一种用于车钩分解组装的机械手的制作方法

本发明涉及铁路客货车及地铁车辆装备机械领域，具体地说是一种用于车钩分解组装的机械手。

背景技术：

车钩是铁路客货车及地铁车辆车体上常见的部件，一般车钩在使用一段时间后，需要定期进行检修，且检修时需要把车钩分解成各种零部件，再把不同的零件运送到相应的检修工位上去，由专门的设备对不同种零件进行分类检测及组装，这就需要对不同种的零件进行搬运和放置，而零件体积重量有大有小，现有技术中主要是依靠桁架吊装搬运或者人工搬运将车钩零件运送到相应工位，费时费力，效率低，且人工成本高，安全性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于车钩分解组装的机械手，在车钩分解组装零部件过程中，可以灵活操作抓取零件，并可以将各零件快速输送到相应的工位上，从而实现自动化检修组装，满足生产使用需要。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于车钩分解组装的机械手，包括架体、x轴主滑行车、y轴侧滑行车、z轴升降柱体、旋转驱动机构和抓取装置，其中x轴主滑行车设于所述架体上，在所述x轴主滑行车上设有侧面板，y轴侧滑行车设于所述侧面板上，在所述y轴侧滑行车上设有第一升降机构以及通过所述第一升降机构驱动升降的z轴升降柱体，所述z轴升降柱体下端设有旋转驱动机构，所述抓取装置包括z轴连接柱体和z1轴柱体，且所述z轴连接柱体上端与所述z轴升降柱体下端转动连接并通过所述旋转驱动机构驱动旋转，所述z轴连接柱体下端设有第一吸附组件，所述z1轴柱体上设有第二升降机构和第二吸附组件，且所述第二吸附组件通过所述第二升降机构驱动升降。

所述x轴主滑行车的x轴主滑行车架与所述架体上的横架滑动连接，在所述x轴主滑行车架上设有x轴滑行电机，且所述x轴滑行电机的输出轴上设有x轴滑行齿轮，在所述横架上设有x轴滑行齿条与所述x轴滑行齿轮啮合。

所述横架上侧设有x轴滑行上滑轨、下侧设有x轴滑行下滑轨，所述x轴主滑行车架上设有第一上滑座和第一下滑座，且所述第一上滑座上设有第一上限位轮和第一上挂轮沿着所述x轴滑行上滑轨滚动，所述第一下滑座上设有第一下限位轮和第一下挂轮沿着所述x轴滑行下滑轨滚动。

所述y轴侧滑行车的y轴侧滑行车架与所述侧面板滑动连接，在所述y轴侧滑行车架上设有y轴滑行电机，且所述y轴滑行电机的输出轴上设有y轴滑行齿轮，在所述侧面板上设有y轴滑行齿条与所述y轴滑行齿轮啮合。

所述侧面板上侧设有y轴滑行上滑轨、下侧设有y轴滑行下滑轨，所述y轴侧滑行车架上设有第二上滑座和第二下滑座，且所述第二上滑座上设有第二上限位轮和第二上挂轮沿着所述y轴滑行上滑轨滚动，所述第二下滑座上设有第二下限位轮和第二下挂轮沿着所述y轴滑行下滑轨滚动。

所述z轴升降柱体与所述y轴侧滑行车架滑动连接，所述第一升降机构包括z轴升降电机、z轴升降齿轮和z轴升降齿条，所述z轴升降电机固装于所述y轴侧滑行车架上，所述z轴升降齿轮安装于所述z轴升降电机的输出轴上，所述z轴升降齿条安装于所述z轴升降柱体上，且所述z轴升降齿轮与所述z轴升降齿条啮合。

所述第二升降机构包括z1升降驱动装置、丝杠和丝母，其中丝杠设于所述z1轴柱体内部且通过所述z1升降驱动装置驱动转动，在所述丝杠下端套装有丝母，所述第二吸附组件上侧设有安装轴置于所述z1轴柱体中并套装于所述丝杠下端，并且所述丝母与所述安装轴固连。

所述z轴连接柱体和z1轴柱体通过连接板相连。

所述第一吸附组件和第二吸附组件结构相同，均包括安装板、弹簧和磁性吸头，所述安装板上设有安装轴安装于对应的柱体上，所述磁性吸头通过多个弹簧与所述安装板相连。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明可根据实际需要灵活操作抓取工件，其中x轴主滑行车和y轴侧滑行车调整抓取装置及工件x和y向位置，z轴升降柱体通过第一升降机构驱动调整抓取装置及工件z向高度，并且旋转驱动机构驱动抓取装置整体绕z轴转动调整抓取姿态或工件姿态，另外抓取装置中z1轴柱体上的第二吸附组件还可以根据实际需要通过z1轴柱体上的第二升降机构驱动单独升降，这样既可以利用单个吸附组件吸持钩尾框、钩头等工件，又能利用两个吸附组件共同作用吸持较大的13号车钩等工件，从而实现灵活操作完成工件抓取。

2、本发明利用磁性吸头吸附工件，不用更换工装吊具，使用简单快捷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为图1中架体的结构示意图，

图3为图1中x轴主滑行车和侧面板的结构示意图

图4为图1中y轴侧滑行车的结构示意图，

图5为图1中z轴升降柱体的结构示意图，

图6为图1中抓取装置的结构示意图。

其中，1为架体，101为横架，102为立板，103为x轴滑行齿条，104为x轴滑行上滑轨，105为底座，106为x轴滑行下滑轨，2为x轴主滑行车，201为x轴主滑行车架，202为x轴滑行电机，203为x轴滑行齿轮，204为第一上滑座，205为第一下滑座，206为第一上限位轮，207为第一上挂轮，208为第一下限位轮，209为第一下挂轮，3为y轴侧滑行车，301为y轴侧滑行车架，302为y轴滑行电机，303为y轴滑行齿轮，304为第二上滑座，305为第二下滑座，306为第二上挂轮，307为第二上限位轮，308为第二下挂轮，309为第二下限位轮，310为z轴升降滑块，4为z轴升降柱体，401为z轴升降电机，402为z轴升降齿轮，403为安装基板，404为z轴升降齿条，405为z轴升降滑轨，5为抓取装置，501为z轴连接柱体，502为连接板，503为z1轴柱体，504为z1轴升降驱动装置，505为丝杠，506为安装轴，507为安装板，508为弹簧，509为磁性吸头，510为连接法兰，6为侧面板，601为y轴滑行齿条，602为y轴滑行上滑轨，603为y轴滑行下滑轨，7为旋转驱动机构，701为旋转电机，702为回转支承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～6所示，本发明包括架体1、x轴主滑行车2、y轴侧滑行车3、z轴升降柱体4、旋转驱动机构7和抓取装置5，其中x轴主滑行车2设于所述架体1上且沿着x向移动，在所述x轴主滑行车2上沿着y向设有侧面板6，y轴侧滑行车3设于所述侧面板6上且沿着y向移动，在所述y轴侧滑行车3上设有第一升降机构和通过所述第一升降机构驱动沿着z向升降的z轴升降柱体4，所述z轴升降柱体4下端设有旋转驱动机构7，如图6所示，所述抓取装置5包括z轴连接柱体501和z1轴柱体503，且所述z轴连接柱体501上端与所述z轴升降柱体4下端转动连接并通过所述旋转驱动机构7驱动旋转，所述z轴连接柱体501下端设有第一吸附组件，所述z1轴柱体503上设有第二升降机构和第二吸附组件，且所述第二吸附组件通过所述第二升降机构驱动升降。

如图2所示，所述架体1包括横架101、立板102和底座105，所述横架101两端均垂直设有立板102，所述立板102下端设有用于支撑的底座105。所述x轴主滑行车2与所述横架101滑动连接，如图2所示，所述横架101上侧设有x轴滑行上滑轨104，所述横架101下侧设有x轴滑行下滑轨106，如图3所示，所述x轴主滑行车2的x轴主滑行车架201上呈品字型设有两个第一上滑座204和一个第一下滑座205，其中所述第一上滑座204上设有两个第一上限位轮206和一个第一上挂轮207沿着所述横架101上侧的x轴滑行上滑轨104滚动，所述第一下滑座205上设有两个第一下限位轮208和一个第一下挂轮209沿着所述横架101下侧的x轴滑行下滑轨106滚动。如图3所示，所述x轴主滑行车架201上设有x轴滑行电机202，且所述x轴滑行电机202的输出轴上设有x轴滑行齿轮203，如图2所示，所述横架101上设有x轴滑行齿条103与所述x轴滑行齿轮203啮合。装置工作时，所述x轴滑行电机202驱动x轴滑行齿轮203旋转并沿着x轴滑行齿条103滚动，进而带动所述x轴主滑行车架201沿着x向移动。

如图3所示，所述侧面板6沿着y向垂直设于所述x轴主滑行车架201上，所述y轴侧滑行车3与所述侧面板6滑动连接，所述侧面板6上侧设有y轴滑行上滑轨602、下侧设有y轴滑行下滑轨603，如图4所示，所述y轴侧滑行车3的y轴侧滑行车架301上呈品字型设有两个第二上滑座304和一个第二下滑座305，其中所述第二上滑座304上设有两个第二上限位轮307和一个第二上挂轮306沿着所述侧面板6上侧的y轴滑行上滑轨602滚动，所述第二下滑座305上设有两个第二下限位轮309和一个第二下挂轮308沿着所述侧面板6下侧的y轴滑行下滑轨603滚动。如图4所示，所述y轴侧滑行车架301上设有y轴滑行电机302，且所述y轴滑行电机302的输出轴上设有y轴滑行齿轮303，如图3所示，所述侧面板6上设有y轴滑行齿条601与所述y轴滑行齿轮303啮合。装置工作时，所述y轴滑行电机302驱动y轴滑行齿轮303旋转并沿着y轴滑行齿条601滚动，进而带动所述y轴侧滑行车架301沿着y向移动。

如图4～5所示，所述z轴升降柱体4与所述y轴侧滑行车架301滑动连接，其中如图4所示，所述y轴侧滑行车架301上设有z轴升降滑块310，如图5所示，所述z轴升降柱体4上设有与所述z轴升降滑块310配合的z轴升降滑轨405，在所述z轴升降柱体4上设有一个安装基板403，所述z轴升降滑轨405设于所述安装基板403上。

如图4～5所示，所述第一升降机构包括z轴升降电机401、z轴升降齿轮402和z轴升降齿条404，其中所述z轴升降电机401固装于所述y轴侧滑行车架301上，所述z轴升降齿轮402安装于所述z轴升降电机401的输出轴上，所述z轴升降齿条404安装于所述z轴升降柱体4上，且所述z轴升降齿轮402与所述z轴升降齿条404啮合。装置工作时，所述z轴升降电机401驱动z轴升降齿轮402转动，进而驱动所述z轴升降齿条404带动所述z轴升降柱体4升降。

如图5所示，所述z轴升降柱体4下端设有旋转驱动机构7，本实施例中，所述旋转驱动机构7包括旋转电机701和回转支承702，其中回转支承702设于所述z轴升降柱体4下端，且所述回转支承702通过所述旋转电机701驱动转动，如图6所示，所述抓取装置5的z轴连接柱体501上端设有连接法兰510与所述回转支承702固连。装置工作时，所述旋转电机701驱动回转支承702转动，所述回转支承702通过所述连接法兰510带动所述z轴连接柱体501转动，从而带动整个抓取装置5绕z轴转动。所述回转支承702为本领域公知技术且为市购产品。

如图6所示，所述抓取装置5包括z轴连接柱体501和z1轴柱体503，且所述z轴连接柱体501和z1轴柱体503通过连接板502相连，所述第二升降机构包括z1轴升降驱动装置504、丝杠505和丝母，其中z1轴升降驱动装置504设于z1轴柱体503上端，丝杠505设于z1轴柱体503内部且通过所述z1轴升降驱动装置504驱动转动，在所述丝杠505下端套装有丝母，所述第二吸附组件上侧设有安装轴506置于所述z1轴柱体503中并套装于所述丝杠505下端，并且所述丝母与所述安装轴506固连。第二升降机构工作时，丝杠505通过所述z1轴升降驱动装置504驱动旋转，并驱动丝母带动所述安装轴506升降移动，进而带动所述第二吸附组件升降移动。本实施例中，所述z1轴升降驱动装置504为电机。

如图6所示，所述第一吸附组件和第二吸附组件结构相同，均包括安装板507、弹簧508和磁性吸头509，所述安装板507上设有安装轴安装于对应的柱体上，所述磁性吸头509通过多个弹簧508与所述安装板507相连，所述弹簧508起到缓冲作用，所述磁性吸头509为本领域公知技术且为是市购产品。

本发明的工作原理为：

本发明是通过架体1固定在地面上来作为整个分解机械手的支承体，x轴主滑行车2可以在架体1上沿着x方向移动，当x轴主滑行车2移动到位后，y轴侧滑行车3可以在所述侧面板6上沿着y方向移动，当y轴侧滑行车3移动到位后，z轴升降柱体4可以通过第一升降机构驱动在所述y轴侧滑行车3上沿着z向升降移动，当z轴升降柱体4升降到位后，所述抓取装置5整体可以通过设于所述z轴升降柱体4下端的旋转驱动机构7驱动绕着z轴整体旋转，并且抓取装置5旋转到位后，其z1轴柱体503下端的第二吸附组件还可以通过z1轴柱体503上的第二升降机构驱动单独升降，所述第一吸附组件和第二吸附组件均设有磁性吸头509吸附工件。本发明既可以利用单个吸附组件吸持钩尾框、钩头等工件，又能利用两个吸附组件共同作用吸持较大的13号车钩等工件，从而实现灵活操作完成工件抓取。