用于吸取物料的四轴机械手的制作方法

本发明属于物料加工技术领域，尤其是涉及一种用于吸取物料的四轴机械手。

背景技术

随着科技的不断进步，目前在对物料进行加工的时候，多为通过机械手对物料进行抓取来替代人工取放物料，因为机械手其可持续不断地对物料进行抓取和放下，并且还可长时间工作，因此相较于人工而言，具有成本低，工作效率高的优点。

目前市场上的机械手其均为能够进行上下的运动，该运动多为通过丝杆在电机的驱动下进行正反转动来带动机械手进行上下运动，其具有结构简单，运动效率高的特点；但是由于是通过丝杆进行传动的，而整个机械手的长度较长，机械手的重心通常与丝杆不在同一垂线上，因此丝杆推动整个机械手上下动作过程中需要较大的推力，其造成对驱动丝杆转动的电机功率要求高，对能源的耗费大，并且电机的体积大，还会造成整个设备的体积增大，占用的空间大，而且因为机械手的重心不在丝杆上，还会导致机械手向上动作的过程中丝杆上的螺牙与机械手上的螺牙之间力偏移，导致螺牙之间的磨损严重，缩短丝杆的使用寿命。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、体积小、使用寿命长的用于吸取物料的四轴机械手。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于吸取物料的四轴机械手，包括

机箱；

抓取装置，用于抓取物料，包括第一机械臂、可沿所述第一机械臂长度方向前后动作的第二机械臂及设于所述第二机械臂上的取料部件；

第一驱动装置，用于驱动所述取料部件于所述第二机械臂上转动；

第二驱动装置，通过传动带以驱动所述第一机械臂相对所述第二机械臂前后动作；

第三驱动装置，设于所述机箱上，用于驱动所述抓取装置相对所述机箱旋转；

第四驱动装置，用于驱动所述第一、第二、第三驱动装置及抓取装置上下动作；

配重装置，于所述第四驱动装置驱动下做上下运动且运动方向与所述第一、第二、第三驱动装置及抓取装置运动方向相反。

本发明通过设置第四驱动装置对第一、第二、第三驱动装置及夹料装置进行上下移动，从而实现取料部件能够将不同高度的物料带到另一高度位置上，实现了对物料在x、y、z轴三个方向运动，进而可将物料输送到更宽泛的空间当中，而通过设置配重装置，平衡了抓取装置上的重力，使的原位于抓取装置上的重心转移到第四驱动装置上，因此抓取装置在对物料进行抓取过程中，减小第四驱动装置的所需功率，具有节能的效果，而且还减小了整个第四驱动装置的体积，使得整个装置的体积减小，并且因为配重块的设置，其在运动的过程中与第一、第二、第三驱动装置及抓取装置的运动方向相反，因此在第四驱动装置在进行驱动的过程中，其能够有效的平衡的第四装置当中丝杆螺牙正反两面受到的力，因该过程中螺牙受到的力相同，因此其两侧造成的磨损也是一致的，提高整个第四驱动装置的使用寿命，减小第四驱动装置的磨损；第二驱动装置通过传动带的方式来驱动所述第二机械臂前后动作，该过程中因为传动带具有体积小，重量轻等优点，因此对第一机械臂的体积要求小，从而减小了整个抓取装置的体积，因此减小整个机械手的体积，从而整个设备的体积小，占用的空间少，因此整个车间的空间可以进行合理安排；并且通过传动带的设置，其装配方便，只需对传动带进行安装即可，而且所述传动带的设置其重量轻，因此减小了整个抓取装置的重量，从而第三驱动装置可采用较小功率的电机即可实现驱动取料部件进行转动，并且传动带的其造价成本低，因此可降低整个设备的成本，方便后期的维护和零部件的更换。

进一步的，所述第四驱动装置包括与所述第三驱动装置相配合的推送座、用于驱动所述推送座上下动作的转动杆及用于驱动所述转动杆正反转动的第四驱动部件，所述推送座套设于所述转动杆上且在所述转动杆正反转动时，该推送座上下动作；通过转动杆来驱动整个装置进行运动，求传动效果好，并且对第一、第二、第三驱动装置及取料装置具有良好的支撑效果；而设置推送座，一方面是与所述转动杆进行配合，另一方面则是该推送座可实现良好的对整个装置进行支撑的效果。

进一步的，所述推送座通过一定位结构与所述架体相配合，所述定位结构包括与所述架体相配合的定位轨道和可沿所述定位轨道长度方向上下动作的定位块，所述定位块与所述推送座相配合，通过定位结构的设置，其在推送座进行上下运动时，对整个推送座进行限位，使得推送座能够直上直下，避免推送座发生偏斜的情况，可有效的提高整个推送座工作过程中的稳定性，提高整个设备的耐用性。

进一步的，所述配重装置包括配重块和用于驱动所述配重块上下动作的传动部件，所述传动部件与所述转动杆相配合；通过传动部件可在转动杆旋转的时候，驱动配重块进行上下动作，从而实现与取料装置进行反向运动。

进一步的，所述架体上设有导轨，所述配重块上设有与所述导轨相配合的滑动块；通过设置导轨对配重块进行限位，避免配重块在使用过程中发生晃动，保持配重块上下动作过程中的稳定性。

进一步的，所述第二驱动装置包括第一主动轮、第一从动轮、用于连接所述第一主动轮和所述第一从动轮的传动带及用于驱动所述第一主动轮转动的第二驱动部件，所述传动带通过一连接结构与所述第二机械臂相连；通过设置第二驱动部件驱动所述第一主动轮进行转动，从而使得整个传动带旋转起来，进而传动带可带动所述第二机械臂进行运动，该传动方式其稳定性高，保障了传动带进行前后动作的时速率稳定，因此所述第二机械臂前后动作过程中稳定好，能够避免在取料部件取到物料时第二机械臂动作过程中发生较大的震动而发生物料脱落。

进一步的，所述连接结构包括与所述传动带相连的连接块和与所述连接块相连的连接基座，所述第二机械臂与所述连接基座相连；通过设置连接基座和连接块能够有效的对第二机械臂进行固定，使传动带和第二机械臂之间形成连接，因此在传动带进行前后动作的过程中第二机械臂能迅速的进行运动，传动效果好。

进一步的，所述连接部件还包括与所述第二机械臂相连的滑轨、与所述滑轨相配合的滑块，所述滑块与所述连接基座相配合；通过滑轨和滑块能对第二机械臂进行支撑，从而避免连接基座与第一机械臂相接触而造成连接基座与第一机械臂之间发生磨损而影响所述第二机械臂前后动作；同时通过设置滑轨和滑块之间配合，还能够保障所述第二机械臂前后动作稳定，避免第二机械臂运动不稳定而影响整个取料部件的准确的取料。

综上所述，本发明通过设置配重装置，平衡了抓取装置上的重力，使的原位于抓取装置上的重心转移到第四驱动装置上，因此抓取装置在对物料进行抓取过程中，减小第四驱动装置的所需功率，具有节能的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的局部结构示意图一。

图3为本发明的局部结构示意图二。

图4为本发明的局部结构示意图三。

图5为本发明的局部爆炸图一。

图6为本发明的局部爆炸图二。

图7为本发明的局部结构示意图四。

图8为本发明的局部结构示意图五。

图9为本发明的局部结构示意图六。

图10为本发明的取料部件结构示意图。

图11为本方面第一机械手的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-11所示，一种用于吸取物料的四轴机械手，包括机架1、抓取装置2、第一驱动装置3、第二驱动装置4、第三驱动装置5、第四驱动装置6及配重装置7，所述机架1为金属框架；所述抓取装置2包括第一机械臂21、第二机械臂22及用于抓取物料的取料部件23，其中所述第一机械臂21为横向设置的铝型材，所述第二机械臂22同样为铝型材；所述第三驱动装置5设在所述机架1上，并且所述第一机械臂21与所述第三驱动装置5相连，从而在所述第一机械臂21在第三驱动装置5的驱动下可水平方向的旋转；并且所述第二机械臂22通过一连接结构44与所述第一机械臂21相连，进而在第一机械臂21转动下，第二机械臂22会同步进行转动；所述取料部件23设于所述第二机械臂22的端部上。

具体的，所述第二驱动装置4包括第一主动轮41、第一从动轮42、传动带43及第二驱动部件44，所述第一主动轮41和第一从动轮42均为一金属轮，其中所述第一主动轮41设于所述第一机械臂21的一端，所述第一从动轮42位于所述第一机械臂21的另一端；所述传动带43为一同步带，所述传动带43与所述第一主动轮41和第一从动轮42同步连接，所述第二驱动部件44驱动所述第一主动轮转41动，因此所述传动带43会发生旋转，并且带动所述第一从动轮42转动；所述第二驱动部件44包括第二驱动件444、第二输出轮441、第二转动轮442及第二动力带443，所述第二驱动件444为电机，所述第二输出轮441为一金属轮，该第二输出轮441与所述第二驱动件443的输出轴相连，所述第二转动轮442同样为金属轮，所述第二动力带443与所述第二输出轮441和第二转动轮442相连接，因此所述第二驱动件444工作的时候，第二驱动件444能够驱动所述第二输出轮441转动，从而在第二输出轮441的带动下能带动所述第二转动轮442旋转，所述第二转动轮442上连接有止转连接有转动轴445，所述转动轴445与所述转动轮止转连接，因此在所述第二转动轮445进行旋转时能够带动所述第一主动轮41进行旋转。

进一步的，在所述转动轴445上套设有两个轴承449，两个轴承将所述第一主动轮夹在中间，而且两轴承449通过两金属固定块将轴承449夹在中间，所述固定块448为中间具有凹陷的铝块，所述固定块448与所述第一机械臂21的端部相连；同样的，所述第一从动轮上止转连接有一金属轴，在该金属轴上套设有两个上述的轴承449，两个轴承将所述第一从动轮42夹在中间，并且在所述第一机械臂21的端部上也连接有用于上述的固定块448，所述固定块448同样将所述第一从动轮42固定住。

具体的，所述第一机械臂21包括型材本体210、容置槽211及通槽212，其中所述容置槽211为上端开口设置的凹槽，该容置槽211位于所述型材本体210的上部，所述通槽212则为一两端开口设置的通腔，所述传动带43部分位于所述容置槽211内，还有一部分从所述通槽212当中穿过。

为了保障第二机械臂随着转动带43旋转而发生位移，所述第一机械臂和第二机械臂通过一连接结构45相连，所述连接结构45包括与所述传动带43相连的连接块451、连接基座452、滑轨453及滑块454，所述连接块451为与所述传动带43相连的金属块，所述的连接基座452为金属平板，该连接基座452的中部与所述连接块451通过螺钉连接，所述连接基座452的中部向下凹陷形成有凹陷部458，所述第二机械臂22至于所述凹陷部458当中，并且在该连接基座452上连接有一支撑件459，所述支撑件459为一弯曲的金属板，该支撑件459的中部向上凹陷，使得整个支撑件形成一近似于“弓”字形，支撑件459压在所述第二机械臂22上，然后对第二机械臂22进行固定，而且所述支撑件459通过螺钉与所述连接基座452相连。

具体的，所述滑轨453为一侧壁向内凹陷的金属条，该滑轨453通过螺钉固定在所述第一机械臂21的侧壁上，所述滑块454为金属块，并且滑块454套在所述滑轨453上，并且该滑块454能够沿着所述滑轨453进行滑动，在所述滑块454上连接有一连接板455，所述连接板455为金属板，该连接板455的上部弯折，形成一阶梯状，所述连接板455与所述连接基座452相连，其具体的连接方式为在所述连接基座452的端部处设有一插槽456，所述连接板455嵌入所述插槽456内，然后通过螺钉进行固定，因此所述滑轨453、滑块454及连接板455实现了对所述第二机械臂22进行支撑。

进一步的，所述第一驱动装置3包括第二主动轮31、第二从动轮32、同步带33及第一驱动部件34，所述第二主动轮31设于所述第二机械臂22的一端，第二主动轮31设于所述第二机械臂22的另一端，所述同步带33同时与所述第二主动轮31和第二从动轮32相连，因此当所述第二主动轮31转动的时候，所述第二从动轮32在同步带33的带动下也会随之转动，所述第二从动轮32与所述的取料部件23相配合的，从而带动所述取料部件23转动；所述第一、第二从动轮为均为金属轮。

具体的，所述第一驱动部件34包括第一驱动件340，所述第一驱动件340为电机，该第一驱动件340架设在所述支撑件459上，并且所述第一驱动件340的输出轴与所述第二主动轮31止转连接，因此在所述第一驱动件340在工作条件下，所述第二主动轮31会随之转动，进而第二主动轮31通过同步带33带动第二从动轮32旋转，从而取料部件23进行转动；进一步的，所述取料部件包括转盘、吸料件及防护件，所述转盘为一金属圆盘，该转盘的中部具有一连接轴，通过所述连接轴与所述第二从动轮32相止转连接，因此所述第一从动轮22能够带动转盘231旋转，所述吸料件232包括可拆卸连接于所述转盘231上的吸料管235、与所述吸料管235相连的抽气管道及设于吸料管235端部的吸盘237，所述吸料管235为一金属管，所述抽气管道与所述吸料管235相连通，所述吸盘237为橡胶盘，在吸取物料的时候，所述吸盘237与物料的上端面相接触，然后通过抽气管道抽出内部的空气，从而吸盘237能够稳定的吸住物料；所述延伸件233为金属杆，该延伸件233与所述转盘231为可拆卸连接，并且延伸件233相对转盘可在一定范围内旋转调节；其具体的实施方式为，在所述转盘231上开设有一弧形的开口，螺钉从所述转盘231的下端面穿过所述开口，然后与所述延伸件233相连，因为开口长度较为长，因此所述延伸件233可相对所述开口进行移动。

进一步的，所述第三驱动装置5设于所述机架1上，该第三驱动装置5包括固定件51、连接法兰52、减速部件53及第三驱动件54，所述固定件51为一金属平板，该固定件51与所述第一机械臂21通过螺钉相连接，所述连接法兰52与所述固定件51相连，所述减速部件53为市场上现有的谐波减速机，其为现有技术，因此在此不再赘述，所述第三驱动部件54包括第三驱动件541、第三输出轮542、第三转动轮543及动力带544，所述第三驱动件541为电机，所述第三输出轮542和第三转动轮543均为金属轮，所述动力带544为同步带，所述动力带544连接所述第三输出轮542和第三转动轮543，并且所述第三输出轮542与第三驱动件541相连，因此所述第三输出轮542转动下，所述第三转动轮543同步转动，所述第三转动轮543通过一金属轴与所述减速部件53相配合，因此所述第三驱动件541能够驱动所述第一机械臂21进行水平的转动。

进一步的，所述第四驱动装置6设于所述机架1上，并且该第四驱动装置6能够驱动上述第一、第二、第三驱动装置及抓取装置2进行上下动作；具体的，所述第四驱动装置6包括推送座61、转动杆62及第四驱动部件63，所述推送座61为一近似于框形金属座，所述转动杆62为一丝杆，该转动杆62的上端部活动连接在所述机架1上，同时所述转动杆62的下部也活动连接的在所述机架1上，且该转动杆62的下部在所述第四驱动部件63的带动下，转动杆62会进行正反转动；所述推送座61套在该转动杆62上，并且推送座61与转动杆62螺接，因此在所述转动杆62进行转动的过程中，所述推送座61会进行上下动作；在所述推送座61上连接有一套筒59，该套筒64为一方形的筒，所述第三驱动装置5设在该套筒59上，因此所述第四驱动部件63带动所述转动杆62正反转动下，所述套筒64会随着所述推送座61同步上下动作；所述推送座61通过一定位结构64与所述架体1相配合，所述定位结构64包括与所述架体1相配合的定位轨道641和可沿所述定位轨道641长度方向上下动作的定位块642，所述定位轨道641为一垂直设置的金属轨道，所述定位块642为一金属块，所述定位轨道641与所述机架1相连，所述定位块642与推送座61相连，且所述定位块642上具有凹槽，所述凹槽套入所述定位轨道641上。

具体的，所述第四驱动部件63包括第四驱动件631、第四输出轮632、第四转动轮633及齿形带634，所述第四驱动件631为一伺服电机，所述第四输出轮632为一金属轮，该第四输出轮632与所述第四驱动件631的输出轴相连，所述第四转动轮633同样为金属轮，所述齿形带634连接所述第四输出轮632和第四转动轮633，因此在所述第四输出轮632转下，所述第四转动轮633会同步转动；所述第四转动轮633与所述转动杆62的下部止转配合，该止转配合可以为所述转动杆62与所述第四转动轮633止转连接，或者是通过其他的金属套止转连接，从而在所述第四转动轮633旋转下，所述转动杆62会随着旋转。

进一步的，所述配重装置7包括配重块71和传动部件72，所述配重块71为铅块或者是其他的金属块，该配重块71上设有滑动块，该滑动块为一具有凹槽的滑块，在所述架体1上设有导轨11，所述导轨11为金属轨道，所述滑动块套在所述导轨11上，从而在所述配重块71可沿着所述导轨11的长度方向上下动作；所述传动部件72包括包括链条721和与所述链条721相连的齿轮722，其中所述齿轮72为上下两个，两个齿轮72分别活动连接在机架1上，所述链条721与所述齿轮72上的咬齿相啮合；所述转动杆62上止转连接有第一伞齿723，所述机架1上活动连接有与第一伞齿723相连的第二伞齿724，所述第一伞齿723和第二伞齿724相啮合，所述齿轮722上连接有一副齿轮725，所述第二伞齿724通过一金属轴连接有从动齿轮726，该从动齿轮726与所述副齿轮725相啮合，因此所述转动杆62转动的时候，能够带动所述齿轮72转动，进而带动所述链条721转动，从而实现链条721带动所述配重块71上下动作。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。