凸轮联动式机械手结构的制作方法

本实用新型属于自动化机械技术领域，尤其涉及一种凸轮联动式机械手结构。

背景技术：

机械手是自动化机械中常用的机构，用于拾取零件组装等。目前的常用的机械手主要是采用气缸或者伺服电动机构驱动机械手伸缩和升降；然而采用气缸驱动机械手，其需要通过多个独立气缸驱动，因此需要通过复杂的控制程序控制机械手运行，并且多个独立的气缸会存在迟缓的现象，进而导致机械手运行时出现故障；因此造成生产成本、制造成本，以及使用成本高。采用伺服电动机构驱动机械手运行，由于伺服系统价格昂贵，并且故障率高。所以造成现有的机械手成本高和故障率高的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种凸轮联动式机械手结构，旨在解决目前现有的机械手成本高和故障率高的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供的凸轮联动式机械手结构，包括安装基板、机械手机构和凸轮机构，所述机械手机构设于所述安装基板上，所述凸轮机构设于所述安装基板的底端，用于驱动所述机械手机构；所述机械手机构包括安装座、第一支撑座、第二支撑座、第一滑座、第二滑座、伸缩件、升降件、拾取机构、第一连杆机构和第二连接杆机构；所述安装座设于所述安装基板上，所述安装基板上设有安装孔位，所述第一支撑座和所述第二支撑座相对地设置在所述安装基板上，所述第一支撑座和所述第二支撑座的下端穿过所述安装孔位，所述第一滑座和所述第二滑座分别滑动地设置在所述第一支撑座和所述第二支撑座的内侧；所述伸缩件滑动设置在所述安装座上，所述升降件上、下滑动地设置在所述伸缩件的端部，所述第一连杆机构的转动支点设置在所述安装座上，所述第一连杆机构的一端与所述第一滑座连接，另一端与所述伸缩件枢接；所述第二连接杆机构设于所述安装座上，所述第二连接杆机构的一端与所述升降件枢接，另一端限位在所述第二滑座的上端，所述拾取机构设置在所述升降件的底端；所述凸轮机构驱动所述第一滑座和所述第二滑座上下滑动，使所述第一连杆机构和所述第二连杆机构分别驱动所述伸缩件前后伸缩，所述升降件上下运动。

进一步，所述凸轮机构的一凸轮驱动所述第一滑座上下滑动，另一凸轮驱动所述第二滑座滑动。

进一步，所述第一连杆机构包括摆臂和第一连杆；所述摆臂为l型，所述摆臂的拐角与所述安装座枢接，所述摆臂的一端与所述第一滑座连接，另一与所第一连杆的一端枢接，所述第一连杆的另一端与所述伸缩件枢接。

进一步，所述第一连杆包括第一连接杆、第二连接杆、连接套、压缩弹簧和拉簧；所述第一连接杆的一端与所述摆臂枢接，另一端设有滑动地伸入所述连接套一端的第一连接部，所述压缩弹簧套于所述第一连接部上，所述压缩弹簧的一端限位在所述第一连接杆的端部，另一端限位在所述连接套的端部；所述第二连接杆的一端与所述伸缩件枢接，另一端设有滑动地伸入所述连接套另一端的第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部伸入所述连接套的一端均设有腰型孔，所述连接套上设有穿过对应所述腰型孔的限位销，所述拉簧的一端与所述连接套连接，另一端与所述第二连接杆连接。

进一步，所述第二连杆机构包括连接座、旋转套、伸缩杆、摆动件、拉杆和第二拉簧；所述连接座设于所述安装座的一侧，所述连接座上设有连接通孔，所述旋转套转动连接在所述连接通孔内，所述旋转套的一端设有偏心部，所述偏心部上设于限位在所述第二滑座上端的限位部，所述伸缩杆伸入所述旋转套的另一端、且仅能沿所述旋转套的内孔滑动，所述摆动件连接在所述伸缩杆伸出所述旋转套的一端；所述拉杆的一端与所述摆动件枢接，另一端与所述升降件枢接；所述第二拉簧的一端连接在所述伸缩件的端部，另一端连接所述升降件，所述凸轮机构驱动所述第二滑座上移，推动所述旋转套和所述伸缩杆旋转，使所述摆动件拨动所述拉杆，拉动所述升降件上移或推动所述升降件下移。

进一步，所述伸缩杆上设于滑槽，所述旋转套的口部设于卡入所述滑槽内的限位凸起。

进一步，所述伸缩件的端部设置有连接部，所述伸缩杆的端部与所述连接部转动连接，所述第二拉簧的一端连接在所述连接部上。

进一步，所第二拉簧的上端连接在所述升降件的上端，下端连接所述伸缩件；所述凸轮机构驱动所述第二连杆机构克服所述第二拉簧拉力向上移动。

进一步，设置在所述安装基板上的所述机械手机构数量为多组，各所述机械手机构的所述第一滑座和所述第二滑座连接所述凸轮机构，所述凸轮机构驱动各所述机械手机构。

进一步，所述凸轮机构包括底座、第一导杆、第二导杆、轴承座、转轴、第一凸轮、第二凸轮、第一升降座、第二升降座、第一复位弹簧、第二复位弹簧、第一推杆机构、第二推杆机构、第一摆杆、第二摆杆和驱动电机；两件所述第一导杆和两件所述第二导杆相对设置在所述底座上，限位顶板连接两所述第一导杆和两所述第二导杆的上端；两轴承座相对地设置在所述底座上，所述转轴转动连接两所述轴承座；所述第一凸轮和所述第二凸轮套设在所述转轴上；所述第一升降座滑动地连接两所述第一导杆，所述第一升降座的底部设有与所述第一凸轮接触的第一滚轮，所述第二升降座滑动地连接两所述第二导杆，所述第二升降座的底部设有与所述第二凸轮接触的第二滚轮；两所述第一复位弹簧分别套设在对应的所述第一导杆上端，所述第一复位弹簧的上端与所述限位顶板抵接，下端与所述第一升降座抵接；两所述第二复位弹簧分别套设在对应的所述第二导杆上端，所述第二复位弹簧的上端与所述限位顶板抵接，下端与所述第二升降座抵接；所述第一摆杆和所述第二摆杆相互平行地与机架转动连接，所述第一推杆机构的下端与所述第一升降座枢接，上端枢接有固定套设在所述第一摆杆上的第一偏心套；所述第二推杆机构的下端与所述第二升降座枢接，上端枢接有固定套设在所述第二摆杆上的第二偏心套；各所述第一滑座的下端枢接有第三连杆，所述第三连杆的下端枢接有第三偏心套，第三偏心套固定套设在所述第一摆杆上，各所述第二滑座的下端枢接有第四连杆，所述第四连杆的下端枢接有第四偏心套，第四偏心套固定套设在所述第二摆杆上；所述驱动电机设于所述底座上，用于驱动转轴旋转。

本实用新型实施例提供的凸轮联动式机械手结构中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果：

1、在驱动拾取机构去拾取零件时，由凸轮机构驱动第一滑座上、下移动，第一滑座推动第一连杆机构，使得第一连杆机构驱动伸缩件伸缩；凸轮机构驱动第二滑座上、下移动，第二滑座推动第二连杆机构，使得升降件上下运动，进而驱动拾取机构前、后、上、下运动，实现拾取零件，完成机械手的功能；代替了现有采用气缸或者伺服电动机构驱动机械手运行，无需复杂的控制程序，因此成本低。

2、本机械手机构，采用凸轮连杆机构实现机械手联动，因此其运行稳定，故障率低。

3、本机械手机构，采用凸轮连杆机构驱动伸缩件伸缩的同时驱动升降件升降，实现有规律无限循环地运行，因此提高了机械手运行的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，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凸轮联动式机械手结构立体结构图。

图2为本实用新型实施例提供的凸轮联动式机械手结构所述凸轮机构驱动所述机械手机构的立体结构图。

图3为本实用新型实施例提供的凸轮联动式机械手结构所述凸轮机构驱动所述机械手机构另一侧的立体结构图。

图4为本实用新型实施例提供的凸轮联动式机械手结构的所述机械手机构的结构图。

图5为本实用新型实施例提供的凸轮联动式机械手结构所述机械手机构另一侧的结构图。

图6为本实用新型实施例提供的凸轮联动式机械手结构所述第一连杆的剖视图。

图7为本实用新型实施例提供的凸轮联动式机械手结构所述凸轮机构驱动多组机械手机构的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型的一个实施例中，参照图1-图5，一种凸轮联动式机械手结构，包括安装基板100、机械手机构200和凸轮机构300，所述机械手机构300设于所述安装基板100上，所述凸轮机构300设于所述安装基板100的底端，用于驱动所述机械手机构300。具体的，所述机械手机构200包括安装座210、第一支撑座220、第二支撑座221、第一滑座230、第二滑座231、伸缩件240、升降件250、拾取机构260、第一连杆机构270和第二连接杆机构280。所述安装座210设于所述安装基板100上，所述安装基板100上设有安装孔位，所述第一支撑座220和所述第二支撑座221相对地设置在所述安装基板100上，所述第一支撑座220和所述第二支撑座221的下端穿过所述安装孔位，所述第一滑座230和所述第二滑座231分别滑动地设置在所述第一支撑座220和所述第二支撑座221的内侧；所述伸缩件240滑动设置在所述安装座210上，所述升降件250上、下滑动地设置在所述伸缩件240的端部，所述第一连杆机构270的转动支点设置在所述安装座210上，所述第一连杆机构270的一端与所述第一滑座230连接，另一端与所述伸缩件240枢接。所述第二连接杆机构280设于所述安装座210上，所述第二连接杆机构280的一端与所述升降件250枢接，另一端限位在所述第二滑座221的上端，所述拾取机构260设置在所述升降件250的底端。所述凸轮机构300驱动所述第一滑座230和所述第二滑座231上下滑动，使所述第一连杆机构270和所述第二连杆机构280分别驱动所述伸缩件240前后伸缩，所述升降件250上下运动。具体的，在驱动拾取机构260去拾取零件时，由凸轮机构300驱动第一滑座230上、下移动，第一滑座230推动第一连杆机构270，使得第一连杆机构270驱动伸缩件240伸缩；凸轮机构300驱动第二滑座231上、下移动，第二滑座231推动第二连杆机构280，使得升降件250上下运动，进而驱动拾取机构260前、后、上、下运动，实现拾取零件，完成机械手的功能；代替了现有采用气缸或者伺服电动机构驱动机械手运行，无需复杂的控制程序，因此成本低。

进一步，所述凸轮机构260的一凸轮驱动所述第一滑座230上下滑动，另一凸轮驱动所述第二滑座231滑动。进而由一个动力机构可同时驱动第一滑座230和第二滑座231上下滑动。

进一步，参照图2-图5，所述第一连杆机构270包括摆臂271和第一连杆。所述摆臂271为l型，所述摆臂271的拐角与所述安装座210枢接，所述摆臂271的一端与所述第一滑座230连接，另一与所第一连杆的一端枢接，所述第一连杆的另一端与所述伸缩件240枢接。本实施例中，通过凸轮机构300推动第一滑座230上下滑动时，第一滑座230推动摆臂271绕着枢轴旋转，进而推动伸缩件240沿安装座210前后滑动。进一步，所述第一滑座230的上端设有拨动槽，所述摆臂271的端部设有伸入所述拨动槽内的滑轮。

进一步，参照图2-图5，所述第一连杆包括第一连接杆272、第二连接杆273、连接套274、压缩弹簧275和拉簧276。所述第一连接杆272的一端与所述摆臂271枢接，另一端设有滑动地伸入所述连接套274一端的第一连接部，所述压缩弹簧275套于所述第一连接部上，所述压缩弹簧275的一端限位在所述第一连接杆272的端部，另一端限位在所述连接套274的端部；所述第二连接杆273的一端与所述伸缩件240枢接，另一端设有滑动地伸入所述连接套274另一端的第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部伸入所述连接套274的一端均设有腰型孔，所述连接套274上设有穿过对应所述腰型孔的限位销277，所述拉簧276的一端与所述连接套274连接，另一端与所述第二连接杆272连接。本实施例中，通过压缩弹簧275使得与第一连接部的腰型孔连接的限位销277限位在该腰型孔靠近第二连接杆273的一端；通过拉簧276使得与第二连接部的腰型孔连接的限位销277限位在该腰型孔靠近第二连接杆273的一端；因此本实施例，在凸轮机构300驱动伸缩件240伸出到极限时，伸缩件240则会限位在安装座210的伸出限位部上时，在凸轮机构300继续推动第一滑座230向上移动时，则会使得压缩弹簧275被压缩，使得第一连接部能继续在连接套274内滑动，进而避免凸轮继续推动第一滑座230继续向上滑动，而造成干涉。在凸轮机构300拉动第一滑座230向下运动时，当伸缩件240运动到极限时，在凸轮机构300拉动第一滑座230继续下移时，拉簧276被拉长，使得第二连接部与连接套274会相对移动，避免凸轮机构300与第一连接机构造成干涉；也可以理解为，在凸轮机构300驱动第一滑座230的凸轮精度低的情况下，通过在安装座210上设置限位伸缩件240的限位件，能保证伸缩件240运行的精度，进而对凸轮的精度要求可以降低，达到降低整体的成本。

进一步，参照图2-图5，所述第二连杆机构280包括连接座281、旋转套282、伸缩杆283、摆动件284、拉杆285和第二拉簧286。所述连接座281设于所述安装座210的一侧，所述连接座281上设有连接通孔，所述旋转套282转动连接在所述连接通孔内，所述旋转套282的一端设有偏心部287，所述偏心部287上设于限位在所述第二滑座231上端的限位部288，所述伸缩杆283伸入所述旋转套282的另一端、且仅能沿所述旋转套282的内孔滑动，所述摆动件284连接在所述伸缩杆283伸出所述旋转套282的一端；所述拉杆285的一端与所述摆动件284枢接，另一端与所述升降件250枢接。所述第二拉簧286的一端连接在所述伸缩件240的端部，另一端连接所述升降件250，所述凸轮机构300驱动所述第二滑座231上移，推动所述旋转套282和所述伸缩杆283旋转，使所述摆动件284拨动所述拉杆285，拉动所述升降件250上移或推动所述升降件250下移。本实施例中，凸轮机构300在推动第二滑座231向上滑动时，第二滑座231通过偏心部287推动旋转套282和伸缩杆283旋转，伸缩杆283在旋转时，通过拉杆285拉动或者推动升降件250上下滑动；并且在第二拉簧286的作用下，拉动升降件250复位。

进一步，所述伸缩杆283上设于滑槽，所述旋转套282的口部设于卡入所述滑槽内的限位凸起；因此在伸缩件240滑动时，伸缩杆283能同时伸缩，并且在旋转套282旋转时，能带动伸缩杆283同时转动。

进一步，参照图5，所述伸缩件240的端部设置有连接部241，所述伸缩杆250的端部与所述连接部241转动连接，所述第二拉簧286的一端连接在所述连接部241上。本实施例中，伸缩杆250与连接部241连接，进而增加了伸缩杆250驱动拉杆285的刚性，进入增加了伸缩杆250驱动拉杆285的驱动力。

进一步，所第二拉簧286的上端连接在所述升降件250的上端，下端连接所述伸缩件240；所述凸轮机构300驱动所述第二连杆机构280克服所述第二拉簧286拉力向上移动。本实施例中，通过凸轮机构300推动第二滑座231向上移动时，推动旋转套282和伸缩杆283旋转，在拉杆285的作用下，拉动升降件250向上移动，在第二滑座231下移时，通过第二拉簧286拉动升降件250向下复位；由于机械手在拾取零件和放置零件时，要求机械的低点位置的精度要求高，因此本实施方案中，对凸轮的高点的精度要求低，所以，可降低凸轮的精度，达到降低成本。

进一步，参照图7，设置在所述安装基板100上的所述机械手机构200数量为多组，各所述机械手机构200的所述第一滑座230和所述第二滑座231连接所述凸轮机构300，所述凸轮机构300驱动各所述机械手机构200。本实施例，是通凸轮机构300同时驱动多个机械手机构200，实现多个机械手机构200同步运行，使得各个机械手机构200能实现联动，进而能保证整个自动线正常运行；也实施一个动力同时驱动多个机械手机构200，使得整个自动线结构简单。

进一步，所述凸轮机构300包括底座301、第一导杆302、第二导杆303、轴承座304、转轴305、第一凸轮306、第二凸轮307、第一升降座308、第二升降座309、第一复位弹簧310、第二复位弹簧311、第一推杆机构312、第二推杆机构313、第一摆杆314、第二摆杆315和驱动电机316。两件所述第一导杆302和两件所述第二导杆303相对设置在所述底座301上，限位顶板317连接两所述第一导杆302和两所述第二导杆303的上端；两轴承座304相对地设置在所述底座301上，所述转轴305转动连接两所述轴承座304。所述第一凸轮306和所述第二凸轮307套设在所述转轴305上；所述第一升降座308滑动地连接两所述第一导杆302，所述第一升降座308的底部设有与所述第一凸轮306接触的第一滚轮，所述第二升降座309滑动地连接两所述第二导杆303，所述第二升降座309的底部设有与所述第二凸轮307接触的第二滚轮。两所述第一复位弹簧310分别套设在对应的所述第一导杆302上端，所述第一复位弹簧310的上端与所述限位顶板317抵接，下端与所述第一升降座308抵接；两所述第二复位弹簧311分别套设在对应的所述第二导杆303上端，所述第二复位弹簧311的上端与所述限位顶板317抵接，下端与所述第二升降座309抵接；所述第一摆杆314和所述第二摆杆315相互平行地与机架转动连接，所述第一推杆机构312的下端与所述第一升降座308枢接，上端枢接有固定套设在所述第一摆杆314上的第一偏心套318；所述第二推杆机构313的下端与所述第二升降座309枢接，上端枢接有固定套设在所述第二摆杆315上的第二偏心套319；各所述第一滑座230的下端枢接有第三连杆232，所述第三连杆232的下端枢接有第三偏心套233，第三偏心套233固定套设在所述第一摆杆314上，各所述第二滑座231的下端枢接有第四连杆234，所述第四连杆234的下端枢接有第四偏心套235，第四偏心套235固定套设在所述第二摆杆315上；所述驱动电机316设于所述底座301上，用于驱动转轴305旋转。本实施例中，通过驱动电机316驱动转轴305旋转，进而推动第一凸轮306和第二凸轮307旋转，第一凸轮306和第二凸轮307分别推动第一推杆机构312和第二推杆机构313，由第一推杆机构312和第二推杆机构313分别推动第一摆杆314、第二摆杆315转动，第一摆杆314通过第三连杆232推动对应的第一滑座230向上滑动，第二摆杆315通过第四连杆234推动对应的第二滑座231向上滑动。当第一凸轮306从高点转向低点位置时，在第一复位弹簧310的作用下，使得第一滑座230向下滑动，当第一凸轮306从高点转向低点位置时，在第二复位弹簧311的作用下，使得第二滑座231向下滑动，进而实现同时驱动多个机械手机构200。

进一步的，所述第一推杆机构312包括设置在所述限位顶板317上的支座，与所述支座枢接的杠杆，枢接第一升降座308和所述杠杆的第一连接杆，以及枢接杠杆和第一偏心套318的第二连接杆。

所述第二推杆机构313为枢接所述第二升降座309和所述第二偏心套319的第三连接杆232。

更进一步的，多个所述机械手机构200相对设置在所述安装基板100的两侧，所述第二摆杆314数量为两件，位于所述第一摆杆313的两侧，位于同一侧所述的机械手机构的第四连杆234连接同一侧的所述第二摆杆314。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。