专利名称：一种搬运机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械手，尤其涉及一种搬运机械手。
背景技术：
随着工业自动化程度的不断提高，工业机器人和机械手大量涌现，把人们从繁重、 机械以及危险的工作环境中解放出来，并高精度、高效率地完成各种复杂的重复性工作。搬 运机械手是最常用的工业自动化设备，在汽车、包装、医药、家电、电池制造等行业中有着广 泛的应用。搬运机械手的种类繁多，较为常见的机械手一般由液压、气动或伺服电机驱动， 并由单片机或工业计算机进行控制，使用灵活方便、适用性强。但是这类搬运机械手成本 高、控制比较复杂、移动速度受到限制、效率低、故障率高且不易维修。比如，在制造锂电池 芯的自动或半自动叠片机中，搬运机械手需要满足高速可靠、控制简单、成本低等要求，而 常用的液压、气动或伺服电机驱动的搬运机械手难以适合。 因此，现有技术还有待于改进与发展。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种搬运机械手，克服现有技术中机械手存在的成本
高、速度慢，效率低、控制复杂、故障率高且不易维修的技术缺陷。 本实用新型的技术方案如下 —种搬运机械手，其包括导轨、水平运动滑块、输入轴；所述水平运动滑块与所述 导轨滑动适配，所述水平运动滑块可滑动地设置有水平摆臂、以及升降臂；所述升降臂固定 设置有真空吸盘，用于取放物品；其中，所述水平摆臂铰接设置有水平从动轮，所述升降臂 铰接设置有升降从动轮；所述输入轴固定设置有水平凸轮、以及升降凸轮；所述水平从动 轮与所述水平凸轮适配啮合转动，为所述搬运机械手提供水平方向位移；所述升降从动轮 与所述升降凸轮适配啮合转动，为所述搬运机械手提供竖直方向位移。 所述的搬运机械手，其中，所述升降臂还设置有限位块，用于控制升降臂移动距离。 所述的搬运机械手，其中，所述搬运机械手还设置有弹簧，所述弹簧两端分别固定 连接在所述水平从动轮的中心轴与所述输入轴上，用于向搬运机械手提供水平方向的恢复 弹力。 本实用新型所提供的搬运机械手，由于设置有由水平从动轮与所述水平凸轮适配 啮合转动、所述升降从动轮与所述升降凸轮适配啮合转动，形成的双凸轮转动结构，使得搬 运机械手结构紧凑，成本低，控制简单，运行平稳，搬运效率高。
图1为本实用新型的搬运机械手结构俯视图； 图2为本实用新型的搬运机械手结构左视图；[0012] 图3为本实用新型的搬运机械手结构示意图； 图4为本实用新型的搬运机械手结构三维立体图； 图5为本实用新型的水平凸轮局部示意图； 图6为本实用新型的升降凸轮局部示意图； 图7为本实用新型的输入轴转动角度与双凸轮运动距离的关系图； 图8为本实用新型的双凸轮结构局部示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的各较佳实施例进行更为详细的描述。 本实用新型的搬运机械手，包括导轨12、水平运动滑块10、导向轴13、以及输入轴 14，如图1、2所示。其中，所述输入轴14固定在基座上(图中未显示)，所述输入轴14固定 设置水平凸轮2、升降凸轮1 ;所述水平运动滑块IO水平方向对称设置有垂直凹槽16、以及 垂直凹槽17，其中，所述垂直凹槽16可上下滑动地连接设置有滑块ll，所述滑块11铰接设 置有水平摆臂5，所述水平摆臂5下端固定安装在所述导向轴13之上，所述水平摆臂5近下 端部还铰接设置有水平从动轮3，其中，所述水平从动轮3与所述水平凸轮2适配啮合；所 述垂直凹槽17可上下滑动地连接设置有滑块9，所述滑块9下端设置有一通孔18，所述通 孔18用来套装升降臂7，所述升降臂7下端部铰接设置有升降从动轮4，其中，所述升降从 动轮4与所述升降凸轮1适配啮合；所述升降臂7近下端部还设置有限位块6，用来控制升 降臂7在竖直方向移动距离，防止升降臂7运动到最下端时出现"死点"位置，同时便于装 配升降臂7，如图3、4所示。 本实用新型的搬运机械手，由于滑块11与滑块9分别安装在水平运动滑块10的 相互平行的垂直凹槽16、以及垂直凹槽17内，因此它们有相同的水平运动速度和一致的水 平位移。 本实用新型的搬运机械手，由于所述水平凸轮2与所述升降凸轮1固定设置在同 一输入轴14上，因此，所述水平凸轮2、所述升降凸轮1与所述输入轴14同步转动，即具有 相同的角速度。 本实用新型的搬运机械手，设置有一弹簧(图中未显示)，所述弹簧两端分别固定 连接在所述水平从动轮3的中心轴处、以及所述输入轴14上，用于为所述搬运机械手提供 水平方向的回复弹力。 本实用新型的搬运机械手，其水平凸轮2、以及升降凸轮1的平面形状根据实际 需要可以有多种设置，本实用新型的较佳实施例搬运机械手的水平凸轮平面形状如图5所 示，升降凸轮平面形状如图6所示。 下面以上述较佳实施例的搬运机械手一个工作周期为例对本实用新型的工作原
理进行详细的描述，其采用的水平凸轮与升降凸轮的平面形状如图5、图6所示。 本实用新型的搬运机械手一周期输入轴转动角度与双凸轮运动距离的关系如图7
所示，其具体过程如下 —、输入轴14在普通电机驱动下转动，带动所述水平凸轮2、升降凸轮1同步转动， 如图8所示；水平凸轮2通过与水平从动轮3啮合转动驱使水平摆臂5向左摆动，所述水平 摆臂5通过所述滑块11驱动水平运动滑块10在导轨12上向左水平运动；同时，所述水平
4运动滑块10带动所述滑块9、以及固定在滑块9上的真空吸盘8 —起向左水平运动。此时， 升降凸轮1与升降从动轮4相啮合处为大圆弧，因此，搬运机械手在垂直方向无运动。 二、当输入轴14转过45°角度时，水平凸轮2与水平从动轮3相互啮合处为大圆 弧，水平运动滑块10无水平运动，即搬运机械手水平方向无运动。此时，升降凸轮1与升降 从动轮4的啮合处为凸轮曲面，在重力作用下，升降臂7垂直向下运动，并带动滑块9、以及 固定于滑块9的真空吸盘8同步垂直向下运动。 三、输入轴14的转动到90°时，真空吸盘8垂直向下运动到设定位置，此时，升降 凸轮1与升降从动轮4的啮合处为小圆弧，水平凸轮2和水平从动轮3的啮合处仍然为大 圆弧，因此，搬运机械手在这段时间内在水平和竖直方向均无运动，真空吸盘8完成抓取物 体操作。 四、继续转动输入轴14，当转动到135°时，升降凸轮1和升降从动轮4啮合处变 为凸轮曲面，此时，升降臂7垂直向上运动，并带动滑块9和固定于滑块9的真空吸盘8同 步垂直向上的运动；此时，水平凸轮2和水平从动轮3啮合处仍然为大圆弧，即水平方向无 运动。 五、当输入轴14转动到180°时，升降臂7上升到初始高度时，升降凸轮1与升降 从动轮4啮合处变为大圆弧，滑块9和真空吸盘8垂直方向无运动；此时，水平凸轮2和水 平从动轮3啮合处变为凸轮曲面，水平摆臂5在弹簧的弹力作用下向右水平滑动，而水平摆 臂5又驱使滑块11向右水平滑动，同时所述滑块11带动水平运动滑块10、滑块9、以及固 定于滑块9上的真空吸盘8同步向右水平运动。 六、当输入轴14转动到225。时，即水平摆臂5返回初始位置，此时，水平运动滑块 10也返回初始位置；水平凸轮2和水平从动轮3啮合处变为小圆弧，即水平运动滑块10无 水平运动；此时，升降凸轮1与升降从动轮4啮合处变为凸轮曲面，在重力作用下，升降臂7 垂直向下运动，并带动滑块9、以及固定于滑块9的真空吸盘8同步垂直向下运动。 七、当输入轴14转动到270。时，真空吸盘8向下运动到设定位置，此时，升降凸轮 1与升降从动轮4啮合处变为小圆弧，水平凸轮2和水平从动轮3啮合处仍然为大圆弧，因 此，所述搬运机械手在这段时间内在水平、垂直方向均无运动，真空吸盘8完成对所抓取物 体的释放操作。 八、继续转动输入轴14，当转动到315°时，升降凸轮1和升降从动轮4啮合处变 为凸轮曲面，此时，升降臂7垂直向上运动，并带动滑块9和固定于滑块9上的真空吸盘8同 步垂直向上运动，此时，水平凸轮2和水平从动轮3啮合处仍然为大圆弧，水平方向无运动。 最终，升降臂7带动滑块9、以及真空吸盘8回到初始水平位置， 一个转动周期到此结束。 本实用新型的水平凸轮2和升降凸轮1固定安装在同一输入轴14上，通过输入轴 14的转动，水平凸轮2输出水平方向的往复运动，升降凸轮1输出垂直方向的往复运动，最 终使得所述真空吸盘8实现"倒U型"运动输出。 本实用新型所提供的搬运机械手，由于设置有由水平从动轮与所述水平凸轮适配 啮合转动、所述升降从动轮与所述升降凸轮适配啮合，形成的双凸轮转动结构，为搬运机械 手提供水平、以及竖直方向位移；其结构更加紧凑，控制简单，运行平稳，大大地提高了机械 手的搬运效率，同时还降低搬运机械手的制造成本。 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围'
权利要求一种搬运机械手，其包括导轨、水平运动滑块、输入轴；所述水平运动滑块与所述导轨滑动适配，其中，所述水平运动滑块可滑动地设置有水平摆臂、以及升降臂；所述升降臂固定设置有真空吸盘，用于取放物品；其特征在于，所述水平摆臂铰接设置有水平从动轮，所述升降臂铰接设置有升降从动轮；所述输入轴固定设置有水平凸轮、以及升降凸轮；其中，所述水平从动轮与所述水平凸轮适配啮合转动，为所述搬运机械手提供水平方向位移；所述升降从动轮与所述升降凸轮适配啮合转动，为所述搬运机械手提供竖直方向位移。
2. 根据权利要求1所述的搬运机械手，其特征在于，所述升降臂还设置有限位块，用于 控制升降臂移动距离。
3. 根据权利要求1所述的搬运机械手，其特征在于，所述搬运机械手还设置有弹簧，所 述弹簧两端分别固定连接在所述水平从动轮的中心轴与所述输入轴上，用于向搬运机械手 提供水平方向的恢复弹力。
专利摘要本实用新型公开了一种搬运机械手，其包括导轨、水平运动滑块，输入轴；水平运动滑块与所述导轨滑动适配，水平运动滑块滑动地设有水平摆臂、升降臂，升降臂固定设有真空吸盘，用于取放物品；水平摆臂铰接设有水平从动轮，升降臂铰接设有升降从动轮；输入轴固定设有水平凸轮、升降凸轮；水平从动轮与水平凸轮适配啮合转动，为搬运机械手提供水平方向位移；升降从动轮与升降凸轮适配啮合转动，为搬运机械手提供竖直方向位移。本实用新型所提供的搬运机械手，由于设置有由水平从动轮与水平凸轮、以及升降从动轮与升降凸轮适配啮合转动，形成的双凸轮转动结构，使得搬运机械手结构紧凑，成本低，控制简单，运行平稳，搬运效率高。
文档编号B25J11/00GK201505911SQ20092013141
公开日2010年6月16日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者何凯, 冷静, 李赳华, 杜如虚, 王大志, 谢小辉 申请人:深圳先进技术研究院