专利名称：机械手装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉 及机械手设备领域，尤其涉及一种可进行调节的机械手装置。
背景技术：
随着劳动カ成本的逐渐增加，自动化设备已逐渐成为各行业生产厂商的进行产品生产制造的重要工具。为实现不同零组件的流水线之间的转换，通常会设置ー些机械手设备进行相关零组件的转移动作。市场上常见的机械手设备通常包括有控制机构以及与控制机构连接以进行夹持零组件的抓手。但是，该种抓手通常仅设置为针对固定大小的零组件进行夹持搬运，当零组件转换时，则需要对该机械手设备上的抓手进行转换以适用新的零组件尺寸。由此可见，当某一种产品的同一流水线上需要间隔搬运不同型号的零组件时，现有的机械手设备则难以实现该种流水线生产制造的自动化，从而出现工作效率瓶颈，严重影响对应产品的生产效率。因此，有必要提供一种改进的机械手装置以克服上述问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可进行调节以适用搬运多种型号エ件的机械手装置。相应地，本实用新型的机械手装置，包括固持臂、固定于固持臂上的传动机构及与传动机构连接的至少两个夹紧抓手，所述传动机构至少包括分别固定一夹紧抓手的第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构和第二传动机构分别包括第一驱动轴和第二驱动轴、分别固定于第一、第二驱动轴上的第一驱动链轮和第二驱动链轮、固定于固持臂上并分别与第一、第二驱动链轮同向旋转的第一传动链轮和第二传动链轮，以及分别活动定位于第一驱动链轮与第一传动链轮和第二驱动链轮与第二传动链轮上的第一传动链条和第ニ传动链条，所述夹紧抓手分别固定于第一、第二传动链条上井随第一、第二传动链条的移动而相互靠近或远离。作为本实用新型的进ー步改进，所述第一传动机构还包括驱动第一驱动轴转动的驱动电机及固定于第一驱动轴上的驱动齿轮，所述第二传动机构包括固定于第二驱动轴上并与驱动齿轮啮合以带动第二驱动轴及第ニ驱动链轮转动的从动齿轮。作为本实用新型的进ー步改进，所述机械手装置还包括用以将所述第一传动链轮和第二传动链轮活动定位于固持臂上的固定螺栓、以及固定于固持臂上的两个张紧机构，每ー张紧机构包括固定于固定螺栓上并位于第一传动链轮或第二传动链轮外侧的链轮支架、固定于链轮支架及固持臂上并沿垂直于传动链条的方向抵持第一或第二传动链条的调整螺杆、固定于调整螺杆末端的调整螺母、及设置于调整螺杆上且夹持固定于固持臂外侧与调整螺母之间的压缩弹簧。作为本实用新型的进ー步改进，所述固持臂设有供固定有张紧机构的固定螺栓沿第一传动链条或第二传动链条移动方向移动的活动槽。[0009]作为本实用新型的进ー步改进，所述张紧机构还包括固定于活动槽两侧的限位块、固定于固定有张紧机构的固定螺栓末端并位于两个限位块之间的滑块，所述限位块之间形成供滑块沿第一或第二传动链条移动方向移动的滑槽。作为本实用新型的进ー步改进，所述第一传动链轮和第二传动链轮分别包括沿水平方向位于同一直线上以限定夹紧抓手移动距离的张紧链轮和内链轮，所述张紧机构设置于张紧链轮外側。作为本实用新型的进ー步改进，所述固持臂设有横梁及自横梁外侧与横梁成一角度向下延伸的两个臂部，所述张紧链轮、内链轮、张紧机构及夹紧抓手均位于臂部下侧，所述第一传动链轮和第二传动链轮还分别包括固定于横梁与臂部连接处的两个过渡链轮。作为本实用新型的进ー步改进，所述机械手装置还包括沿水平方向分别位于张紧 链轮和内链轮之间的两个限位开关，以限制夹紧抓手的移动位置。作为本实用新型的进ー步改进，所述夹紧抓手分别设有位于顶部以固定于第一、第二传动链条上的链条夹紧机构，及位于下侧以勾持搬运エ件的卡勾。作为本实用新型的进ー步改进，所述第一传动机构和第二传动机构还分别包括一个驱动第一驱动轴和第二驱动轴转动的驱动电机。本实用新型的有益效果是本实用新型的机械手装置中通过设置带有传动链条的传动机构，以调节两个夹紧抓手之间的夹紧距离，从而适用多种型号的エ件的搬运工作，进而实现需要间隔搬运不同型号的エ件的流水线的生产制造自动化，提高工作效率及产品生产效率。
图I是设置有本实用新型机械手装置的搬运机器人系统及ーエ件的立体图；图2是图I中搬运机器人系统及ーエ件的另一角度的立体图；图3是图I中搬运机器人系统的底座的立体图；图4是图I中搬运机器人系统的旋转立柱的立体图；图5是图4中旋转立柱的部分立体剖视示意图，显示旋转立柱的内部构造；图6是图I中搬运机器人系统的悬臂的立体图；图7是图6中悬臂的部分剖视示意图，显示悬臂的内部构造；图8是本实用新型机械手装置的立体图；图9是图8中机械手装置的部分剖视图，显示机械手装置的内部构造；图10是图8中机械手装置去掉固持臂后的部分立体图；图11是图10中部分机械手装置的前视图；图12是图10部分机械手装置的俯视图；图13是图8中机械手装置的部分立体剖视图，显示张紧机构的结构。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。[0030]请參照图I及图2所示为设置有本实用新型机械手装置200的搬运机器人系统100的第一较佳实施方式。所述搬运机器人系统100用于进行大型重型エ件800的搬运，并包括底座I、活动定位于底座I上并与底座I垂直设置的旋转立柱2、垂直安装于旋转立柱2上并沿旋转立柱2轴向方向升降移动的悬臂3、活动固定于悬臂3末端的机械手4，以及控制旋转立柱2旋转角度和底座I、悬臂3和机械手4移动距离的控制装置5。所述机械手4和部分控制装置5即构成本实用新型的机械手装置200。请參照图I至3所示，在搬运机器人系统100中，所述底座I包括固定于地面(未图示)上的地轨11及活动定位于地轨11上并沿地轨11带动旋转立柱2移动的移动车12。所述控制装置5包括驱动移动车12移动的第一驱动电机51。所述旋转立柱2垂直定位于移 动车12上并可在移动车12上绕旋转立柱2轴心旋转。所述地轨11为搬运机器人系统100的基础承重部件，通过化学螺栓(未图示)固定于混凝土地面，以抵抗搬运机器人系统100及搬运大型重型エ件800的重力，同时承受搬运エ件800提升及运输过程中的倾翻カ矩。所述地轨11设置有地轨梁111、固定于地轨梁111两侧以供移动车12沿其地轨11轴向方向移动的轨道112、遮盖轨道112外侧的保护罩113、定位于地轨梁111上两轨道112之间的拖链槽114及定位于拖链槽114中的拖链115。所述拖链115中设置有连接控制装置5各部分的电缆10，从而避免移动车12行走过程中电缆10被拉扯、堆积而产生异常。所述第一驱动电机51固定于移动车12上。所述移动车12上设置有电缆收放线机构121。该电缆收放线机构121由内挡圈1211和外挡圈1212组成，拖链115中的电缆10自移动车12底部的线槽出口固定后，在内、外挡圈1211、1212之间的空间以旋转立柱2回转中心轴盘绕两至三圈，盘绕后电缆10終端固定于旋转立柱2下端。从而当旋转立柱2旋转时，带动电缆10終端回转移动，进而带动电缆收放线机构121旋紧或放松，以保证在有效回转角度范围内避免电缆10打折，缠绕。请參照图I至图5所示，所述旋转立柱2设有位于其底端以与移动车12配合旋转的第一回转支承安装座21、及垂直固定于第一回转支承安装座21上的立柱22。所述立柱22为管状结构，并在其内部设置有用以平衡悬臂3和搬运エ件800重量的配重机构221，外部设置有固定于其四周的四根方管222。所述配重机构221包括放置于立柱22内侧的四吨配重块2211、固定于立柱22内侧上部的配重链轮2212、定位于配重链轮2212上的配重传动链条2213及链条连接环2214。所述链条连接环2214与悬臂3相连接，以将悬臂3及搬运エ件的重量通过配重链轮2212、配重传动链条2213及配重块2211抵消，从而降低搬运机器人系统100的重心及升降动作功率需求。所述立柱22设有固定于方管222上并沿立柱22轴向方向延伸的直线导轨223。所述控制装置5还包括驱动旋转立柱2带动悬臂3在移动车12上进行旋转的第ニ驱动电机52、以及驱动悬臂3沿旋转立柱2轴向方向移动的升降机构53。所述第二驱动电机52固定于第一回转支承安装座21上，以驱动旋转立柱2绕其轴心进行旋转。所述升降机构53包括安装于立柱22侧面上的液压泵站531及升降油缸532。所述液压泵站531可为包括升降油缸532在内的整套搬运机器人系统100提供液压动力。如图4所示，所述液压泵站531安装在立柱22侧面以降低搬运机器人系统100的重心，并缩短液压油路供应距离，降低液压油路损耗，进而降低系统100故障率。请參照图I至图7所示，所述悬臂3设有围绕旋转立柱2以将悬臂3定位于旋转立柱2上的定位架31，及连接定位架31、并与旋转立柱2垂直设置的悬臂梁32。所述定位架31上设置有固定于定位架31内侧以与直线导轨223配合滑动的滚珠滑块311，及固定于定位架31外侧以与旋转立柱2上的升降油缸532配合连接以带动悬臂3上下垂直移动的油缸支座312。所述悬臂梁32远离定位架31的末端下侧设置有供机械手4绕其旋转的第二回转支承安装座321。所述控制装置5还包括固定于悬臂梁32内侧以驱动机械手4绕第二回转支承安装座321的轴心旋转的第三驱动电机54及固定于悬臂梁32末端以进行搬运エ件型号扫描的视觉摄像判读机构50。该视觉摄像判读机构50可用于在进行エ件800搬运前，先获取需要进行搬运エ件800的型号，然后将该型号反馈给控制装置5，控制装置5可获取与该エ件800对应的相关參数，以对エ件800放置位置自动判读，确保机械手4正确抓取及安全运输。 所述控制装置5还包括进行悬臂3沿旋转立柱2轴向方向移动距离测量的激光测距机构55。所述激光测距机构55包括固定于旋转立柱22上的激光测距传感器551，及固定于悬臂3的定位架31上并与激光测距传感551沿旋转立柱2轴向方向相对设置的靶标552 ;从而可对悬臂3的运行距离进行測量，并回馈机械手4的高度距离信息，进而配合升降机构53适时调整悬臂3的高度，确保机械手4正确抓取或放置エ件800，确保运输过程安全可靠。请參照图6至图13所示为本实用新型的机械手装置200的具体实施方式
。其中本实用新型机械手装置200中的所述机械手4包括活动固定于第二回转支承安装座321上的固持臂41及固定于固持臂41上并相对设置的两个夹紧抓手45。本实用新型中所述固持臂41成倒U型设计，并设有供夹紧抓手45沿固持臂41长度方向移动的滑行轨道410。所述控制装置5还包括驱动两个夹紧抓手42沿滑行轨道410相向或相背离移动的传动机构56。所述机械手4和传动机构56即构成用以夹持搬运エ件800的本实用新型所述机械手装置200。请结合图9至图12所示,所述传动机构56至少包括分别固定一夹紧抓手45的第一传动机构561和第二传动机构562。所述第一传动机构561包括第一驱动轴5611、驱动第一驱动轴5611转动的第四驱动电机563、固定于第一驱动轴5611上的驱动齿轮5612和第一驱动链轮5613、固定于固持臂41上并分别与第一驱动链轮5613同向旋转的第一传动链轮5614，以及活动定位于第一驱动链轮5613与第一传动链轮5614上的第一传动链条5615。所述第二传动机构562包括第二驱动轴5621、固定于第二驱动轴5621上的第二驱动链轮5622、固定于第二驱动轴5621上并与驱动齿轮5612啮合以带动第二驱动轴5621及第ニ驱动链轮5622相对第一驱动链轮5622反向转动的从动齿轮5623、固定于固持臂41上并与第二驱动链轮5622同向旋转的第二传动链轮5624，以及活动定位于第二驱动链轮5622与第二传动链轮5624上的第二传动链条5625。所述第一传动机构561和第二传动机构562反向交叉安装,并沿反向方向移动。所述夹紧抓手45分别固定于第一、第二传动链条5615、5625上并随第一、第二传动链条5615、5625的移动而相互靠近或远离。请结合图8至图13所示，所述固持臂41设有横梁411及自横梁411外侧与横梁411成一角度向下延伸的两个臂部412。所述滑行轨道410自两个臂部412下端分别向外突伸而形成。所述第一传动链轮5614和第二传动链轮5624分别包括固定于横梁411与每个臂部412连接处的两个过渡链轮567、及固定于该臂部412下侧且沿水平方向位于同一直线上的张紧链轮564和内链轮565，从而使得第一传动链条5615和第二传动链条5625均包含有一水平部分566。所述夹紧抓手45均固定于该水平部分566上并沿水平方向移动而相互靠近或远离。所述机械手4还包括沿水平方向分别位于第二传动链轮5624中的张紧链轮564和内链轮565之间的两个限位开关46，用以限制夹紧抓手45沿水平方向的移动位置，避免因控制装置5内程序设定错误或软件出错导致夹紧抓手45运行超越限位卡死而造成第四驱动电机563或其他传动元件损坏，保证机械手装置的安全。诚然，所述机械手4还可设置沿水平方向分别位于第一传动链轮5614中的张紧链轮564和内链轮565之间的限位开关，用以限制第一传动链条5615沿水平方向的移动距离。所述机械手4还包括用以将所述第一传动链轮5614和第二传动链轮5624活动定位于固持臂41上的固定螺栓42、以及固定于固持臂41上以分别调节第一、第二传动链条5615,5625松紧度的两个张紧机构43。每ー张紧机构43包括固定于固定螺栓42上并位于第一传动链轮5614或第二传动链轮5624外侧的链轮支架431、固定于链轮支架431及固持臂41上并沿垂直于第一传动链条5615或第二传动链条5625的方向抵持第一或第二传动 链条5615、5625的调整螺杆432、固定于调整螺杆432末端的调整螺母433、及设置于调整螺杆432上且夹持固定于固持臂41外侧与调整螺母433之间的压缩弹簧434。所述调整螺杆432延伸至固持壁41外侧，所述调整螺母433固定于调整螺杆432位于固持壁41外侧的末端。本实用新型中所述张紧机构43是固定于固定有张紧链轮564的固定螺栓42上，诚然，在其他实施方式中，所述张紧机构564也可设置于固定有其他传动链轮5614、5624的固定螺栓42上。每一臂部412设有ー个供固定有张紧机构43的固定螺栓42沿第一传动链条5615或第二传动链条5625移动方向移动的活动槽413。姆ー张紧机构43还包括固定于活动槽413两侧的限位块435、固定于固定有张紧机构43的固定螺栓42末端并位于两个限位块435之间的滑块436，所述限位块435之间形成供固定螺栓42带动滑块436沿第一或第二传动链条5615、5625移动方向移动的滑槽437。由此可通过调整螺杆432及调整螺母433进行调节压缩弹簧434的张紧カ；并且通过调节补偿因传动链条5615、5625长期运行所产生的磨损、拉伸等造成的张紧カ降低，确保传动链条5615、5625处于张紧状态、避免传动链条5615、5625松垮造成脱链、碰撞固持壁41等异常；另外，所述活动槽413也可适当补偿搬运エ件夹紧段的尺寸误差，避免由第四驱动电机563针对エ件型号夹紧段尺寸所控制的夹紧抓手45精确位置所产生的夹紧状态异常，避免夹紧抓手45过度夹紧对エ件的撞击、损坏，从而可増大可抓取エ件尺寸精度范围，确保エ件安全抓取及运输，进而形成一柔性机械手装置。所述夹紧抓手45设有主体部451、形成于主体部451顶部以与固持臂41上的滑行轨道410相配合滑动的两个滑板452、位于滑板452之间以与第一传动链条5615或第二传动链条5625相固定的链条夹紧机构453，及自主体部451 —端向下延伸的以勾持搬运エ件800的卡勾454。由此可见，所述张紧链轮564、内链轮565、张紧机构43及夹紧抓手45均位于臂部412下側。所述第一、第二、第三及第四驱动电机51、52、54、563均包括伺服电机和固定于伺服电机上的行星轮减速机。驱动机械手装置时，第四驱动电机563中的伺服电机通过行星轮减速机减速后由第一驱动轴5611传输至驱动齿轮5612和第一驱动链轮5613,通过第一传动链条5615带动其中一个夹紧抓手45运动；另外，驱动齿轮5612副传递相反驱动方向，带动第二传动机构562相对第一传动机构561反向移动,进而使得两个夹紧抓手42相向同步进行夹紧或放松搬运エ件的动作。在本实用新型机械手装置200中，所述传动机构56包括分别对应两个夹紧抓手45的第一、第二传动机构561、562，并且该第一、第二传动机构561、562均通过第四驱动电机563带动运作；诚然，在其他实施方式中，所述第一传动机构561和第二传动机构562也可相互分离，且分别设置ー带动驱动轴5611、5621转动的驱动电机，也可实现本实用新型的目的；另外，本实用新型机械手装置200包括两个夹紧抓手45，在其他实施方式中，该机械手装置200也可包括多于两个的夹紧抓手45、及分别带动该夹紧抓手45移动且分别具有一驱动电机的传动机构，以适应搬运エ件的需求。请结合图I至图12所示，所述控制装置5还包括对视觉摄像判读机构50，第一、第ニ、第三、第四驱动电机51、52、54、563，升降机构53及激光测距机构55进行运作状态控制的控制器59，从而可对旋转立柱2的旋转角度以及底座I、悬臂3和机械手4的移动距离进 行控制，进而实现精确抓取及搬运エ件800。综上所述，本实用新型的机械手装置200中通过设置带有传动链条5615、5625的传动机构561、562，以调节两个夹紧抓手45之间的夹紧距离，从而适用多种型号的エ件800的搬运，进而实现需要间隔搬运不同型号的エ件的流水线的生产制造自动化，提高工作效率及产品生产效率；另外，通过使用传动链条5615、5625传动夹紧抓手45，也可避免在放置エ件800时传动机构561、562卡死而不能回转，降低设置有本实用新型机械手装置200的机器人系统100设备的故障率。应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为ー个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种机械手装置，包括固持臂、固定于固持臂上的传动机构及与传动机构连接的至少两个夹紧抓手，其特征在于，所述传动机构至少包括分别固定一夹紧抓手的第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构和第二传动机构分别包括第一驱动轴和第二驱动轴、分别固定于第一、第二驱动轴上的第一驱动链轮和第二驱动链轮、固定于固持臂上并分别与第一、第二驱动链轮同向旋转的第一传动链轮和第二传动链轮，以及分别活动定位于第一驱动链轮与第一传动链轮和第二驱动链轮与第二传动链轮上的第一传动链条和第二传动链条，所述夹紧抓手分别固定于第一、第二传动链条上井随第一、第二传动链条的移动而相互靠近或远离。
2.根据权利要求I所述的机械手，其特征在于，所述第一传动机构还包括驱动第一驱动轴转动的驱动电机及固定于第一驱动轴上的驱动齿轮，所述第二传动机构包括固定于第ニ驱动轴上并与驱动齿轮啮合以带动第二驱动轴及第ニ驱动链轮转动的从动齿轮。
3.根据权利要求I所述的机械手装置，其特征在于，所述机械手装置还包括用以将所述第一传动链轮和第二传动链轮活动定位于固持臂上的固定螺栓、以及固定于固持臂上的两个张紧机构，每ー张紧机构包括固定于固定螺栓上并位于第一传动链轮或第二传动链轮外侧的链轮支架、固定于链轮支架及固持臂上并沿垂直于传动链条的方向抵持第一或第二传动链条的调整螺杆、固定于调整螺杆末端的调整螺母、及设置于调整螺杆上且夹持固定于固持臂外侧与调整螺母之间的压缩弹簧。
4.根据权利要求3所述的机械手装置，其特征在于，所述固持臂设有供固定有张紧机构的固定螺栓沿第一传动链条或第二传动链条移动方向移动的活动槽。
5.根据权利要求4所述的机械手装置，其特征在干，所述张紧机构还包括固定于活动槽两侧的限位块、固定于固定有张紧机构的固定螺栓末端并位于两个限位块之间的滑块，所述限位块之间形成供滑块沿第一或第二传动链条移动方向移动的滑槽。
6.根据权利要求3至5项中任意一项所述的机械手装置，其特征在于，所述第一传动链轮和第二传动链轮分别包括沿水平方向位于同一直线上以限定夹紧抓手移动距离的张紧链轮和内链轮，所述张紧机构设置于张紧链轮外侧。
7.根据权利要求6所述的机械手装置，其特征在干，所述固持臂设有横梁及自横梁外侧与横梁成一角度向下延伸的两个臂部，所述张紧链轮、内链轮、张紧机构及夹紧抓手均位于臂部下侧，所述第一传动链轮和第二传动链轮还分别包括固定于横梁与臂部连接处的两个过渡链轮。
8.根据权利要求6所述的机械手装置，其特征在于，所述机械手装置还包括沿水平方向分别位于张紧链轮和内链轮之间的两个限位开关，以限制夹紧抓手的移动位置。
9.根据权利要求I所述的机械手装置，其特征在于，所述夹紧抓手分别设有位于顶部以固定于第一、第二传动链条上的链条夹紧机构，及位于下侧以勾持搬运エ件的卡勾。
10.根据权利要求I所述的机械手装置，其特征在于，所述第一传动机构和第二传动机构还分别包括一个驱动第一驱动轴和第二驱动轴转动的驱动电机。
专利摘要本实用新型提供一种机械手装置，包括固持臂、固定于固持臂上的传动机构及与传动机构连接的至少两个夹紧抓手，所述传动机构至少包括分别固定一夹紧抓手的第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构和第二传动机构分别包括第一驱动轴和第二驱动轴、分别固定于第一、第二驱动轴上的第一驱动链轮和第二驱动链轮、固定于固持臂上并分别与第一、第二驱动链轮同向旋转的第一传动链轮和第二传动链轮，以及分别活动定位于第一驱动链轮与第一传动链轮和第二驱动链轮与第二传动链轮上的第一传动链条和第二传动链条，所述夹紧抓手分别固定于第一、第二传动链条上并随第一、第二传动链条的移动而相互靠近或远离，以适用多种型号工件的搬运。
文档编号B25J5/02GK202399263SQ20122003168
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月1日 优先权日2012年2月1日
发明者刘亚兵, 刘建雄, 刘志平, 吴永平, 方志松, 郑波, 陈玉山 申请人:昆山华恒焊接股份有限公司