CN103448052A - 新型真空搬运机械手 - Google Patents

Abstract

新型真空搬运机械手，属于一种机械手。机械手立柱顶端设有主旋转座，主旋转座通过主旋转轴与大侧板相连接，大侧板左侧下端设有主升降气缸，主旋转座和大侧板之间设有主关节锁死装置，摆动主臂和摆动副臂一端分别与大侧板相连接，另一端分别与连接板相连接，横臂旋转座通过旋转臂主轴与旋转臂相连接，旋转臂和横臂旋转座之间设有副关节锁死装置，旋转臂末端设有垂臂旋转座，垂臂旋转座与副旋转轴相连接，副旋转轴与下垂臂相连接，下垂臂末端设有真空吸盘。该机械手利用真空原理，吸附物体，进而平衡物体的重力，使操作人员在基本感觉不到物体重力的情况下，轻松完成物体的搬运、翻转、装配等工序，操作简单、运作省力、高效安全。

Description

新型真空搬运机械手

技术领域

本发明涉及一种机械手，特别是一种新型真空搬运机械手，适用于玻璃、卷材、管材以及其它表面较平整、形状较规则的各类物料的搬运。

背景技术

改革开放以来，国民经济快速增长，“科技创新、自主创新”已成为国内工业发展的主流，我国工业正逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。由于机械手为物料上下线和生产物品组装提供极理想的助力搬运和组装工具，可完成重物抓取、搬运、翻转、对接、微调角度等三维空间移载动作，因而广泛用于工业生产中。机械手可部分替代人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，在作业员的轻松操作下，可完成自动机器人的许多复杂工作，而生产及使用成本却大为降低，同时使用范围也广泛，灵活性和机动性更大。真空搬运机械手适用于板材、玻璃、卷材、管材以及其它表面较平整、形状较规则的各类物料搬运。普通的起吊设备在运行时，存在一定的冲击力及反弹力，对工件损害较大，安全性能及定位精确度均达不到理想效果。科研单位与企业的技术人员在不断地探索、研究，希望研制出一种操作方便、性能优越的机械手，虽然取得了一定的进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种新型真空搬运机械手，利用真空原理，吸附物体，进而平衡物体的重力，使操作人员在基本感觉不到物体重力的情况下，轻松完成物体的搬运、翻转、装配等工序，操作简单、运作省力、高效安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：含有万向轮、移动小车、拉杆、立柱、主升降气缸、主旋转座、主旋转轴、主关节锁死装置、大侧板、摆动主臂、摆动副臂、副关节锁死装置、连接板、横臂旋转座、旋转臂主轴、旋转臂、垂臂旋转座、副旋转轴、下垂臂、扶手、真空吸盘，移动小车截面呈长方形，其底部四角各设有一万向轮，移动小车顶端中部设有立柱，左侧设有拉杆，立柱顶端设有主旋转座，可旋转360°，主旋转座通过主旋转轴与大侧板相连接，大侧板内设有气压控制阀，气压控制阀与主升降气缸相连接，大侧板左侧下端设有主升降气缸，大侧板上设有内侧板，主旋转座和大侧板之间设有主关节锁死装置，摆动主臂和摆动副臂一端分别与大侧板相连接，另一端分别与连接板相连接，摆动主臂位于摆动副臂下侧并与摆动副臂相平行，横臂旋转座通过旋转臂主轴与旋转臂相连接，旋转臂可旋转300°，旋转臂和横臂旋转座之间设有副关节锁死装置，旋转臂末端设有垂臂旋转座，可旋转360°，垂臂旋转座与副旋转轴相连接，副旋转轴与下垂臂相连接，下垂臂上设有扶手，扶手上设有电脑控制盒，下垂臂末端设有真空吸盘，真空吸盘下端吸有工件。

本发明解决其技术问题所采用的技术原理是：该机械手利用真空吸附原理，将真空泵或真空鼓风机作为真空源，通过抽空真空吸盘内的空气产生真空，从而将各种工件牢牢吸起，并通过摆动主臂、摆动副臂、旋转臂、下垂臂等将工件搬运到指定地点。该真空是由一个外部的真空泵或真空鼓风机产生的，不需要链或绳子吊重机或其它的提升设备来抓取或提起的负载起重。通过检测真空吸盘内的真空度，能自动识别下垂臂上有无载荷，并经气动逻辑控制回路自动调整主升降气缸内的气压，达到自动平衡的目的。工作时，重物犹如悬浮在空中，可避免产品对接时的碰撞，避免工件表面损伤。在机械手的工作范围内，作业员可将其移动到三维空间内任意位置，从而实现工件的搬运、翻转、装配等操作。整机无须电控系统，只需压缩空气和真空源即可工作，非常方便。

移动小车用于更换工位，移动小车上设有立柱，立柱顶端设有主旋转座，可实现机械手的主旋转运动，并对周围360°范围内的工件进行操作。真空搬运机械手的选型是根据需要搬运的工件大小、材质、重量来定的，不同的材质需要用不同材质的吸盘。比如工件表面比较粗糙的一般选项用硅胶或者聚胺脂吸盘，另外加上海绵吸盘唇，确保吸盘能安全吸附。对于表面比较光滑的工件如玻璃一般选用天然橡胶或者丁腈胶吸盘。机械手的工作环境的温度，湿度以及工件温度等都会影响的吸盘材质的选择。

本发明的有益效果是：

1)操作简易快捷：该机械手按照人体工学设计，随作业员的牵引力在上下前后左右三维空间自动帧测运行，减轻工人劳动负荷，操作方便灵活，提高工作效率；

2)悬浮性无冲击力及不具有反弹力：该机械手主要是依靠真空源在抽空吸盘内部的空气产生真空，可完成工件的无损伤搬运或上料，并确保产品组装时，柔性对接，避免普通起吊设备运行时的冲击性和反弹力，安全吸附，避免工件表面损伤；

3)定位精确：零重力悬浮状态，保证工件对按时随机移动精确定位。

4)安全性高：在真空泵断电的情况下，能量储备可以保持负载几个小时，只要吸盘内有适当的真空存在，负载就不会坠落。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图中是一种新型真空搬运机械手结构示意图。

在图中，1万向轮、2移动小车、3拉杆、4立柱、5主升降气缸、6主旋转座、7主旋转轴、8主关节锁死装置、9大侧板、10摆动主臂、11摆动副臂、12副关节锁死装置、13连接板、14横臂旋转座、15旋转臂主轴、16旋转臂、17垂臂旋转座、18副旋转轴、19下垂臂、20扶手、21真空吸盘、22工件。

具体实施方式

在图中，移动小车2截面呈长方形，其底部四角各设有一万向轮1，移动小车2顶端中部设有立柱4，左侧设有拉杆3，立柱4顶端设有主旋转座6，可旋转360°，主旋转座6通过主旋转轴7与大侧板9相连接，大侧板9内设有气压控制阀，气压控制阀与主升降气缸5相连接，大侧板9左侧下端设有主升降气缸5，大侧板9上设有内侧板，主旋转座6和大侧板9之间设有主关节锁死装置8，摆动主臂10和摆动副臂11一端分别与大侧板9相连接，另一端分别与连接板13相连接，摆动主臂10位于摆动副臂11下侧并与摆动副臂11相平行，横臂旋转座14通过旋转臂主轴15与旋转臂16相连接，旋转臂16可旋转300°，旋转臂16和横臂旋转座14之间设有副关节锁死装置12，旋转臂16末端设有垂臂旋转座17，可旋转360°，垂臂旋转座17与副旋转轴18相连接，副旋转轴18与下垂臂19相连接，下垂臂19上设有扶手20，扶手20上设有电脑控制盒，下垂臂19末端设有真空吸盘21，真空吸盘21下端吸有工件。

该机械手利用真空吸附原理，将真空泵或真空鼓风机作为真空源，通过抽空真空吸盘21内的空气产生真空，从而将各种工件牢牢吸起，并通过摆动主臂10、摆动副臂11、旋转臂16、下垂臂19等将工件搬运到指定地点。该真空是由一个外部的真空泵或真空鼓风机产生的，不需要链或绳子吊重机或其它的提升设备来抓取或提起的负载起重。通过检测真空吸盘21内的真空度，能自动识别下垂臂19上有无载荷，并经气动逻辑控制回路自动调整主升降气缸5内的气压，达到自动平衡的目的。工作时，重物犹如悬浮在空中，可避免产品对接时的碰撞，避免工件表面损伤。在机械手的工作范围内，作业员可将其移动到三维空间内任意位置，从而实现工件的搬运、翻转、装配等操作。整机无须电控系统，只需压缩空气和真空源即可工作，非常方便。

移动小车2用于更换工位，移动小车2上设有立柱4，立柱4顶端设有主旋转座6，可实现机械手的主旋转运动，并对周围360°范围内的工件进行操作。真空搬运机械手的选型是根据需要搬运的工件大小、材质、重量来定的，不同的材质需要用不同材质的吸盘。比如工件表面比较粗糙的一般选项用硅胶或者聚胺脂吸盘，另外加上海绵吸盘唇，确保吸盘能安全吸附。对于表面比较光滑的工件如玻璃一般选用天然橡胶或者丁腈胶吸盘。机械手的工作环境的温度，湿度以及工件温度等都会影响的吸盘材质的选择。

Claims (1)

1.新型真空搬运机械手，含有万向轮、移动小车、拉杆、立柱、主升降气缸、主旋转座、主旋转轴、主关节锁死装置、大侧板、摆动主臂、摆动副臂、副关节锁死装置、连接板、横臂旋转座、旋转臂主轴、旋转臂、垂臂旋转座、副旋转轴、下垂臂、扶手、真空吸盘，其特征是：移动小车截面呈长方形，其底部四角各设有一万向轮，移动小车顶端中部设有立柱，左侧设有拉杆，立柱顶端设有主旋转座，可旋转360°，主旋转座通过主旋转轴与大侧板相连接，立柱顶端与大侧板右侧下端相连接，大侧板内设有气压控制阀，气压控制阀与主升降气缸相连接，大侧板左侧下端设有主升降气缸，大侧板上设有内侧板，主旋转座和大侧板之间设有主关节锁死装置，摆动主臂和摆动副臂一端分别与大侧板相连接，另一端分别与连接板相连接，摆动主臂位于摆动副臂下侧并与摆动副臂相平行，横臂旋转座通过旋转臂主轴与旋转臂相连接，旋转臂可旋转300°，旋转臂和横臂旋转座之间设有副关节锁死装置，旋转臂末端设有垂臂旋转座，可旋转360°，垂臂旋转座与副旋转轴相连接，副旋转轴与下垂臂相连接，下垂臂上设有扶手，扶手上设有电脑控制盒，下垂臂末端设有真空吸盘，真空吸盘下端吸有工件。