专利名称：三角稳定对称结构码垛机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种搬运、码放设备，特别是涉及一种将分散的块状物顺序码放成垛的三角 稳定对称结构码垛机。
背景技术：
在机器化连续成型生产中，制品源源不断产出，靠人拾取搬运码放是相当劳累的。码垛 机能够代替人工作业、有效降低劳动强度。在公知的(CN 1847118A)码垛机中，其机械手采 用下置式安装夹持缸，施力时活塞的有杆端充压，而有杆端活塞的有效压力面积一定比无杆 端活塞的有效压力面积小，差值为活塞杆截面积，机械手的释放动作却由无杆端活塞充压， 此时相当于空载状态，显然不合理；从力学分析，夹持缸处于杠杆支点与被夹持物之间，则 夹持力永远小于夹持缸所产生的作用力，即此种方式杠杆机构不能省力。公知码垛机在夹砖 平移吋各机械手指对收拢，以使同一行砖紧靠在一起；返回取砖时再展开，以使每一对手指 与从制砖机出来的砖一一对应；但实现这种收展动作的力作用点相对平移滑动副不在同一直 线上，必然产生不利于平移的附加弯矩。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种机构合理运行平稳动作可靠连续自动码垛机。 本发明包括机架l、水平移动装置2、垂直移动装置3、机械手4、电控和动力系统等五 大部分。
本发明的技术方案为每一排机械手有两根相同的滑轴45，每个机械手指41中部都有与 滑轴45外径滑动配合的一个通孔，各机械手指对称装在滑轴45上，机械手几何尺寸仅由夹持
对象确定，机械手的排数及每排机械手的手指对数量仅由实际需要确定；
每对机械手指上部与被夹持物相对位置各装有夹持缸43，以使作为杠杆支点的滑轴45位
于被夹持物与夹持缸43之间，无杆端活塞受压时每对机械手下部相向运动形成夹持动作，有
杆端活塞受压时每对机械手下部相背运动形成释放动作；
伸縮推拉板48上两孔中心距限定两滑轴平行距，两板之间安装伸縮缸47;伸縮缸47收縮，
伸縮推拉板48相向运动，迫使每一对机械手指在滑轴45上移动而间距减小；伸縮缸47伸开，
伸縮推拉板48相背运动，迫使每一对机械手指在滑轴45上移动而间距加大；每一对机械手指的滑动距离由相对滑轴45对称的定距杆42限定，定距杆42—端固定在机 械手指上，另一端穿过下一个机械手指所对应的通孔，端部固定比通孔直径大的台阶以使定 距杆42不能退出，在定距杆42中部有一同样台阶，机械手指可在两台阶之内自由移动但不能 越过台阶，两台阶间距即为所限定的滑动距离；
靠近伸縮推拉板48的机械手指首先向下一个机械手指移动，固定在移动手指的定距杆42 中部的台阶触及相邻未动的手指，两手指开始同时移动并保持设定距离，同样，第二个推动 第三个，以此类推，直到所有手指都并拢；反向移动时也是靠近伸縮推拉板48的机械手指先 动，固定其上的定距杆42端部的台阶触及相邻未动的手指，两手指开始同时移动并保持设定 距离，第二个拖动第三个，以此类推，直到所有手指都拉开；
每排机械手中部的手指被约束不能沿滑轴45滑动只能绕滑轴45转动，以使其余手指相对 该手指移动，从而保障机械手每次沿滑轴45收拢展开动作一致；
每排机械手外侧手指46的中部通孔装有滑套49和轴套紧固螺母491，将外侧手指46与伸缩 推拉板48联在一起，滑套49同时与滑轴45和外侧手指46中部通孔滑动配合，使外侧手指46既 能传递伸縮推拉板48的位移，又能绕滑轴45转动；
两伸縮推拉板48外侧固定安装吊杆44，靠近被约束手指可安装中间吊杆441，以加强滑轴 45的刚度；吊杆与升降台紧固，台上正三角形均布固定三根导向柱31，共同构成垂直移动装 置3;
导向柱31滑动配合安装可调轴套22与平移台联接，该平台上安装水平位移驱动与垂直位 移驱动，共同构成水平移动装置2;在藉助V形槽滚轮6在截面为三角形的平行导轨5上滚动， 滚轮6的V形槽与平行导轨5的表面吻合，保障水平移动装置2作刚体直线平动；
可调轴套22能够改变与导向柱31配合的孔径大小，从而调整二者滑动配合间隙，保障导 向柱31始终可调轴套22的配合孔内按设计要求滑动；
平行导轨5固定在机架1顶部，各对机械手指的夹持释放动作相互独立，水平移动装置2 和垂直移动装置3的驱动相互独立，水平移动与垂直移动合成为机械手的空间运动；
码垛作业的每一动作均由位置传感器确定，按设定程序自动控制运行；传感自控及执行
机构组成电控和动力系统。
水平位移驱动可由电机经减速后带动两个V形槽滚轮6在平行导轨5上同步滚动实现；垂直 位移驱动可由安装在平移台上的巻扬机直接拖动；而水平位移和垂直位移的具体位置由传感 器精确检测操控。
各工作缸的作用力输出可由压力调节控制，其速度输出可由流量调节控制。本实用新型的有益效果在于
滑轴45作为杠杆的支点位于夹持缸43与被夹持物之间，夹持缸端的力臂大于被夹持物端
的力臂时，夹持缸43推力被杠杆机构放大；
夹持缸43无杆端充压机械手夹持，提高了工作缸有效面积的利用率；夹持缸43有杆端充 压机械手释放，提高了空载运行速度；
同一手指上的定距杆42对称分布，不会产生不利于平行移动的附加弯矩；
三根均布的导向柱31相互平行两端固定成一体，具有正三角形稳定的力学性质；
各手指既在滑轴45上收拢与伸展又在滑轴45夹持与释放，同时滑轴45还是承受被夹持物 重的载体， 一轴多用，精巧紧凑；
节省了直线导轨的费用，安装维护更加便捷；
位移驱动的电机、减速机以及巻扬机等是常见成熟的普通机电设备，稳定可靠价格低； 定距杆42可采用普通螺栓，其定位的两个台阶可以是螺母，简单实用便宜，调节方便易
行；
滑轴45、导向柱31可采用普通钢管，机械手指可采用普通钢板，机架和移动平台可采用 普通型钢，水平导轨5可直接利用普通角铁；
结构合理，制造容易，成本降低，性能提高。
图l: 码垛机立体总图
图2: 机械手工作原理立体图
图3: 机械手局部剖视立体图
图4: 机械手俯视图
图5: 水平移动装置立体图
图6: 垂直移动装置立体中
1 一机架41 —手指对
2 _水平移动装置42 —定距杆
3 _垂直移动装置43 —夹持缸
4 一机械手44吊杆
5 _水平导轨111 —中间吊杆
6 _v形槽滚轮45 —滑轴
21 —平移台46 —外侧手指对
22 _可调轴套47 —伸縮缸
23 _垂直位移驱动48 _伸縮推拉板
24 _水平位移驱动49 _外侧手指对轴套
31 —导向柱491 一外侧手指对轴套紧固螺母
32 —升降台
具体实施例方式
下面结合附图以实施例方式对本发明作进一步说明。
机械手指41中部通孔与滑轴45滑动配合对称安装，每对机械手指上部与被夹持物相对位 置各装有夹持缸43;伸缩推拉板48两孔中心距限定两滑轴平行距，两板之间安装伸缩缸47;定 距杆42—端固定在一个机械手指上，另一端穿过下一个机械手指所对应的通孔，端部固定台 阶，该台阶外径比通孔直径大，以使定距杆42不能退出，在定距杆42中部有一同样台阶，限 定机械手指在两台阶之内移动；每排机械手中部的手指被约束不能沿滑轴45滑动只能绕滑轴 45转动，每排机械手外侧手指46的中部通孔装有滑套49和轴套紧固螺母491，将外侧手指46 与伸縮推拉板48联在一起，滑套49同时与滑轴45和外侧手指46的中部通孔滑动配合；两伸縮 推拉板48外侧固定安装吊杆44，靠近被约束手指可安装中间吊杆441;吊杆与升降台紧固，台 上正三角形均布固定三根导向柱31滑动配合安装可调轴套与平移台联接；平移台上安装水平 位移驱动与垂直位移驱动，平移台的V形槽滚轮6与三角形截面的平行导轨5表面吻合，平行导 轨5固定在机架1顶部；码垛作业的动作由位置传感器确定，按设定程序自动控制运行。 码垛作业开始，机械手平移至需要搬运物体的上方定位，以使机械手指准确插入夹持对象之 间的空隙而不与夹持对象相碰；机械手下降到位，夹持缸43无杆端充压，机械手指绕支点滑 轴45转动，将夹持对象不使其脱落；机械手上升，伸缩缸47收缩，通过伸缩推拉板48迫使机械手指依次并拢；靠近伸縮推拉板48的机械手指首先向下一个机械手指移动，定距杆42中部 的台阶触及第二个手指并推其一起移动，同样，第二个推动第三个，以此类推，直到所有手 指都并拢；机械手上升到一定高度后即可向码放位置移动，平移一段距离后即可下降；当夹 持对象水平距离码放位置一小段设定长度时，水平位移暂停，当夹持对象底部到达码放平面 一小段设定长度时，再移向码放位置准确定位；夹持缸43有杆端充压，机械手指绕支点滑轴 45反向转动而松开，将夹持对象放在码放位置；机械手上升，伸縮缸47伸展，通过伸縮推拉 板48使机械手指依次展开；靠近伸縮推拉板48的机械手指首先拉动向下一个机械手，定距杆 42端部的台阶触及第二个手指并拉其一起移动，同样，第二个拉动第三个，以此类推，直到 所有手指都展开；机械手上升到一定高度后即可向夹持位置移动，至需要搬运物体的上方定 位，开始下一循环；第二次码放位置紧靠第一次码放位置，第三次紧靠第二次，以此类推； 一层码放完毕再码放一层，直到码放所需高度。
权利要求
1.一种三角稳定对称结构码垛机包括机架(1)、水平移动装置(2)、垂直移动装置(3)、机械手(4)、电控和动力系统等，机械手能够夹持、升降、平移、释放和伸缩，每一动作均由位置传感器确定，按设定程序自动控制运行，其特征是每一排机械手有两根相同的滑轴(45)，每个机械手指(41)中部都有与滑轴(45)外径滑动配合的一个通孔，各机械手指对称装在滑轴(45)上，每对机械手指上部与被夹持物相对位置各装有夹持缸(43)，作为杠杆支点的滑轴(45)位于被夹持物与夹持缸(43)之间，定距杆(42)一端固定在一个机械手指上，另一端穿过下一个机械手指所对应的通孔，端部固定比通孔直径大的台阶以使定距杆(42)不能退出，在定距杆(42)中部有一同样台阶，机械手指可在两台阶之内自由移动，定距杆(42)相对滑轴(45)对称均布，每排机械手中部的手指被约束不能沿滑轴(45)滑动只能绕滑轴(45)转动，每排机械手外侧手指46的中部通孔装有滑套(49)和轴套紧固螺母(491)，将外侧手指(46)与伸缩推拉板(48)联在一起，滑套(49)同时与滑轴(45)和外侧手指(46)的中部通孔滑动配合，伸缩推拉板(48)上两孔中心距限定两滑轴平行距，两板之间安装伸缩缸(47)，吊杆固定于滑轴(45)联接升降台，升降台上正三角形均布固定三根导向柱(7)，导向柱(7)滑动配合安装可调轴套联接平移台。
2. 根据权利要求1所述的三角稳定对称结构码垛机，其特征是机架l顶部 固定截面为三角形的平行导轨(5)，平移台的V形槽滚轮(6)可在平行导轨 (5)上滚动，滚轮(6)的V形槽与平行导轨(5)的表面吻合。
3. 根据权利要求1所述的三角稳定对称结构码垛机，其特征是机械手水平 距离码放位置设定长度水平位移暂停，垂直距离码放平面设定长度再移向 码放位置准确定位。
全文摘要
本发明公开了一种三角稳定对称结构码垛机，每一排机械手有两根相同的滑轴(45)，作为杠杆支点的滑轴(45)位于被夹持物与夹持缸(43)之间，机械手的沿滑轴(45)移动距离由对称安装的定距杆(42)限定，吊杆固定于滑轴(45)联接升降台，升降台上正三角形均布导向柱(7)，导向柱(7)滑动配合安装可调轴套联接平移台，平移台的V形槽滚轮(6)可在平行导轨(5)上滚动，机械手夹持、升降、平移、释放和伸缩，每一动作均由位置传感器确定，按设定程序自动控制运行。
文档编号B25J9/00GK101585452SQ200810097980
公开日2009年11月25日 申请日期2008年5月21日 优先权日2008年5月21日
发明者高国强 申请人:高国强