64,锁止螺栓64的左端均与左端的防护罩51的内腔右壁面抵触。
 
具体的,这样设置,当应对不用类型工件抓取需要调节时,工作人员依次逆时针旋转锁止螺栓64,使得锁止螺栓64与左端的防护罩51的内腔右壁面分离,然后通过操作钮63转动双向丝杆62,双向丝杆62转动使得对应的两个齿轮53同时沿花齿杆52的轴向方向同时相反或相向靠近,依次来调节横向两个齿轮53之间的间距,以此适应不同大小工件的抓取,能够对不同规格的产品进行夹持,提高了实用性,调节完成之后工作人员将逆时针旋转锁止螺栓64,使得锁止螺栓64的左端与左端的防护罩51的内腔右壁面重新抵触,以此对双向丝杆62进行限位。
 
本发明提供的一种高端制造中高精度抓取机械手的工作原理如下:首先工作人员将锁止螺钉352依次穿过固定板351并与固定板351的外表面连接,然后根据移动的需求,通过PLC控制器7调控电机一33运作,由于两个同步轮32通过同步带34传动连接,当电机一33带动右端的同步轮32转动时,同步带动同步带34移动,且与左侧的同步轮32配合,带动滑动座2及其附属机构沿底座1上表面的工字轨道同步移动,从而满足了移动抓取的需求,大大增加机械手抓取的范围,当需要反向移动时,只需通过滑动座2调控电机一33反转即可,而清理板8与清理毛刷9配合对底座1上表面的工字轨道进行清理,提高配机械手的传动精度,在抓取时工件时,首先通过PLC控制器7调控机械臂4移动至抓取场所,然后调控电机二562运作,电机二562输出轴逆时针旋转带动下端的齿型杆561逆时针转动,由于两个齿型杆561啮合连接,上端横向相邻的两个齿轮53均与上端的齿型杆561啮合连接,下端横向相邻的两个齿轮53均与下端的齿型杆561啮合连接,当下端的齿型杆561逆时针转动,上端的齿型杆561同步反向转动,此时两个齿型杆561则带动对应的齿轮53同步反方向旋转,此时竖向相邻的齿轮53则会带着对应的夹板54相互靠近,从而将工件抓取柱,由于压力传感器55实时检测压力信息且将信息同步给压力传感器55,然后由压力传感器55进行判定,当压力大于内部储存的最大数值时,PLC控制器7调控电机二562停止运作,然后再次调控机械臂4运作,将抓取的工件移动至指定场所,使得抓取物件时力度的大小能够得到精准的控制,达到了高精准抓取的目的,避免了对工件造成损坏,当应对不用类型工件抓取需要调节时,工作人员依次逆时针旋转锁止螺栓64,使得锁止螺栓64与左端的防护罩51的内腔右壁面分离,然后通过操作钮63转动双向丝杆62,双向丝杆62转动使得对应的两个齿轮53同时沿花齿杆52的轴向方向同时相反或相向靠近,在此过程中齿轮53的齿牙与齿型杆561的齿槽相对滑动不脱离,依次来调节横向两个齿轮53之间的间距,以此适应不同大小工件的抓取,能够对不同规格的产品进行夹持,提高了实用性,调节完成之后工作人员将逆时针旋转锁止螺栓64,使得锁止螺栓64的左端与左端的防护罩51的内腔右壁面重新抵触,以此对双向丝杆62进行限位。
 
值得注意的是,以上实施例中所公开的PLC控制器7核心芯片选用的是PLC单片机,具体型号为S7-200,机械臂4、电机一33、压力传感器55和电机二562则可根据实际应用场景自由配置,机械臂4可选用型号为GC-4FMA4V5/FS3-SMP4S4的机械臂,电机一33可选用型号为180M-21520C5-E的电机,压力传感器55可选用型号为SI4-G@500g的压力传感器,电机二562可选用型号为130M-09520C5-E的电机,PLC控制器7控制引机械臂4、电机一33、压力传感器55和电机二562工作采用现有技术中常用的方法。
 
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
 
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