机械手及泡沫成型机的制作方法

本实用新型涉及泡沫成型设备技术领域，具体而言，涉及一种机械手及泡沫成型机。

背景技术：

泡沫成型机是泡沫材料的主要成型设备，用于将泡沫颗粒填充入模具，并进行蒸汽加热加压，从而制造出所需形状的产品。泡沫成型机的机械手用于将泡沫成型机产出的产品从机器里取出并转移至其他地方以进行下一道工序。

现有的泡沫成型机所使用的机械手一般包括抓取组件和提升机构，抓取组件只能在竖直方向上移动。当泡沫成型机所生产出来的成品因为重力作用或者其他原因滑落至偏离抓取组件抓取的位置时，抓取组件便无法进行抓取并转移。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机械手及泡沫成型机，能够实现竖直方向和水平方向上的移动，并且能够调整抓取组件的俯仰角度。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种机械手，包括：支座、抓取组件、平移机构、提升机构和旋转机构，所述平移机构设置于所述支座上，所述提升机构设置于所述平移机构上，所述提升机构与所述抓取组件连接，所述旋转机构设置在所述提升机构上且与所述抓取组件连接；

所述提升机构用于使所述抓取组件上下移动，所述平移机构用于使所述提升机构和所述抓取组件水平移动，所述旋转机构用于改变所述抓取组件的俯仰角度。

进一步地，所述平移机构包括：平移固定架、平移双轴电机、两个同步带轮、至少两个导向轮和两个同步带，所述平移双轴电机固定连接于所述平移固定架上，两个所述同步带轮对称设置于所述平移双轴电机两端的平移输出轴上，所述同步带的同步平面设置有带齿，所述平移固定架上设置有与所述带齿互相啮合的平移齿条，所述同步带轮上设置有与所述带齿互相啮合的齿槽，所述导向轮设置在所述平移固定架上，用于与所述同步带接触转动以改变所述同步带的传送方向，所述平移齿条、导向轮和同步带轮通过所述同步带传动连接。

进一步地，所述提升机构包括：第一提升机构，包括提升双轴电机、两个齿轮和第一提升臂，所述第一提升臂设置于所述平移固定架上，所述提升双轴电机与所述平移固定架固定连接，所述两个齿轮对称设置于所述提升双轴电机两端的提升输出轴上，所述第一提升臂上设置有与所述齿轮的齿槽相啮合的提升齿条，所述第一提升臂与所述平移固定架通过所述齿轮和所述提升齿条传动连接；还包括第二提升机构，包括链条、第二提升臂和链轮，所述链轮固定连接于所述第一提升臂上，所述链条与所述链轮相啮合，所述链条一端固定连接于所述平移固定架上、另一端固定连接于所述第二提升臂上。

进一步地，所述旋转机构包括：旋转气缸、连接件和连杆，所述旋转气缸的缸筒固定连接于所述第二提升臂上，所述连接件滑动连接于所述第二提升臂上，所述连接件一端与所述旋转气缸的活塞杆固定连接、另一端与所述连杆的一端转动连接，所述连杆远离所述连接件的一端与所述抓取组件转动连接。

进一步地，本实用新型实施例提供的机械手还包括两个提升气缸，两个所述提升气缸对称设置于所述平移固定架两侧，所述提升气缸的缸筒与所述平移固定架固定连接，所述提升气缸的活塞杆与所述第一提升臂固定连接。

进一步地，所述平移机构还包括张紧轮，所述张紧轮转动连接于所述平移固定架上，所述张紧轮与所述同步带轮分设在所述同步带的两侧，所述张紧轮与所述同步带的背面接触转动。

进一步地，所述支座上设置有支座导轨，所述支座导轨的轨道面为弧面，所述平移固定架包括对称设置的两个平移件，所述平移件包括至少一个内部滚轮，所述内部滚轮的滚动表面与所述支座导轨的轨道面匹配，所述内部滚轮沿所述支座导轨的轨道面滚动。

进一步地，所述平移固定架上设置有外部滚轮，所述外部滚轮与所述平移固定架转动连接。

进一步地，所述平移机构还包括限位件，所述限位件固定连接于所述平移固定架上，用于限制所述同步带沿水平方向传送中的竖直位移。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种泡沫成型机，包括上述任意一项的机械手。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的一种机械手，通过在支座上设置平移机构，平移机构与提升机构连接，提升机构与抓取组件连接，使得抓取组件可以通过提升机构实现竖直方向上的移动，通过平移机构实现水平方向的移动；通过在提升机构上设置与抓取组件连接的旋转机构，使得抓取组件的俯仰角度可以调整。本机械手在实现多方向移动的同时还可以调整抓取组件的俯仰角度，可以抓取并转运不同角度和不同位置的泡沫产品。

本实用新型实施例提供的泡沫成型机采用上述的机械手，在实现多方向移动的同时还可以调整抓取组件的俯仰角度，可以抓取并转运不同角度和不同位置的泡沫产品。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的机械手的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的平移机构和提升机构组装的局部视图；

图3为图2中A位置处的局部放大视图；

图4为图1中B位置处的局部放大视图；

图5为图1中C位置处的局部放大视图；

图6为图1中D位置处的局部放大视图；

图7为本实用新型实施例提供的平移件和支座导轨的截面视图。

图标：100-机械手；200-支座；210-支座导轨；211-轨道面；300-抓取组件；400-平移机构；410-平移固定架；411-平移齿条；412-平移件；413-内部滚轮；414-外部滚轮；415-限位件；416-滚动表面；417-偏心轴；418-外壳；420-平移双轴电机；421-平移输出轴；430-同步带轮；440-导向轮；450-同步带；460-张紧轮；500-提升机构；510-第一提升机构；511-提升双轴电机；512-齿轮；513-第一提升臂；514-提升输出轴；515-提升齿条；520-第二提升机构；521-链条；522-第二提升臂；523-链轮；600-旋转机构；610-旋转气缸；620-连接件；630-连杆；700-提升气缸。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型实施例提供一种机械手100，包括：支座200、抓取组件300、平移机构400、提升机构500和旋转机构600，平移机构400设置于支座200上，提升机构500设置于平移机构400上，提升机构500与抓取组件300连接，旋转机构600设置在提升机构500上且与抓取组件300连接。

提升机构500用于使抓取组件300上下移动，平移机构400用于使提升机构500和抓取组件300水平移动，旋转机构600用于改变抓取组件300的俯仰角度。

需要说明的是，第一，如图1所示，抓取组件300与提升机构500连接，提升机构500与平移机构400连接，平移机构400在水平面上进行移动时，提升机构500和抓取组件300也会一起移动。

第二，俯仰角度指的是抓取组件300与水平面的角度，具体的，请参照图1，左边为抓取组件300的前端，抓取组件300前端低于后端则为俯，抓取组件300的前端高于后端则为仰。

第三，使用本实用新型实施例提供的机械手100抓取泡沫产品时，可以根据泡沫产品与抓取组件300的位置关系，通过平移机构400来使抓取组件300在水平方向上移动，再通过提升机构500来使抓取组件300在竖直方向上移动，然后通过旋转机构600改变抓取组件300的俯仰角度。也可以先进行竖直方向上的移动，再进行水平方向上的移动，然后再调整抓取组件300的俯仰角度。本实施例中，对以上三种运动的顺序不作具体限定，可以根据实际的位置关系进行运动顺序的选择。

本实用新型实施例提供的一种机械手100，通过在支座200上设置平移机构400，平移机构400与提升机构500连接，提升机构500与抓取组件300连接，使得抓取组件300可以通过提升机构500实现竖直方向上的移动，通过平移机构400实现水平方向的移动；通过在提升机构500上设置与抓取组件300连接的旋转机构600，使得抓取组件300的俯仰角度可以调整。本机械手100在实现多方向移动的同时还可以调整抓取组件300的俯仰角度，可以抓取并转运不同角度和不同位置的泡沫产品。

具体的，请参照图2和图3，平移机构400包括：平移固定架410、平移双轴电机420、两个同步带轮430、至少两个导向轮440和两个同步带450，平移双轴电机420固定连接于平移固定架410上，两个同步带轮430对称设置于平移双轴电机420两端的平移输出轴421上，同步带450的同步平面设置有带齿，平移固定架410上设置有与带齿互相啮合的平移齿条411，同步带轮430上设置有与带齿互相啮合的齿槽，导向轮440设置在平移固定架410上，用于与同步带450接触转动以改变同步带450的传送方向，平移齿条411、导向轮440和同步带轮430通过同步带450传动连接。

需要说明的是，第一，同步带450与同步带轮430连接的面为同步平面，同步平面上设置有带齿，而同步带450的背面未设置带齿。同步带450和平移齿条411、同步带轮430通过齿啮合传动，同步带450的背面与导向轮440靠两者之间的摩擦力传递动力。

第二，同步带450和导向轮440接触转动，指的是同步带450和导向轮440表面相接触，并无物理连接，在同步带450移动的过程中，导向轮440会在同步带450提供的摩擦力的作用下转动，所以叫做接触转动。

请参照图1和图2，平移机构400在支座200上平移时，通过平移双轴电机420驱动平移输出轴421旋转，平移输出轴421带动设置于其上的同步带轮430旋转，同步带轮430带动与之相啮合的同步带450传动，通过导向轮440使同步带450的传送方向由竖直方向变为水平方向，同步带450带动设置有平移齿条411的平移固定架410在支座200上移动。

同步带450传动具有带传动、链传动和齿轮传动的优点。同步带450传动由于带与带轮是靠啮合传递运动和动力，故带与带轮之间无相对滑动，能保证准确的传动比。同步带450传动还具有传动噪声小、耐磨性好、不需油润滑、寿命较长等优点。

请参照图1，所述提升机构500包括：第一提升机构510和第二提升机构520。

请参照图4，第一提升机构510包括提升双轴电机511、两个齿轮512和第一提升臂513，第一提升臂513设置于平移固定架410上，提升双轴电机511与平移固定架410固定连接，两个齿轮512对称设置于提升双轴电机511两端的提升输出轴514上，第一提升臂513上设置有与齿轮512的齿槽相啮合的提升齿条515，第一提升臂513与平移固定架410通过齿轮512和提升齿条515传动连接。

请参照图5，第二提升机构520，包括链条521、第二提升臂522和链轮523，链轮523固定连接于第一提升臂513上，链条521与链轮523相啮合，链条521一端固定连接于平移固定架410上、另一端固定连接于第二提升臂522上。

在使用提升机构500提升抓取组件300时，通过提升双轴电机511驱动提升输出轴514旋转，提升输出轴514带动设置于该提升输出轴514上的齿轮512旋转，通过齿轮512与提升齿条515啮合带动第一提升臂513在平移固定架410上向上滑动；在第一提升臂513向上运动时，固定于第一提升臂513上的链轮523与固定于平移固定架410上链条521的一端间的距离逐渐加大，链轮523和链条521与第二提升臂522的固定点间的距离减小，即第二提升臂522上移，进而带动连接于该第二提升臂522上的抓取组件300上移；下降时工作原理与上升时的工作原理相同，作用方向相反，此处不再赘述。

采用两级提升机构，加大了提升机构提升的距离范围，如果采用一级提升机构的话，当需要增加提升机构的距离范围时，只能通过加大提升机构在竖直方向上的尺寸，过长的尺寸会使提升机构的刚性降低，在工作过程中会产生因为刚性小而导致的运行不稳甚至损坏等情况。

请参照图5，旋转机构600包括：旋转气缸610、连接件620和连杆630，旋转气缸610的缸筒固定连接于第二提升臂522上，连接件620滑动连接于第二提升臂522上，连接件620一端与旋转气缸610的活塞杆固定连接、另一端与连杆630的一端转动连接，连杆630远离连接件620的一端与抓取组件300转动连接。

在使用机械手100调整抓取组件300的俯仰角度时，通过活塞杆下移，带动连接件620在第二提升臂522上向下移动，连杆630绕着与连接件620的固定点转动，进而使抓取组件300与连杆630的连接点绕着第二提升臂522与抓取组件300的连接点转动，抓取组件300的俯仰角度得以调整。需要说明的是，抓取组件300可以是多个零部件组合形成的用于抓取泡沫产品的结构。

请参照图1，本实用新型实施例提供的机械手100还包括两个提升气缸700，两个提升气缸700对称设置于平移固定架410两侧，提升气缸700的缸筒与平移固定架410固定连接，提升气缸700的活塞杆与第一提升臂513固定连接。

在提升机构500向上运动时提升气缸700的活塞杆朝向提升气缸700缸筒的方向运动，在提升机构500运动的过程中，由于提升机构500与平移机构400采用齿轮512和提升齿条515啮合的传动方式，在运动中会有一定的振动，而提升气缸700具有一定的阻尼，提升气缸700可以起到缓冲的作用，进而减小提升机构500的振动。

请参照图2，所述平移机构400还包括张紧轮460，张紧轮460转动连接于平移固定架410上，张紧轮460与同步带轮430分设在同步带450的两侧，张紧轮460与同步带450的背面接触转动。

采用张紧轮460可以给同步带450提供一定的张紧力，并且限制了同步带450沿同步带轮430轴线方向转动时如果过于松弛容易发生的跳动问题，通过张紧轮460调节同步带轮430与同步带450在啮合传动的过程中的张紧力，从而不容易发生跳齿、脱齿等情况。

请参照图2和图3，支座200上设置有支座导轨210，支座导轨210的轨道面211为弧面，平移固定架410包括对称设置的两个平移件412，请参照图7，平移件412包括至少一个内部滚轮413，内部滚轮413的滚动表面416与支座导轨210的轨道面211匹配，内部滚轮413沿支座导轨210的轨道面211滚动。

需要说明的是，第一，本实用新型实施例对轨道面211和滚动表面416的结构形式不作具体限定。示例的，轨道面211可以为凸面，相应的，滚动表面416为凹面；轨道面211也可以为凹面，相应的，滚动表面416为凸面。

第二，本实用新型实施例对平移件412内的内部滚轮413的数量不作具体限定，示例的，在平移件412内部的内部滚轮413的数量可以为一个，也可以为两个或者更多。示例的，本实用新型实施例提供的平移件412，使用的是两个内部滚轮413，因此平移固定架410共包含有四个内部滚轮413，使对平移固定架410的支撑更加稳定。

请参照图7，在平移件412内部设置内部滚轮413，可以减小平移固定架410在支座导轨210上移动时的阻力。具体的，平移件412在支座导轨210上移动时，由于内部滚轮413滚动设置在平移固定架410上，在轨道面211与滚动表面416接触的时候，两者之间的摩擦力使内部滚轮413转动，同时随着平移固定架410一起移动，轨道面211与滚动表面416为滚动摩擦，摩擦力较小，因此移动阻力也较小。

可选的，请参照图7，平移件412还包括偏心轴417，该偏心轴417分为三段，两端的轴线在一条直线上，中间部分的轴线与两端的轴线平行而不重合，中间部分与内部滚轮413转动连接，两端分别与平移件412的外壳418固定连接。采用这种结构，可以调整平移固定架410上表面与支座200上平面的平行度。具体的，在进行机械手100的装配过程中，先将内部滚轮413和偏心轴417组装在一起，并放入外壳418内，内部滚轮413在支座导轨210上放置，竖向位移已经被限制，如果平移固定架410上表面与支座200上平面的平行度不满足要求时，可以通过转动偏心轴417，偏心轴417两端的轴线会以中间部分轴线为旋转中心进行旋转，可以调节此处的外壳418的高度，进而调整平移固定架410上表面与支座200上平面的平行度。

请参照图2，平移固定架410上设置有外部滚轮414，外部滚轮414与平移固定架410转动连接。该外部滚轮414的设置，可以防止平移固定架410从支座导轨210上脱离。具体的，外部滚轮414与支座200的底面和侧面均有间隙，在平移固定架410运行平稳时，外部滚轮414不起任何作用，当平移固定架410在受到提升机构500等引起的使之摇摆的外力时，平移固定架410的一端就很容易从支座导轨210上跳起而脱离，当这一端的位移量过大时，外部滚轮414就会向上运动抵在支座200上，并被限制了该平移固定架410竖向的位移，以起到限位的作用。

请参照图3，平移机构400还包括限位件415，限位件415固定连接于平移固定架410上，用于限制同步带450沿水平方向传送中的竖直位移。采用上述结构，使同步带轮430与同步带450在啮合传动的过程中不容易发生跳齿、脱齿等情况。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种泡沫成型机，包括上述任意一项的机械手100。泡沫成型机包括前述实施例中的机械手100的结构并具有机械手100的有益效果。由于机械手100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。