专利名称：气动自平衡式机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械手的改进，具体地说是气动自平衡式机械手，适用于物件的搬运和机床上卸工件、码垛。
背景技术：
在机械制造领域，对于重物的搬运和机床上卸工件、码垛，通常采用行车、机械手来完成，机械手也有的称平衡吊，这样可减轻工人的劳动强度，提高工作效率。目前所使用的机械手，包括底座、立柱、转动筒体、气缸、主臂、副臂、起重杆、配重块、抓手和控制箱构成，立柱垂直的固定在底座上，转动筒体设在立柱的上端，在转动筒体上端的支撑杆上通过转动轴连接上主臂，主臂的后端设有配重块，主臂的前端通过销轴连接上起重杆，在起重杆的下端连接上抓手，在主臂的上侧通过两端的销轴固定上副臂，主臂和副臂及其两端的连接架构成四连杆结构，控制箱固定在转动筒体上，气缸的座端活动连接在转动筒体的下部， 气缸的活塞杆端部通过滑动套固定在主臂的中部；以世界名牌美国英格索兰气动机械手为例，所使用的控制箱有两个，一个安装在立柱上，另一个安装在抓手操纵盘上。使用时，通过控制箱上的控制按钮进行操作，可进行物体的抓取或放下；当使气缸的活塞杆伸缩时，主臂的前端可升降，带动负载升降。这种机械手的不足在于由于起吊是通过控制箱上的控制按钮来控制的，而且还必须通过两个分离的控制箱，所以控制和操作均不方便，有时还会造成不安全因素，而且结构复杂。
发明内容本实用新型的目的在于提供可克服现有技术中的不足，能够近负载操作，不再通过控制箱上的控制按钮操作，而且通过套在起重杆上的手持操纵管进行操作，手持操纵管拉在什么位置，即可在什么位置悬停、使用安全，而且结构简单的气动自平衡式机械手。为达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是该气动自平衡式机械手，包括底座、立柱、转动筒体、气缸、主臂、副臂、起重杆、配重块、抓手和控制箱构成，立柱垂直的固定在底座上，转动筒体设在立柱的上端，在转动筒体上端的支撑杆上通过转动轴连接上主臂，主臂的后端设有配重块，在起重杆的下端连接上抓手，在主臂的上侧通过两端的销轴固定上副臂，主臂和副臂及其两端的连接架构成四连杆结构，控制箱固定在转动筒体上，气缸的座端活动连接在转动筒体的下部，气缸的活塞杆端部通过滑动套固定在主臂的中部，其特征在于在主臂和副臂外端的连接架上通过转动节固定上水平转动臂，在水平转动臂上通过杠杆轴固定上“N”形杠杆，在“N”形杠杆的内端设有压力传感器，在“N”形杠杆的外端通过摆轴和摆轴上的连接板连接上起重杆；在起重杆上套设手持操纵管，手持操纵管的上端侧壁通过对称连杆与水平转动臂的端部连接。本实用新型还通过如下措施实施所述的压力传感器的气管与控制箱相连接，压力传感器作用点处的压力乘以至杠杆轴的力矩等于负载乘以摆轴至杠杆轴的力矩，从而使负载处于一种悬浮状态，压力传感器固定在水平转动臂的底壁上，在压力传感器的外侧设有壳体，压力传感器的伸缩施压杆触及“N”形杠杆的内端上壁。在水平转动臂的外端固定上抓具调零弹簧，抓具调零弹簧的壳体固定在水平转动臂的外端部，抓具调零弹簧套在调节螺杆上，调节螺杆的下端触及“N”形杠杆的上表面，在调节螺杆的上端设调节螺帽，调节螺杆的轴线和起重杆的轴线在一条直线上，通过调节螺杆的调整，使抓手作用于“N”形杠杆的重量为零。所述的立柱为一管体，内腔为储气腔，在立柱的下端侧壁上设有进气嘴，进气嘴通过输气管与气泵连接。所述的抓手的结构及其张合控制为现有技术，故不再多述。本实用新型的有益效果在于与目前使用的机械手相比，由于采用了气动自动平衡，其控制箱只设一个，省去了抓手上的控制箱，且储气筒设在立柱内，其操作为手持操纵杆操作，所以能够近负载操作，不再通过控制箱上的控制按钮操作，而且起重杆被拉在什么位置，即可在什么位置悬停，使用更加方便，操作安全，而且结构简单。
图1为本实用新型的结构侧视局剖示意图。图2为本实用新型的压力传感器装配结构局剖视放大示意图。图中1、底座；2、立柱；3、转动筒体；4、气缸；5、主臂；6、副臂；7、起重杆；8、配重块；9、抓手；10、控制箱；11、转动轴；12、销轴；13、连接架；14、滑动套；15、转动节；16、水平转动臂；17、杠杆轴；18、“N”形杠杆；19、压力传感器；20、摆轴；21、连接板；22、手持操纵管；23、对称连杆；24、气管；25、抓具调零弹簧；26、调节螺杆；27、调节螺帽；28、壳体；29、 作用轴；30、进气嘴。
具体实施方式
参照图1、2制作本实用新型。该气动自平衡式机械手，包括底座1、立柱2、转动筒体3、气缸4、主臂5、副臂6、起重杆7、配重块8、抓手9和控制箱10构成，立柱2垂直的固定在底座1上，转动筒体3设在立柱2的上端，在转动筒体3上端的支撑杆上通过转动轴11 连接上主臂5，主臂5的后端设有配重块8，在起重杆7的下端连接上抓手9，在主臂5的上侧通过两端的销轴12固定上副臂6，主臂5和副臂6及其两端的连接架13构成四连杆结构，控制箱10固定在转动筒体3上，气缸4的座端活动连接在转动筒体3的下部，气缸4的活塞杆端部通过滑动套14固定在主臂5的中部，其特征在于在主臂5和副臂6外端的连接架13上通过转动节15固定上水平转动臂16，在水平转动臂16上通过杠杆轴17固定上 “N”形杠杆18，在“N”形杠杆18的内端设有压力传感器19，在“N”形杠杆18的外端通过摆轴20和摆轴20上的连接板21连接上起重杆7 ；在起重杆7上套设手持操纵管22，手持操纵管22的上端侧壁通过对称连杆23与水平转动臂16的端部连接，操作时，手持手持操纵管22，可绕转动节15水平转动，可使负载或抓手做小范围的转动，当需要上提或下降负载或抓手时，可上推或下拉手持操纵管22，无需触动起重杆7，由于负载与压力传感器19处于一种平衡状态，所以这种操纵控制十分省力。作为本实用新型的进一步改进所述的压力传感器19的气管M与控制箱10相连接，压力传感器19作用点处的压力乘以至杠杆轴17的力矩等于负载乘以摆轴20至杠杆轴17的力矩，从而使负载处于一种悬浮状态，压力传感器19固定在水平转动臂16的底壁上， 在压力传感器19的外侧设有壳体观，压力传感器19的伸缩施压杆四触及“N”形杠杆18 的内端上壁。在水平转动臂16的外端固定上抓具调零弹簧25，抓具调零弹簧25的壳体固定在水平转动臂16的外端部，抓具调零弹簧25套在调节螺杆沈上，调节螺杆沈的下端触及 “N”形杠杆18的上表面，在调节螺杆沈的上端设调节螺帽27，调节螺杆沈的轴线和起重杆7的轴线在一条直线上，通过调节螺杆沈的调整，使抓手9作用于“N”形杠杆18的重量为零。所述的立柱2为一管体，内腔为储气腔，在立柱2的下端侧壁上设有进气嘴30，进气嘴30通过输气管与气泵连接。所述的抓手9的结构及其张合控制为现有技术，故不再多述。
权利要求1.气动自平衡式机械手，包括底座(1)、立柱O)、转动筒体(3)、气缸、主臂(5)、 副臂(6)、起重杆(7)、配重块(8)、抓手(9)和控制箱(10)构成，立柱(2)垂直的固定在底座(1)上，转动筒体C3)设在立柱O)的上端，在转动筒体C3)上端的支撑杆上通过转动轴(11)连接上主臂(5)，主臂(5)的后端设有配重块(8)，在起重杆(7)的下端连接上抓手 (9)，在主臂(5)的上侧通过两端的销轴(12)固定上副臂(6)，控制箱(10)固定在转动筒体(3)上，气缸⑷的座端活动连接在转动筒体⑶的下部，气缸⑷的活塞杆端部通过滑动套(14)固定在主臂(5)的中部，其特征在于在主臂(5)和副臂(6)外端的连接架(13) 上通过转动节(1 固定上水平转动臂(16)，在水平转动臂(16)上通过杠杆轴(17)固定上 “N”形杠杆(18)，在“N”形杠杆(18)的内端设有压力传感器(19)，在“N”形杠杆(18)的外端通过摆轴00)和摆轴00)上的连接板连接上起重杆(7)；在起重杆(7)上套设手持操纵管(22)，手持操纵管0 的上端侧壁通过对称连杆与水平转动臂(16)的端部连接。
2.根据权利要求1所述的气动自平衡式机械手，其特征在于所述的压力传感器(19)的气管04)与控制箱(10)相连接，压力传感器(19)作用点处的压力乘以至杠杆轴(17)的力矩等于负载乘以摆轴OO)至杠杆轴(17)的力矩，压力传感器(19)固定在水平转动臂(16) 的底壁上，在压力传感器(19)的外侧设有壳体( )，压力传感器(19)的伸缩施压杆09) 触及“N”形杠杆(18)的内端上壁。
3.根据权利要求1或2所述的气动自平衡式机械手，其特征在于在水平转动臂(16)的外端固定上抓具调零弹簧(25)，抓具调零弹簧0 的壳体固定在水平转动臂(16)的外端部，抓具调零弹簧0 套在调节螺杆06)上，调节螺杆06)的下端触及“N”形杠杆(18) 的上表面，在调节螺杆06)的上端设调节螺帽(27)，调节螺杆06)的轴线和起重杆(7)的轴线在一条直线上。
4.根据权利要求1所述的气动自平衡式机械手，其特征在于所述的立柱( 为一管体， 内腔为储气腔，在立柱O)的下端侧壁上设有进气嘴(30)。
专利摘要本实用新型公开了气动自平衡式机械手，包括底座、固定在底座上的带有储气腔的立柱、设在立柱上端的转动筒体、活动连接在转动筒体下部的气缸以及相连接的主臂、副臂、起重杆、配重块、抓手和控制箱，其特征在于在主臂和副臂外端的连接架上通过转动节固定上水平转动臂，在水平转动臂上通过支撑轴固定上“N”形杠杆，在“N”形杠杆的内端设有压力传感器，在“N”形杠杆的外端通过摆轴和摆轴上的连接板连接上起重杆；在起重杆上套设手持操纵管，手持操纵管的上端侧壁通过对称连杆与水平转动臂的端部连接。该气动自平衡式机械手，能够通过手持操纵杆近负载操作，而且起重杆被拉在什么位置，即可在什么位置悬停，所以使用更加方便、安全。
文档编号B25J19/02GK202147277SQ20112026212
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月23日 优先权日2011年7月23日
发明者王玉恒 申请人:莱芜精瑞模具有限公司