专利名称：自动搬运装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种代替人力搬运物体的装置，具体地说是一种自动搬运装置。
背景技术：
随着社会工业化的发展，各行各业都产生了大量的搬运物体工作，目前搬运工作大部分由人工完成，少数厂家采用机器人搬运。人工搬运劳动强度大，在搬运过程中经常出现人身伤害事故，工作效率低，大量的人力搬运工作就需要足够的搬运空间；而机器人采购成本较高，对场地空间的要求也相对较高。因此就需要一种搬运装置大体人工及机器人搬运，一方面降低劳动强度，提高劳动效率，避免伤害事故的发生，另一方面也降低了生产成本，节省了操作空间。
发明内容本实用新型要解决的技术问题，是提供一种能够代替人力搬运物体的装置，在一定空间内，完成流畅、准确、快速地抓取、放置物体的搬运过程，实现物体搬运的自动化，节省了人力资源，降低了劳动强度和劳动成本，避免了工伤事故的发生。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种自动搬运装置，它的整体外形为倒J形，包括固定设置的安装平台及分别具有自动控制功能的旋转机构、Y向伸缩机构、Z向伸缩机构、抓手机构；所述平台高于地面设置，其所在高度与被搬运物体于竖向产生的位移相当或高于该竖向位移；旋转机构固定于安装平台上并向上延伸，为水平向旋转机构；Y向伸缩机构与旋转机构固联，且呈水平方向设置，带有水平设置的Y向伸缩悬臂；Z向伸缩机构与Y向伸缩悬臂垂直相联且向下延伸，能够Z向伸缩；抓手机构固联于Z向伸缩机构的下部，由其驱动装置控制抓取与松放。以上是本实用新型的基本结构和原理，旋转机构具有可旋转功能；Y向伸缩机构可与旋转机构一起作360度转动，Y向伸缩机构带动Z向伸缩机构作水平方向移动；Ζ向伸缩机构在Y向伸缩机构的带动下作水平移动，并带动抓手机构作上下运动。当该装置搬运物体时，通过旋转、下降、提升、水平移动、抓取等动作完成物体的空间位置变动，节省了人力，降低了成本，提高了生产效率。作为本实用新型的一种限定，所述安装平台的固定方式为于固定体上水平固定，或底部固联于在固定基座上。(安装平台既可以固定于墙体上也可以安装在基座上，只要高度空间能够满足所抓取构件的位移既可)作为上述固定方式的进一步限定，所述固定基座包括上下固联于一体的竖置支撑柱和底座。(采用基座安装，可方便移动本装置，使用更灵活。支撑柱加基座的总高度与所搬运物的上下行程相当或更高。)[0014]作为本实用新型的另一种限定，所述旋转机构包括旋转气缸和旋转支撑杆，旋转支撑杆下端与旋转气缸上部固联，旋转气缸为旋转支撑杆的水平向360°转动的驱动机构。(旋转气缸带动旋转支撑杆在360度范围转动)作为本实用新型的第三种限定，所述Y向伸缩机构包括Y向伸缩气缸、Y向伸缩滑块、Y向伸缩滑块悬臂支架；γ向伸缩滑 块悬臂支架的上下面间带有固定于两端间且沿Y向的Y向伸缩滑轨，Y向伸缩滑轨为Y向伸缩滑块的导向与支撑机构；Y向伸缩气缸的缸体固联于旋转支撑杆上部，Y向伸缩悬臂支架铰接于Y向伸缩气缸的缸体上；Y向伸缩气缸的活塞杆水平向设置，且与Y向伸缩滑块固联。作为本实用新型的第四种限定①所述Z向伸缩机构包括Z向伸缩气缸、Z向伸缩导向柱、抓手连接板；Z向伸缩气缸的缸体与Y向伸缩滑块下部固联；抓手连接板与伸缩汽缸的活塞杆固联；Z向伸缩导向柱有一对,分别设置于Z向伸缩机构气缸活塞杆的两侧,导向柱固定于抓手连接板两端、即抓手连接板、导向柱、和汽缸的活塞杆三者之间是固定的；导向柱与导向板两端开孔同心，并从中穿过，保证抓手机构垂直移动；②所述抓手机构包括抓手支架、抓手气缸、抓手定位销、压臂；抓手支架固联于抓手连接板的底面，抓手气缸的伸缩控制压臂的启闭抓取放置物体；抓手定位销设于抓手支架上，有至少两支且向下延伸；被搬运物体上设有与抓手定位销间的相对位置关系相应的限位孔。所述抓手气缸有两只，分别设置于抓手支架的两侧；压臂与抓手气缸的活塞杆间销轴铰接，它们之间设有能相对转动的连接板，抓手定位销的数量为2个，其形状、结构与限位孔的结构、位置相吻合。本实用新型还有一种限定，旋转机构、Y向伸缩机构、Z向伸缩机构、抓手机构的自动控制功能为PLC控制。由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的技术进步在于(I)实现了自动搬运代替人工搬运，降低了劳动强度、提高是生产效率，保证了劳动安全。(2)整体装置采用气缸驱动，保证了自动搬运的自动化控制以及搬运过程中准确快速平稳可靠。 (3)通过PLC控制，实现了自动搬运。(4)降低了设备采购成本，节省了操作空间和操作场地。综上可见，本实用新型是一种成本低、自动化程度高，占用空间小，能完全代替人工搬运的新型搬运装置。本实用新型适用于对生产线上大批量零部件的搬运，实现自动操控。本实用新型下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。
图I是本实用新型的三维立体图；图2是旋转机构I、安装平台5、基座6的位置关系、联接关系不意图；图4是Y向伸缩机构2的结构示意图；图3是Z向伸缩机构3的结构示意图；图5是抓手机构4、及压臂23的示意图。图中1 一旋转机构，2—Y向伸缩机构，3—Z向伸缩机构,4一抓手机构，5—安装平台，6—基座，7—底座，8—支撑柱，9一Y向伸缩滑块悬臂支架，10 — Y向伸缩滑块，11一 Y向伸缩气缸，12—Y向伸缩滑轨，13—Y向铰接部位，15—挡块，16—Y向伸缩滑块托板，17—Y向伸缩滑板，18—Z向伸缩导向柱，19一抓手连接板，20—抓手支架，21—抓手气缸，22—抓 手定位销，23—压臂，24—旋转气缸，25—旋转支撑杆，26—Z向伸缩气缸，27—连接板，28—导向板。
具体实施方式
实施例一种自动搬运装置，如图I一图5所示，用来代替人工搬运物体，它主要包括安装平台5、旋转机构I、Y向伸缩机构2、Z向伸缩机构3、抓手机构4，这几部分通过固定、销轴连接、机械配合等连接方式组装。由各个机构通过气缸驱动，PLC系统控制，实现了物体搬运的自动化。该自动搬运装置既可以安装在固定的墙体上，也可以固定于基座6上，抓手机构4最低位置与安装平台5之间的高度差能满足所抓取构件的垂直位移空间即可，基座6可以在地面上移动。其中除安装平台5外，其他各个部分的驱动装置均为气缸，在搬运过程中动作平稳，易于实现自动化控制。如图2所示，其中旋转机构I的驱动气缸为旋转气缸24，可使装置带动搬运物体转动360°，旋转气缸24安装在安装平台5上，旋转支撑杆25与旋转气缸24的缸体通过螺纹连接固定在一起。如果采用基座6固定的安装方式，基座由底座7和支撑柱8组成，安装平台5与支撑柱8焊接固定。Y向伸缩机构2如图4所示，包括Y向伸缩滑块悬臂支架9，Y向伸缩滑块10、Y向伸缩气缸11，Y向伸缩气缸11的缸体一端通过螺栓固定安装在旋转机构I中的旋转支撑杆25上，Y向伸缩气缸11的活塞杆带动Y向伸缩滑块10在水平方向上移动，Y向伸缩滑块悬臂支架9与Y向伸缩气缸11通过Y向铰接部位13相连，这样整个Y向伸缩机构可以在水平方向翻转180度，利于安装和维修以及，Y向伸缩机构2的一端下部设有挡块15，用来限制Y向伸缩滑块10的位置。Y向伸缩滑块悬臂支架9的上下面间带有固定于两端间且沿Y向的Y向伸缩滑轨12，Y向伸缩滑轨12为Y向伸缩滑块10的导向与支撑机构，其中间沿长度方向有弧形凹槽，与滑块的弧形凸台相匹配，保证其连接紧固而且滑动顺畅。Y向伸缩滑块托板16与下面的Y向伸缩气缸11连接，Y向伸缩滑板17在Y向伸缩滑轨12上滑动。[0048]Y向伸缩滑块10主要由Y向伸缩滑块托板16和Y向伸缩滑板17组成。设计为两块板组成，主要是考虑到安装和调整方便，此安装方式借鉴了机器人工具自动切换装置和机器人末端轴的连接方式。两块板之间是固定的，没有相对运动。如图3所示的Z向伸缩机构是用来完成垂直方向移动的部件，包括Z向伸缩气缸26、Z向伸缩导向柱18、抓手连接板19，Z向伸缩汽缸26的活塞杆下端与抓手连接板固联，具体说来是Z向伸缩气缸26的活塞杆驱动抓手机构4完成垂直方向上的移动，Z向伸缩导向柱数量为2个，分别设置于Z向抓手机构4的两侧，Z向伸缩导向柱18也固定于抓手连接板19两端、与导向板28两端开孔同心，并从中穿过，保证抓手机构4垂直移动；以保证物体能垂直移动不发生倾斜，避免气缸体与活塞杆的偏移磨损。如图5，6所示，抓手机构4是用来完成物体的抓取、放置动作的，抓手机构包括抓手支架20、抓手气缸21、抓手定位销22、压臂23，抓手支架20与Z向抓手机构中4的抓手连接板19通过固定连接在一起，抓手定位销22固联与抓手支架20上，抓手气缸21为两个，分别设置于抓手支架20的两侧，压臂23与气缸活塞杆之间采用活动的销轴连接，它们之间设有能与之相对转动的连接板27，类似于人体的肘关节部位，当抓手气缸21的活塞杆伸出时，通过销轴连接 部位及连接板27的作用，压臂23闭合，反之则打开，抓手定位销的数量为2个，用来定位抓取物体的结构，其位置和结构可以根据算抓取物体的实际情况确定，位置可以调整和改变，压臂23的形状结构及其抓手定位销22结构及位置根据所抓取物的具体情况确定。抓手气缸21、Y向伸缩气缸11选用为小缸径、小行程气缸，尽量减小抓手部分重量。为保证Y向伸缩滑块10平顺滑动，可以通过减轻抓手部分重量和增加润滑脂的方式来实现。
权利要求1.一种自动搬运装置，其特征在于它的整体外形为倒J形，包括固定设置的安装平台(5 )及分别具有自动控制功能的旋转机构(I)、Y向伸缩机构(2 )、Z向伸缩机构(3 )、抓手机构⑷； 所述平台(5)高于地面设置，其所在高度与被搬运物体于竖向产生的位移相当或高于该竖向位移； 旋转机构(I)固定于安装平台(5)上并向上延伸，为水平向旋转机构； Y向伸缩机构(2)与旋转机构(I)固联，且呈水平方向设置，带有水平设置的Y向伸缩悬臂； Z向伸缩机构(3)与Y向伸缩悬臂垂直相联且向下延伸，能够Z向伸缩； 抓手机构(4)固联于Z向伸缩机构(3)的下部，由其驱动装置控制抓取与松放。
2.根据权利要求I所述的自动搬运装置，其特征在于所述安装平台(5)的固定方式为于固定体上水平固定，或底部固联于在固定基座(6)上。
3.根据权利要求2所述的自动搬运装置，其特征在于所述固定基座(6)包括上下固联于一体的竖置支撑柱(8)和底座(7)。
4.根据权利要求I一3中任一项所述的自动搬运装置，其特征在于所述旋转机构(I)包括旋转气缸(24)和旋转支撑杆(25)，旋转支撑杆(25)下端与旋转气缸(24)上部固联，旋转气缸(24)为旋转支撑杆(25)的水平向360°转动的驱动机构。
5.根据权利要求I一3中任一项所述的自动搬运装置，其特征在于 所述Y向伸缩机构(2)包括Y向伸缩气缸(11)、Y向伸缩滑块(10) Y向伸缩滑块悬臂支架(9)； Y向伸缩滑块悬臂支架(9)的上下面间带有固定于两端间且沿Y向的Y向伸缩滑轨(12)，Y向伸缩滑轨(12)为Y向伸缩滑块(10)的导向与支撑机构； Y向伸缩气缸(11)的缸体固联于旋转支撑杆(25)上部，Y向伸缩悬臂支架(9)铰接于Y向伸缩气缸(11)的缸体上； Y向伸缩气缸(11)的活塞杆水平向设置，且与Y向伸缩滑块(10)固联。
6.根据权利要求I一3中任一项所述的自动搬运装置，其特征在于 ①所述Z向伸缩机构(3)包括Z向伸缩气缸(26)、Z向伸缩导向柱(18)、抓手连接板(19)； Z向伸缩气缸(26)的缸体与Y向伸缩滑块(10)下部固联； Z向伸缩导向柱(18)有一对,分别设置于Z向伸缩机构气缸(26)活塞杆的两侧，固定于抓手连接板(19)两端，与从导向板(28)两端的开孔同心并从中穿过； ②所述抓手机构(4)包括抓手支架(20)、抓手气缸(21)、抓手定位销(22)、压臂(23); 抓手支架(20)固联于抓手连接板(19)的底面，抓手气缸(21)的伸缩控制压臂(23)的启闭抓取放置物体； 抓手定位销(22 )设于抓手支架(20 )上，有至少两支且向下延伸；被搬运物体上设有与抓手定位销(22)间的相对位置关系相应的限位孔。
7.根据权利要求6所述的自动搬运装置，其特征在于 所述抓手气缸(21)有两只，分别设置于抓手支架(20)的两侧； 压臂(23 )与抓手气缸(21)的活塞杆间经销轴铰接，它们之间设有能相对转动的连接板(27)，抓手定位销(22)的数量为2个，其形状、结构与限位孔的结构、位置相吻合。
8.根据权利要求I所述的自动搬运装置，其特征在于旋转机构(I)、Y向伸缩机构(2)、Z向伸缩机构(3)、抓手机构(4)的自动控制功能为PLC控制。
专利摘要本实用新型公开了一种自动搬运装置，整体外形为倒J形，包括固定设置的安装平台及固联于安装平台上的动作部分，动作部分包括分别具有自动控制功能且依次相联的旋转机构、Y向伸缩机构、Z向伸缩机构、抓手机构，其中旋转机构与安装平台固联。本实用新型使用时的全部搬运过程，由PLC系统控制气缸的传动、旋转与限位，气缸带动装置中的零部件准确快速的完成物体的搬移、提升和放置，在生产实践中节省了人力，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。本实用新型适用于对生产线上大批量零部件的搬运，实现自动操控。
文档编号B25J9/08GK202507275SQ201120483578
公开日2012年10月31日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者侯月华, 刘克, 张树山, 李保安, 杨侠, 武万斌, 郑丽娜, 韩福生 申请人:长城汽车股份有限公司