一种大型工件机械手装置的制作方法

1.本发明涉及机械手技术领域，特指一种大型工件机械手装置。


背景技术：

2.在目前机械自动化领域中，机械手被广泛运用在装配和搬运等领域，而机械手大多是以小型单一、高速循环的方式工作的，在需要完成多步操作时需要多个机械手同时配合工作，成本较高且工作前需要做大量复杂的调整，并且在完成工作后需要拆卸固定器件才可以移动，灵活性较差，在使用大量机械手时安装固定也需要大量时间，时间成本高，技术要求也很高。在大型(几吨或几十吨)工件机械手领域，结构强度、传动能力、控制精度和复合动作完整性都是重要的技术指标。


技术实现要素：

3.本发明考虑了前述问题而做出，发明的目的是提供一种大型工件机械手装置，可以全方面、多方向的移动，针对大型工件，优化的传动形式，使用传动装置体积小、能量密度大、节约空间与成本，同时制造简便，机械手控制方面通过传感器的采集，plc可编程序的运算，达到控制精度的准确，可以节约使用成本与操作时间。
4.为实现上述目的，本发明提供一种大型工件机械手装置，包括：
5.支撑管，所述支撑管包括上支撑管和下支撑管，所述下支撑管上端活动设置在所述上支撑管内；
6.可伸缩机械臂，所述可伸缩机械臂与所述下支撑管下端相接；
7.夹持装置，所述夹持装置与所述可伸缩机械臂一端相接；
8.旋转装置，所述旋转装置用于带动所述下支撑管旋转；
9.升降装置，所述升降装置用于带动所述下支撑管升降；
10.伸缩装置，所述伸缩装置用于带动所述可伸缩机械臂伸缩。
11.据上所述的一种大型工件机械手装置，所述上支撑管包括外管与内管，所述内管活动设置在所述外管内，且所述内管内壁上设置有导向弧板。
12.据上所述的一种大型工件机械手装置，所述旋转装置包括摆动油缸，所述摆动油缸设置在所述上支撑管的上端，且所述摆动油缸上设有输出轴，所述输出轴带动所述内管转动，所述导向弧板一端贴合在所述内管内壁上，另一端与所述下支撑管贴合。
13.据上所述的一种大型工件机械手装置，所述输出轴外侧设有法兰，所述法兰与所述内管顶部相接。
14.据上所述的一种大型工件机械手装置，所述升降装置包括升降油缸，所述升降油缸设置在所述内管内，且所述升降油缸上设置有升降活塞杆，所述升降活塞杆一端与所述升降油缸相接，另一端与所述下支撑管相接。
15.据上所述的一种大型工件机械手装置，所述可伸缩机械臂包括固定部和伸缩部，所述下支撑管下端与所述固定部顶部相接，所述伸缩部一端活动设置在所述固定部内，另
一端与所述夹持装置相接。
16.据上所述的一种大型工件机械手装置，所述伸缩装置包括伸缩油缸，所述伸缩油缸设置在所述固定部内，所述伸缩油缸一端设有伸缩活塞杆，所述伸缩活塞杆与所述伸缩部相接。
17.据上所述的一种大型工件机械手装置，所述夹持装置包括第一抱夹弧板、第二抱夹弧板以及夹紧油缸，所述第一抱夹弧板一端与所述伸缩部一端固定连接，所述第二抱夹弧板一端与所述第一抱夹弧板一端可转动连接，所述夹紧油缸设置在所述第二抱夹弧板侧边，并带动所述第二抱夹弧板另一端朝远离或靠近所述第一抱夹弧板一侧运动。
18.据上所述的一种大型工件机械手装置，所述第一抱夹弧板与所述伸缩部固定连接的一端与第二抱夹弧板一端通过转轴转动连接，所述第二抱夹弧板侧面设有耳板，所述夹紧油缸上设有夹紧活塞杆，所述夹紧活塞杆一端与所述耳板相接。
19.据上所述的一种大型工件机械手装置，所述第一抱夹弧板与所述第二抱夹弧板外侧均设有加强板。
20.本发明具有以下有益效果：
21.1、在本机械手中设置有旋转装置可带动机械手整体旋转，利用升降装置带动机械手整体升降，并利用伸缩装置使得夹持装置可以在水平方向前后移动，使得机械手整体可操控性强，较为灵活，只需要一个机械手就能实现多个机械手才能实现的功能。
22.2、采用导向弧板带动下支撑管摆动，其在下支撑管沿其长度方向运动时，导向弧板不会阻碍下支撑管的升降运动。
23.3、夹持装置有一个固定的第一抱夹弧板和一个可转动的第二抱夹弧板构成其夹持部，则其夹持部的夹持直径可以发生改变，可以夹持不同直径的物体。
24.4、第一抱夹弧板与第二抱夹弧板外侧均设有加强板，可以增加夹持部位的整体强度，使其夹持的最大重量得到提升。
25.5、优化的传动形式，使用传动装置体积小、能量密度大、节约空间与成本。
附图说明
26.图1是本发明的整体结构示意图；
27.图2是本发明的内管与旋转装置装配示意图；
28.图3是本发明的内管内部结构示意图；
29.图4是本发明的升降装置与下支撑管装配示意图；
30.图5是本发明的可伸缩机械臂与夹持装置装配示意图；
31.图6是本发明的可伸缩机械臂内部结构示意图。
具体实施方式
32.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但发明并不限于这些实施例。
33.如图1
‑
6所示，一种大型工件机械手装置，包括：
34.支撑管100，支撑管100包括上支撑管110和下支撑管120，下支撑管120上端活动设置在上支撑管110内，其支撑管100为竖向布置的，其下支撑管120通过升降装置500设置在
上支撑管110内。
35.且在上支撑管110上设置有旋转装置400，该旋转装置400包括摆动油缸410，摆动油缸410能带动下支撑管120转动，进而带下支撑管120连接的部件一起转动。
36.可伸缩机械臂200，可伸缩机械臂200与下支撑管120下端相接，该可伸缩机械臂200是横向布置的，并可由下支撑管120带动其做上下的升降运动或旋转运动，而其本身是能沿水平方向做伸缩运动的，且在可伸缩机械臂200与下支撑管120相接处设置有筋板，其用于加强伸缩机械臂与下支撑管120的连接强度。
37.夹持装置300，夹持装置300与可伸缩机械臂200一端相接，其连接为固定连接，可以采用螺栓等任何可以固定连接的方式，夹持装置300便能由可伸缩机械臂200带动其旋转、升降以及平移，方便调节夹持装置300的装置位置，其可调节的范围较大，则夹持装置300的工作范围也随之增大，在物体加工需要多工序时，其夹持装置300可配合其完成多运动轨迹的变换，以一个机械手便能实现多个现有技术中机械手配合才能实现的功能，能节约较大的成本。
38.优选地，上支撑管110包括外管111与内管112，内管112活动设置在外管111内，且内管112内壁上设置有导向弧板113，外管111下端与内管112下端处设置有接头，用于支撑内管112，且该导向弧板113一端直接固定在内管112内壁上，可以采用焊接等方式，则导向弧板113会随内管112一起运动。
39.进一步优选地，摆动油缸410上设有输出轴411，输出轴411外侧设有法兰412，法兰412与内管112顶部相接，则输出轴411带动法兰412转动，就能带动内管112一起转动，导向弧板113一端贴合在内管112内壁上，另一端与下支撑管120贴合，再由导向弧板113带动下支撑管120一起转动，其外管111是保持不动的，导向弧板113设有多个，多个导向弧板113能将下支撑管120夹设在其中，使得下支撑管120只能在多个导向弧板113之间上下运动，而无法朝侧面运动，则导向弧板113转动能带动下支撑管120一起转动。当然，为了固定输出轴411，输出轴411侧边设有推力调心滚子轴承。
40.在本实施例中，为了限定下支撑管120和内管112的间隔距离以及带动下支撑管120转动，在下支撑管120上设置有导向条121，在内壁上设置有导向槽，当装配好时，该导向条121卡设在该导向槽内，并只可沿导向槽上下运动。
41.优选地，升降装置500包括升降油缸510，升降油缸510设置在内管112内，且升降油缸510上设置有升降活塞杆，升降活塞杆一端与升降油缸510相接，另一端与下支撑管120相接，升降油缸510通过一根销轴固定在内管112内，并可随内管112的转动而转动，且升降活塞杆下端也设置有销轴，其销轴两端固定在下支撑管120上，则升降油缸510带动升降活塞杆上下运动，进而带动下支撑管120做上下的升降运动。
42.优选地，可伸缩机械臂200包括固定部210和伸缩部220，下支撑管120下端与固定部210顶部相接，伸缩部220一端活动设置在固定部210内，另一端与夹持装置300相接。
43.进一步优选地，伸缩装置600包括伸缩油缸610，伸缩油缸610设置在固定部210内，伸缩油缸610一端设有伸缩活塞杆，伸缩活塞杆与伸缩部220相接，其伸缩油缸610固定在固定部210内，其带动伸缩活塞杆沿水平方向运动，由伸缩活塞杆带动伸缩部220沿水平方向进行伸缩运动，再由伸缩部220带动夹持装置300在水平方向运动，当然，为了避免伸缩部220彻底运动出固定部210内，固定部210的出口处应当设有限位装置，用于限制伸缩部220。
44.优选地，夹持装置300包括第一抱夹弧板310、第二抱夹弧板320以及夹紧油缸330，第一抱夹弧板310一端与伸缩部220一端固定连接，第二抱夹弧板320一端与第一抱夹弧板310一端可转动连接，夹紧油缸330设置在第二抱夹弧板320侧边，并带动第二抱夹弧板320另一端朝远离或靠近第一抱夹弧板310一侧运动，即第一抱夹弧板310固定与伸缩部220相接，第二抱夹弧板320一端与第一抱夹弧板310转动连接，另一端可由夹紧油缸330驱动其开合，进行夹紧与松放。
45.进一步优选地，第一抱夹弧板310与伸缩部220固定连接的一端与第二抱夹弧板320一端通过转轴转动连接，第二抱夹弧板320侧面设有耳板321，夹紧油缸330上设有夹紧活塞杆331，夹紧活塞杆331一端与耳板321相接，其夹紧油缸330一端固定在伸缩部220上，另一端通过夹紧活塞杆331与耳板321相接，夹紧活塞杆331的伸缩运动就能通过耳板321带动第二抱夹弧板320一端沿弧形轨迹运动，使其远离或靠近第一抱夹弧板310未固定的一端，当其靠近第一抱夹弧板310时，第一抱夹弧板310与第二抱夹弧板320合围可以夹住加工产品，当其远离第一抱夹弧板310时，就能将夹在其中的加工产品放出来，实现夹取与放下。
46.进一步优选地，为了保证第一抱夹弧板310与第二抱夹弧板320的强度，防止其断裂，第一抱夹弧板310与第二抱夹弧板320外侧均设有加强板340。
47.本发明提供的一种大型工件机械手装置，通过将支撑管设为上支撑管和下支撑管，在下支撑管下设置可伸缩机械臂，并在可伸缩机械臂一端固定有夹持装置，在上支撑管上设置旋转装置带动下支撑管旋转，在上支撑管内安装升降装置带动下支撑管进行升降运动，在下支撑管进行旋转运动或升降运动时，就能带动可伸缩机械臂一起运动，而可伸缩机械臂就能带动夹持装置一起运动，实现夹持装置的升降运动与旋转运动，在可伸缩机械臂内设置有伸缩装置，可带动可伸缩机械臂进行水平方向的伸缩运动，进而带动夹持装置在水平方向运动，实现夹持装置的多方向运动，使得夹持装置更为灵活，可以自由调整其夹持角度，适用性好。
48.以上结合附图对本发明的技术方案进行了详细的阐述，所描述的实施例用于帮助理解本发明的思想。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。