四轴桁架机械手的制作方法

1.本发明属于机械手技术领域，尤其涉及一种四轴桁架机械手。


背景技术：

2.加工大型壳体类工件时，需要用桁架进行吊运。由于工件体积较大，在上下吊运时，工件与桁架的横梁会发生干涉，导致吊运工作不能顺利的进行。如果依靠人工辅助吊运，还存在一定的安全隐患。同时，工件重量也较重，存在重心偏移，轨道的侧向受到的压力较大，长此以往，桁架容易发生磨损和疲劳，影响桁架的使用寿命。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种防止工件与桁架发生干涉的四轴桁架机械手。
4.一种四轴桁架机械手包括x轴横梁、x轴移动支座、y轴移动支座、z轴移动双竖梁，所述x轴横梁与x轴移动支座连接，x轴移动支座能够在x轴移动支座上沿着x轴方向移动，x轴移动支座与y轴移动支座连接，y轴移动支座能够在x轴移动支座上沿着y轴方向移动，z轴移动双竖梁与y轴移动支座连接，z轴移动双竖梁能够在y轴移动支座上沿着z轴方向移动；所述x轴横梁上设有x轴齿轨，x轴移动支座上设有第一驱动机构，第一驱动机构与x轴齿轨啮合连接，以带动x轴移动支座沿着x轴方向移动，x轴移动支座的底部设有第二驱动机构，对应的，y轴移动支座的底部设有螺纹孔，第二驱动机构与螺纹孔螺纹连接，以带动y轴移动支座沿着y轴方向移动，所述y轴移动支座的两侧还设有第三驱动机构，相应的，z轴移动双竖梁设有z轴齿轨，第三驱动机构与z轴齿轨啮合连接，以带动z轴双竖梁沿着z轴方向移动；所述x轴移动支座的上端和下端分别设有一个x轴限位机构，以减小x轴移动支座在移动过程中受到的摩擦力，所述x轴限位机构包括若干水平限位轮、若干竖直限位轮，对应的，x轴横梁设有两个限位杆，所述两个限位杆位于x轴横梁的上表面和底部，限位杆的两侧与水平限位轮接触，x轴限位横梁的上表面的限位杆的上端与竖直限位轮的底部接触，x轴限位横梁的上表面的限位杆的上端与竖直限位轮的顶部接触，所述x轴限位机构还包括若干卡板，卡板与x轴移动支座固定连接，卡板上设有卡槽，卡槽与限位杆卡接。
5.优选的，所述第一驱动机构包括第一驱动电机、第一驱动齿轮，所述第一驱动电机与x轴移动支座固定连接，第一驱动电机的下端为驱动轴，第一驱动电机的驱动轴与第一驱动齿轮固定连接，以带动第一驱动齿轮转动，第一驱动齿轮与x轴齿轨啮合连接。
6.优选的，所述第二驱动机构包括第二驱动电机、驱动丝杆，所述第二驱动电机的机身与x轴移动支座的底部固定连接，第二驱动电机的转轴与驱动丝杆固定连接，所述y轴移动支座的底部设有水平横杆，水平横杆与驱动丝杆相垂直，水平横杆的中端设有螺纹孔座，螺纹孔位于螺纹孔座中，驱动丝杆与螺纹孔螺纹连接。
7.优选的，所述第三驱动机构包括两个第三驱动电机、两个第三驱动齿轮，所述第三驱动电机的机身位于y轴移动支座的两侧且与y轴移动支座固定连接，第三驱动电机的转轴
与第三驱动齿轮固定连接，以带动第三驱动齿轮转动，第三驱动齿轮与z轴齿轨啮合连接。
8.优选的，所述四轴桁架机械手还包括y轴限位机构，以增加y轴移动支座在移动过程中的稳定性，所述y轴限位机构包括四个几字形限位槽，四个几字形限位槽分别位于y轴移动支座的上端的两侧以及y轴移动支座的下端的两侧，对应的，所述x轴移动支座的上端的两侧以及x轴移动支座的下端的两侧分别设有两个几字形限位轨道，几字形限位轨道和几字形限位槽卡合连接。
9.优选的，所述四轴桁架机械手还包括z轴限位机构，以增加z轴移动双竖梁在移动过程中的稳定性，所述z轴限位机构包括四个工字形限位轨道，z轴移动双竖梁的两侧分别设有两个工字形限位轨道，对应的，所述y轴移动支座的两侧分别设有两个工字形限位槽，工字形限位槽和工字形限位轨道卡合连接。
10.优选的，所述x轴移动支座包括上水平支撑板、第一电机支座、滚轮限位座、信号线集成座、连接板、下水平支撑板，所述上水平支撑板与第一电机支座、滚轮限位座、信号线集成座固定连接，第一电机支座位于上水平支撑板的中部，第一电机支座与第一驱动电机固定连接，滚轮限位座与水平限位轮、两个竖直限位轮、卡板连接，信号线集成座位于水平支撑板的正上方，所述连接板的上端与上水平支撑板固定连接，连接板的下端与下水平支撑板固定连接，下水平支撑板与第二驱动机构固定连接，所述几字形限位轨道分别位于上水平支撑板和下水平支撑板的两侧。
11.优选的，所述y轴移动支座包括两个竖向支座、两个水平横杆，所述两个竖向支座平行设置，两个水平横杆平行设置，竖向支座的上端和下端分别与一个水平横杆固定连接，所述第三驱动电机与竖向支座固定连接，所述工字形限位槽设置在竖直支座上。
12.有益效果：本发明的四轴桁架机械手通过设置y轴移动支座，能够带动z轴移动双竖梁沿着y轴方向移动，z轴移动双竖梁底部固定有抓取工件的机械手，工件沿着y轴方向移动，就能够有效避开x轴横梁，从而能够避免工件在起吊过程中与x轴横梁发生干涉。同时，通过设置x轴限位机构，能够使x轴移动支座沿着x轴方向稳定移动，不会出现因重心偏移造成的打滑问题，x轴桁架受到的侧向力更加稳定，在水平限位轮、和竖直限位轮的作用下，限位杆受到的摩擦力显著减小，从而受到的磨损也会明显下降。同时，限位杆承担部分x轴移动支座带来的侧向力，使得x轴齿轨受到的侧向压力明显降低，x轴齿轨的磨损以及产生的金属疲劳明显下降，有助于延长x轴齿轨以及第一驱动机构的寿命。
附图说明
13.图1为本发明的四轴桁架机械手的结构示意图。
14.图2~4为图1的局部结构示意图。
15.图5为本发明的四轴桁架机械手的截面图。
16.图6为图5的局部结构示意图。
17.图7~图9为本发明的四轴桁架机械手的局部结构示意图。
18.图中：四轴桁架机械手10、x轴横梁20、限位杆201、x轴移动支座30、第一驱动机构301、第一驱动电机3011、第一驱动齿轮3012、第二驱动机构302、第二驱动电机3021、驱动丝杆3022、x轴限位机构303、水平限位轮3031、竖直限位轮3032、卡板3033、上水平支撑板304、第一电机支座305、滚轮限位座306、信号线集成座307、连接板308、下水平支撑板309、y轴移
动支座40、第三驱动机构401、第三驱动电机4011、第三驱动齿轮4012、水平横杆402、螺纹孔座4021、几字形限位槽403、工字形限位轨槽404、竖向支座405、z轴移动双竖梁50。
具体实施方式
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.请参看图1至图9，一种四轴桁架机械手10包括x轴横梁20、x轴移动支座30、y轴移动支座40、z轴移动双竖梁50，所述x轴横梁20与x轴移动支座30连接，x轴移动支座30能够在x轴移动支座30上沿着x轴方向移动，x轴移动支座30与y轴移动支座40连接，y轴移动支座40能够在x轴移动支座30上沿着y轴方向移动，z轴移动双竖梁50与y轴移动支座40连接，z轴移动双竖梁50能够在y轴移动支座40上沿着z轴方向移动；所述x轴横梁20上设有x轴齿轨，x轴移动支座30上设有第一驱动机构301，第一驱动机构301与x轴齿轨啮合连接，以带动x轴移动支座30沿着x轴方向移动，x轴移动支座30的底部设有第二驱动机构302，对应的，y轴移动支座40的底部设有螺纹孔，第二驱动机构302与螺纹孔螺纹连接，以带动y轴移动支座40沿着y轴方向移动，所述y轴移动支座40的两侧还设有第三驱动机构401，相应的，z轴移动双竖梁50设有z轴齿轨，第三驱动机构401与z轴齿轨啮合连接，以带动z轴双竖梁沿着z轴方向移动；所述x轴移动支座30的上端和下端分别设有一个x轴限位机构303，以减小x轴移动支座30在移动过程中受到的摩擦力，所述x轴限位机构303包括若干水平限位轮3031、若干竖直限位轮3032，对应的，x轴横梁20设有两个限位杆201，所述两个限位杆201位于x轴横梁20的上表面和底部，限位杆201的两侧与水平限位轮3031接触，x轴限位横梁的上表面的限位杆201的上端与竖直限位轮3032的底部接触，x轴限位横梁的上表面的限位杆201的上端与竖直限位轮3032的顶部接触，所述x轴限位机构303还包括若干卡板3033，卡板3033与x轴移动支座30固定连接，卡板3033上设有卡槽，卡槽与限位杆201卡接。
21.现有技术中的桁架在吊运工件时，只能使工件沿着x轴方向或z轴方向移动，大型壳体类工件体积较大，重量也较重，在起吊过程中容易与x轴横梁20发生干涉。通过在x轴移动支座30上设置y轴移动支座40，使得工件在吊运过程中能够沿着y轴方向移动，从而能够避免工件与x轴横梁20发生干涉。在设置y轴移动支座40后，当工件沿着y轴方向移动时，装置整体的重心将逐渐从x轴横梁20的正下方移向y轴方向。这种情况下，x轴横梁20除了受到向下的力，还受到y轴方向的侧向力。侧向力的作用会增大x轴横梁20与x轴移动支座30之间的摩擦力，长此以往，x轴横梁20和x轴移动支座30都会出现较大的磨损，尤其设置齿轨和齿轨的桁架，当磨损较大时，x轴移动的精度会受到很大影响，当齿轮位于齿轨的上方时，甚至可能出现脱轨的情况。通过设置x轴限位机构303和限位杆201，能够防止x轴移动支座30发生侧滑甚至脱轨，同时水平限位轮3031、竖直限位轮3032与限位杆201之间发生的是滚动摩擦，从而能够有效减小磨损问题。并且x轴限位机构和限位杆201能够起到很好地支撑作用，从而减小了齿轮与齿条之间的受力，减小了齿轮与齿条的磨损，增加了齿轮和齿条的寿命，行走精度也更高。同时，第一驱动电机3011做功也更少，降低了能耗。在实际运行过程中，水平限位轮3031、竖直限位轮3032与限位杆201可能存在配合间隙，通过卡槽的作用，能
够修复因存在配合间隙导致地晃动问题，使x轴移动支座30的运行轨迹更加平稳。
22.在一较佳实施方式中，水平限位轮3031设有八个，其中，四个水平限位轮3031位于x轴移动支架的上端，剩下四个水平限位轮3031位于x轴移动支架的下端，上端的四个水平限位轮3031在限位杆201的两侧分别设置两个。竖直限位轮3032设有四个，其中两个竖直限位轮3032位于x轴移动支架的上端，剩下两个竖直限位轮3032位于x轴移动支架的下端。
23.在一较佳实施方式中，所述第一驱动机构301包括第一驱动电机3011、第一驱动齿轮3012，所述第一驱动电机3011与x轴移动支座30固定连接，第一驱动电机3011的下端为驱动轴，第一驱动电机3011的驱动轴与第一驱动齿轮3012固定连接，以带动第一驱动齿轮3012转动，第一驱动齿轮3012与x轴齿轨啮合连接。
24.在一较佳实施方式中，所述第二驱动机构302包括第二驱动电机3021、驱动丝杆3022，所述第二驱动电机3021的机身与x轴移动支座30的底部固定连接，第二驱动电机3021的转轴与驱动丝杆3022固定连接，所述y轴移动支座40的底部设有水平横杆402，水平横杆402与驱动丝杆3022相垂直，水平横杆402的中端设有螺纹孔座4021，螺纹孔位于螺纹孔座4021中，驱动丝杆3022与螺纹孔螺纹连接。
25.在一较佳实施方式中，所述第三驱动机构401包括两个第三驱动电机4011、两个第三驱动齿轮4012，所述第三驱动电机4011的机身位于y轴移动支座40的两侧且与y轴移动支座40固定连接，第三驱动电机4011的转轴与第三驱动齿轮4012固定连接，以带动第三驱动齿轮4012转动，第三驱动齿轮4012与z轴齿轨啮合连接。
26.两个第三驱动电机4011独立运行，其中一个第三驱动电机4011控制一个z轴移动竖梁的上升，另一个第三驱动电机4011控制一个z轴移动竖梁的下降。
27.进一步的，所述四轴桁架机械手10还包括y轴限位机构，以增加y轴移动支座40在移动过程中的稳定性，所述y轴限位机构包括四个几字形限位槽403，四个几字形限位槽403分别位于y轴移动支座40的上端的两侧以及y轴移动支座40的下端的两侧，对应的，所述x轴移动支座30的上端的两侧以及x轴移动支座30的下端的两侧分别设有两个几字形限位轨道，几字形限位轨道和几字形限位槽403卡合连接。
28.通过几字形限位槽403和几字形限位轨道的配合，y轴移动支座40被紧密地卡在x轴移动支座30上，能够稳定地沿着y轴方向移动，有效抑制了y轴移动支座40移动过程中发生的抖动，增强了移动过程中的稳定性。
29.进一步的，所述四轴桁架机械手10还包括z轴限位机构，以增加z轴移动双竖梁50在移动过程中的稳定性，所述z轴限位机构包括四个工字形限位轨道，z轴移动双竖梁50的两侧分别设有两个工字形限位轨道，对应的，所述y轴移动支座40的两侧分别设有两个工字形限位槽，工字形限位槽和工字形限位轨道卡合连接。
30.通过工字形限位轨道与工字形限位槽的配合，z轴移动双竖梁50能够被紧密地卡在y轴移动支座40上，从而稳定地沿着z轴方向移动，有效抑制了z轴移动双竖梁50在移动郭恒中发生的抖动。
31.在一较佳实施方式中，所述x轴移动支座30包括上水平支撑板304、第一电机支座305、滚轮限位座306、信号线集成座307、连接板308、下水平支撑板309，所述上水平支撑板304与第一电机支座305、滚轮限位座306、信号线集成座307固定连接，第一电机支座305位于上水平支撑板304的中部，第一电机支座305与第一驱动电机3011固定连接，滚轮限位座
306与水平限位轮3031、两个竖直限位轮3032、卡板3033连接，信号线集成座307位于水平支撑板的正上方，所述连接板308的上端与上水平支撑板304固定连接，连接板308的下端与下水平支撑板309固定连接，下水平支撑板309与第二驱动机构302固定连接，所述几字形限位轨道分别位于上水平支撑板304和下水平支撑板309的两侧。
32.进一步的，所述y轴移动支座40包括两个竖向支座405、两个水平横杆402，所述两个竖向支座405平行设置，两个水平横杆402平行设置，竖向支座405的上端和下端分别与一个水平横杆402固定连接，所述第三驱动电机4011与竖向支座405固定连接，所述工字形限位槽设置在竖直支座上。
33.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。