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CN108381547A - 平行机械手及物料搬运系统 - Google Patents

平行机械手及物料搬运系统 Download PDF

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CN108381547A
CN108381547A CN201810476347.1A CN201810476347A CN108381547A CN 108381547 A CN108381547 A CN 108381547A CN 201810476347 A CN201810476347 A CN 201810476347A CN 108381547 A CN108381547 A CN 108381547A
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CN
China
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driving mechanism
linear driving
hinge point
rotating motor
connecting rod
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Application number
CN201810476347.1A
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English (en)
Inventor
吴书健
郜亮
袁琮
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Shanghai Jin Dong Tang Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Jin Dong Tang Technology Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/123Linear actuators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明涉及一种平行机械手及物料搬运系统,该平行机械手包括直线驱动机构、连杆机构和旋转电机;其中,所述直线驱动机构、所述连杆机构和所述旋转电机沿水平方向依次排布;所述直线驱动机构包括由上至下依次平行间隔设置的第一直线驱动机构和第二直线驱动机构;并且,所述连杆机构铰接在所述第一直线驱动机构、所述第二直线驱动机构和所述旋转电机之间,以使所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构产生的相反方向的两个直线驱动力通过所述连杆机构驱动所述旋转电机向上或向下运动。

Description

平行机械手及物料搬运系统
技术领域
本发明涉及自动化设备技术领域,尤其是涉及一种平行机械手及物料搬运系统。
背景技术
目前,在很多自动化领域生产中,搬运用机械手已经得到了广泛的应用。机械手替代人工的重复性操作,极大地提高了生产效率并降低了人工生产成本,然而,现在市场上的主流机械臂搬运系统均存在结构复杂、价格高、占用空间大的缺点,因此,如何提供一种结构简单、造价低且占用空间小的搬运用自动机械臂成为一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平行机械手,以解决现有技术中存在的机械臂搬运系统的结构复杂、价格高、占用空间大等技术问题。
本发明提供一种平行机械手,该平行机械手包括直线驱动机构、连杆机构和旋转电机;其中,
所述直线驱动机构、所述连杆机构和所述旋转电机沿水平方向依次排布;
所述直线驱动机构包括由上至下依次平行间隔设置的第一直线驱动机构和第二直线驱动机构;并且,
所述连杆机构铰接在所述第一直线驱动机构、所述第二直线驱动机构和所述旋转电机之间,以使所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构产生的相反方向的两个直线驱动力通过所述连杆机构驱动所述旋转电机向上或向下运动。
作为上述技术方案的进一步改进,所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆;其中,
所述第一连杆的第一端与所述第一直线驱动机构铰接,所述第一连杆的第二端与所述旋转电机铰接;
所述第二连杆的第一端与所述第二直线驱动机构铰接,所述第二连杆的第二端与所述旋转电机铰接。
作为上述技术方案的进一步改进,所述第一连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第一铰接点;
所述第二连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第二铰接点;
所述第一铰接点与所述第二铰接点重合。
作为上述技术方案的进一步改进,所述第一连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第一铰接点;
所述第二连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第二铰接点;
所述第一铰接点与所述第二铰接点沿竖直方向间隔设置。
作为上述技术方案的进一步改进,所述连杆机构包括两个所述第一连杆,两个所述第一连杆相互平行设置。
作为上述技术方案的进一步改进,所述第一连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第一铰接点;
所述第二连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第二铰接点;
两个所述第一铰接点中的其中一个与所述第二铰接点重合;
两个所述第一铰接点中的另一个与所述第二铰接点沿竖直方向间隔设置。
作为上述技术方案的进一步改进,所述第一直线驱动机构包括具有驱动丝杆的伺服电机,以及连接块;其中,
所述连接块与所述驱动丝杆的驱动端通过轴承连接;
所述连杆机构与所述连接块铰接。
作为上述技术方案的进一步改进,所述第一直线驱动机构还包括导轨;
所述导轨的一端与所述伺服电机的机壳固定连接,所述导轨的另一端与所述连接块固定连接。
作为上述技术方案的进一步改进,所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构的结构相同;
还包括固定机架;所述第一直线驱动机构的伺服电机的机壳和所述第二直线驱动机构的伺服电机的机壳均固定在所述固定机架上。
本发明提供的平行机械手包括直线驱动机构、连杆机构和旋转电机;其中,直线驱动机构、连杆机构和旋转电机沿水平方向依次排布;直线驱动机构包括由上至下依次平行间隔设置的第一直线驱动机构和第二直线驱动机构;并且,连杆机构铰接在第一直线驱动机构、所述第二直线驱动机构和所述旋转电机之间,以使第一直线驱动机构和第二直线驱动机构产生的相反方向的两个直线驱动力通过连杆机构驱动旋转电机向上或向下运动。
具体应用时,第一种运行方式,控制第一直线驱动机构和第二直线驱动机构同步向前运动,则连杆机构和旋转电机在直线驱动机构的同步驱动下向前运动,将产品向前搬运;第二种运行方式,控制第一直线驱动机构和第二直线驱动机构同步向后运动,则连杆机构和旋转电机在直线驱动机构的同步驱动下向后运动,将产品向后搬运;第三种运行方式,控制第一直线驱动机构向前运动,同时,控制第二直线驱动机构向后运动,由于连杆机构的协同运动,使得旋转电机向上运动,将产品向上搬运;第四种运行方式,控制第一直线驱动机构向后运动,同时,控制第二直线驱动机构向前运动,由于连杆机构的协同运动,使得旋转电机向下运动,将产品向下搬运。
现有技术中,主流机械臂搬运系统均存在结构复杂、价格高、占用空间大的缺点,相比于现有技术,本发明提供的平行机械手,其设置两个直线驱动机构,通过两个直线驱动机构的协作驱动,同时配合连杆机的动作,达到在垂直方向对产品的搬运,通过最前端的旋转电机可以完成对被搬运产品的旋转动作,应用范围主要在自动化上料设备上,其具有较大的成本优势,以及具有结构简单、空间上小型化和操作性强等优势。
本发明的另一目的还在于提供一种物料搬运系统,该物料搬运系统包括如上所述的平行机械手。
本发明提供的物料搬运系统相比于现有技术的有益效果,同于本发明提供的平行机械手相比于现有技术的有益效果,此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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。
图1为本发明第一实施例提供的平行机械手的示意图;
图2为本发明第二实施例提供的平行机械手的示意图;
图3为本发明第三实施例提供的平行机械手的示意图;
图4为本发明实施例提供的平行机械手的示意图。
附图标记:
10-直线驱动机构;20-连杆机构;30-旋转电机;40-固定机架;50-伺服电机;60-连接块;70-导轨;101-第一直线驱动机构;102-第二直线驱动机构;201-第一连杆;202-第二连杆;501-驱动丝杆。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明第一实施例提供的平行机械手的示意图;图2为本发明第二实施例提供的平行机械手的示意图;图3为本发明第三实施例提供的平行机械手的示意图;图4为本发明实施例提供的平行机械手的示意图。
参照图1至图4所示,本发明实施例提供的平行机械手包括固定机架40、直线驱动机构10、连杆机构20和旋转电机30,所述直线驱动机构10、所述连杆机构20和所述旋转电机30沿水平方向依次排布。
其中,固定机架40包括立柱和相对设置在立柱的宽度方向两侧的固定座,通过该两个固定座,立柱固定在设定位置。
其中,所述直线驱动机构10包括由上至下依次平行间隔设置的第一直线驱动机构101和第二直线驱动机构102,第一直线驱动机构101和第二直线驱动机构102的结构相同。
第一直线驱动机构101包括具有驱动丝杆501的伺服电机50,以及连接块60;其中,伺服电机50的驱动丝杆501可以蜗轮蜗杆传动远离驱动丝杆沿直线方向运动,所述连接块60与所述驱动丝杆501的驱动端通过轴承连接;所述连杆机构20与所述连接块60铰接。
所述第一直线驱动机构101还包括导轨70;所述导轨70的一端与所述伺服电机50的机壳固定连接,所述导轨70的另一端与所述连接块60固定连接,以使第一直线驱动机构101的驱动丝杆501的两端保持平衡和稳定。
第二直线驱动机构102包括具有驱动丝杆501的伺服电机50,以及连接块60;其中,伺服电机50的驱动丝杆501可以蜗轮蜗杆传动远离驱动丝杆沿直线方向运动,所述连接块60与所述驱动丝杆501的驱动端通过轴承连接;所述连杆机构20与所述连接块60铰接。
所述第二直线驱动机构102还包括导轨70;所述导轨70的一端与所述伺服电机50的机壳固定连接,所述导轨70的另一端与所述连接块60固定连接,以使第二直线驱动机构102的驱动丝杆501的两端保持平衡和稳定。
其中,所述第一直线驱动机构101的伺服电机50的机壳和所述第二直线驱动机构102的伺服电机50的机壳均固定在所述固定机架40的立柱上。
其中,所述连杆机构20铰接在所述第一直线驱动机构101、所述第二直线驱动机构102和所述旋转电机30之间,以使所述第一直线驱动机构101和所述第二直线驱动机构102产生的相反方向的两个直线驱动力通过所述连杆机构20驱动所述旋转电机30向上或向下运动。
其中,连杆机构20具有多种实施方式,本实施例中,所述连杆机构20包括第一连杆201和第二连杆202;其中,所述第一连杆201的第一端与所述第一直线驱动机构101铰接,所述第一连杆201的第二端与所述旋转电机30铰接;所述第二连杆202的第一端与所述第二直线驱动机构102铰接,所述第二连杆202的第二端与所述旋转电机30铰接。
具体地,第一实施例中,所述连杆机构20包括第一连杆201和第二连杆202;其中,所述第一连杆201的第一端与所述第一直线驱动机构101铰接,所述第一连杆201的第二端与所述旋转电机30铰接;所述第二连杆202的第一端与所述第二直线驱动机构102铰接,所述第二连杆202的第二端与所述旋转电机30铰接;所述第一连杆201的第二端与所述旋转电机30之间的铰接点为第一铰接点;所述第二连杆202的第二端与所述旋转电机30之间的铰接点为第二铰接点;所述第一铰接点与所述第二铰接点重合。
第一实施例中,所述连杆机构20包括第一连杆201和第二连杆202;其中,所述第一连杆201的第一端与所述第一直线驱动机构101铰接,所述第一连杆201的第二端与所述旋转电机30铰接;所述第二连杆202的第一端与所述第二直线驱动机构102铰接,所述第二连杆202的第二端与所述旋转电机30铰接;所述第一连杆201的第二端与所述旋转电机30之间的铰接点为第一铰接点;所述第二连杆202的第二端与所述旋转电机30之间的铰接点为第二铰接点;所述第一铰接点与所述第二铰接点沿竖直方向间隔设置。
第三实施例中,所述连杆机构20包括第一连杆201和第二连杆202;其中,所述第一连杆201的第一端与所述第一直线驱动机构101铰接,所述第一连杆201的第二端与所述旋转电机30铰接;所述第二连杆202的第一端与所述第二直线驱动机构102铰接,所述第二连杆202的第二端与所述旋转电机30铰接;所述连杆机构20包括两个所述第一连杆201,两个所述第一连杆201相互平行设置;所述第一连杆201的第二端与所述旋转电机30之间的铰接点为第一铰接点;所述第二连杆202的第二端与所述旋转电机30之间的铰接点为第二铰接点;两个所述第一铰接点中的其中一个与所述第二铰接点重合;两个所述第一铰接点中的另一个与所述第二铰接点沿竖直方向间隔设置。
本实施例中,连接块为L型结构,对于第一直线驱动机构而言,连杆机构中的两个第一连杆的两个第一端与该连接块的两端一一对应铰接。
连杆机构中,其中一个第一连杆的第一端为U型结构,另一个第二连杆的第二端为U型结构,第二连杆的第一端为U型结构,以提高强度。
具体应用时,第一种运行方式,控制第一直线驱动机构和第二直线驱动机构同步向前运动,则连杆机构和旋转电机在直线驱动机构的同步驱动下向前运动,将产品向前搬运;第二种运行方式,控制第一直线驱动机构和第二直线驱动机构同步向后运动,则连杆机构和旋转电机在直线驱动机构的同步驱动下向后运动,将产品向后搬运;第三种运行方式,控制第一直线驱动机构向前运动,同时,控制第二直线驱动机构向后运动,由于连杆机构的协同运动,使得旋转电机向上运动,将产品向上搬运;第四种运行方式,控制第一直线驱动机构向后运动,同时,控制第二直线驱动机构向前运动,由于连杆机构的协同运动,使得旋转电机向下运动,将产品向下搬运。
现有技术中,主流机械臂搬运系统均存在结构复杂、价格高、占用空间大的缺点,相比于现有技术,本发明提供的平行机械手,其设置两个直线驱动机构,通过两个直线驱动机构的协作驱动,同时配合连杆机的动作,达到在垂直方向对产品的搬运,通过最前端的旋转电机可以完成对被搬运产品的旋转动作,应用范围主要在自动化上料设备上,其具有较大的成本优势,以及具有结构简单、空间上小型化和操作性强等优势。
本发明实施例的另一目的还在于提供一种物料搬运系统,该物料搬运系统包括如上所述的平行机械手。
本发明实施例提供的物料搬运系统相比于现有技术的有益效果,同于本发明实施例提供的平行机械手相比于现有技术的有益效果,此处不再赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种平行机械手,其特征在于,包括直线驱动机构、连杆机构和旋转电机;其中,
所述直线驱动机构、所述连杆机构和所述旋转电机沿水平方向依次排布;
所述直线驱动机构包括由上至下依次平行间隔设置的第一直线驱动机构和第二直线驱动机构;并且,
所述连杆机构铰接在所述第一直线驱动机构、所述第二直线驱动机构和所述旋转电机之间,以使所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构产生的相反方向的两个直线驱动力通过所述连杆机构驱动所述旋转电机向上或向下运动。
2.根据权利要求1所述的平行机械手,其特征在于,所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆;其中,
所述第一连杆的第一端与所述第一直线驱动机构铰接,所述第一连杆的第二端与所述旋转电机铰接;
所述第二连杆的第一端与所述第二直线驱动机构铰接,所述第二连杆的第二端与所述旋转电机铰接。
3.根据权利要求2所述的平行机械手,其特征在于,所述第一连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第一铰接点;
所述第二连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第二铰接点;
所述第一铰接点与所述第二铰接点重合。
4.根据权利要求3所述的平行机械手,其特征在于,所述第一连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第一铰接点;
所述第二连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第二铰接点;
所述第一铰接点与所述第二铰接点沿竖直方向间隔设置。
5.根据权利要求3所述的平行机械手,其特征在于,所述连杆机构包括两个所述第一连杆,两个所述第一连杆相互平行设置。
6.根据权利要求5所述的平行机械手,其特征在于,所述第一连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第一铰接点;
所述第二连杆的第二端与所述旋转电机之间的铰接点为第二铰接点;
两个所述第一铰接点中的其中一个与所述第二铰接点重合;
两个所述第一铰接点中的另一个与所述第二铰接点沿竖直方向间隔设置。
7.根据权利要求1所述的平行机械手,其特征在于,所述第一直线驱动机构包括具有驱动丝杆的伺服电机,以及连接块;其中,
所述连接块与所述驱动丝杆的驱动端通过轴承连接;
所述连杆机构与所述连接块铰接。
8.根据权利要求7所述的平行机械手,其特征在于,所述第一直线驱动机构还包括导轨;
所述导轨的一端与所述伺服电机的机壳固定连接,所述导轨的另一端与所述连接块固定连接。
9.根据权利要求8所述的平行机械手,其特征在于,所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构的结构相同;
还包括固定机架;所述第一直线驱动机构的伺服电机的机壳和所述第二直线驱动机构的伺服电机的机壳均固定在所述固定机架上。
10.一种物料搬运系统,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的平行机械手。
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