CN220261037U - 带有升降平台的四爪机械手及自动装配机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有升降平台的四爪机械手及自动装配机，机械手包括：升降平台；升降驱动器，驱动所述升降平台上下升降运动；两组平行夹爪，穿过所述升降平台向上伸出并呈交叉分布；夹持驱动器，驱动相应的一组所述平行夹爪平行开合。本实用新型技术方案能稳定地抓取不同形状的零件，并且可根据被抓取零件的结构调整升降平台的位置，确保机械手在抓取零件时定位更加精确，在装配作业时升降平台还可提供装配所需的压入力，自动装配机可替代人工完成完成自动装配作业。

Description

带有升降平台的四爪机械手及自动装配机

技术领域

本实用新型属于自动化装配技术领域，具体涉及一种带有升降平台的四爪机械手及自动装配机。

背景技术

随着自动化技术的发展，机械手已广泛应用于各个自动化装配领域，在进行自动化装配时，通常是用一个机械手抓住一个零部件，然后将其与其它零部件进行装配。在精密的机械装配作业中，往往需要对零部件进行精确定位，并且通常需要施加较大的压入力才能完成装配。现有的机械手在高度方向上无法对工件进行精确定位，且装配时压入力往往由手指和工件之间的摩擦力提供，受限于手指的夹持力，通常无法提供足够的压入力。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种带有升降平台的四爪机械手及自动装配机，以解决现有技术中的不足。

为了达到上述目的，本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

一方面，提供一种带有升降平台的四爪机械手，包括：

升降平台；

升降驱动器，驱动所述升降平台上下升降运动；

两组平行夹爪，穿过所述升降平台向上伸出并呈交叉分布；以及，

夹持驱动器，驱动相应的一组所述平行夹爪平行开合。

如所述带有升降平台的四爪机械手，所述升降驱动器包括第一双向丝杠、第一丝杠旋转驱动器、第一底部直线导轨、左导轨滑块、右导轨滑块、左楔形滑块、右楔形滑块、左斜面直线导轨、右斜面直线导轨、左支撑滑块和右支撑滑块，所述第一丝杠旋转驱动器的固定端固定连接所述第一底部直线导轨的一端，所述第一丝杠旋转驱动器的旋转输出端固定连接所述第一双向丝杠的一端，所述左楔形滑块、所述右楔形滑块分别设于所述第一双向丝杠的正向螺纹端、反向螺纹端并通过所述左导轨滑块、所述右导轨滑块与所述第一底部直线导轨滑动连接，所述左楔形滑块和所述右楔形滑块的斜面相对布置，所述左斜面直线导轨、所述右斜面直线导轨分别设于所述左楔形滑块、所述右楔形滑块的斜面上并沿所述斜面的倾斜方向布置，所述左支撑滑块和所述右支撑滑块的上端固定连接所述升降平台，所述左支撑滑块、所述右支撑滑块的下端分别与所述左斜面直线导轨、所述右斜面直线导轨滑动连接。

如所述带有升降平台的四爪机械手，所述夹持驱动器包括第二双向丝杠、第二丝杠旋转驱动器、第二底部直线导轨、左导轨支撑滑块和右导轨支撑滑块，所述第二丝杠旋转驱动器的固定端固定连接所述第二底部直线导轨的一端，所述第二丝杠旋转驱动器的旋转输出端固定连接所述第二双向丝杠的一端，所述左导轨支撑滑块、所述右导轨支撑滑块分别设于所述第二双向丝杠的正向螺纹端、反向螺纹端，所述左导轨支撑滑块、所述右导轨支撑滑块的底端与所述第二底部直线导轨滑动连接，相应的一组所述平行夹爪分别固定于所述左导轨支撑滑块、所述右导轨支撑滑块的顶部。

如所述带有升降平台的四爪机械手，所述升降平台开设有两条交叉分布的导向槽，两组所述平行夹爪分别穿过所述导向槽，两组所述平行夹爪的中心线重合于两条所述导向槽的交叉点，两组所述平行夹爪的顶面所构成平面平行于所述升降平台的顶面。

如所述带有升降平台的四爪机械手，还包括底座，所述升降平台、所述升降驱动器、所述平行夹爪和所述夹持驱动器均设于所述底座上。

另一方面，提供一种自动装配机，包括伺服定位器、移动平台、翻转器、翻转支架、伺服推杆、上机械手、下机械手和视觉系统，所述伺服定位器包括X向直线伺服驱动器、Y向直线伺服驱动器和回转伺服驱动器，所述下机械手通过所述回转伺服驱动器设于所述移动平台上，所述X向直线伺服驱动器、所述Y向直线伺服驱动器分别用于驱动所述移动平台进行X向移动和Y向移动并精确定位，所述翻转器通过所述翻转支架设于所述下机械手的上方，所述上机械手和所述伺服推杆均设于所述翻转器上，所述伺服推杆驱动所述上机械手进行Z向移动并精确定位，所述视觉系统用于识别所述上机械手或所述下机械手上抓取的零部件的位姿信息，所述上机械手、所述下机械手为任意一项所述带有升降平台的四爪机械手。

如所述自动装配机，所述视觉系统设于所述下机械手的一侧或者所述伺服推杆的末端。

如所述自动装配机，还包括伺服底座，所述移动平台设于所述伺服底座上，所述翻转支架包括两块竖立于所述伺服底座上的竖板，所述翻转器横跨连接于两块所述竖板之间。

本实用新型技术方案的有益效果是：

能稳定地抓取不同形状的零件，并且可根据被抓取零件的结构调整升降平台的位置，确保机械手在抓取零件时定位更加精确，在装配作业时升降平台还可提供装配所需的压入力，自动装配机可替代人工完成完成自动装配作业。

附图说明

为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细的描述。

图1为本实用新型较佳实施例带有升降平台的四爪机械手结构示意图；

图2为本实用新型较佳实施例升降驱动器结构示意图；

图3为本实用新型较佳实施例夹持驱动器结构示意图；

图4为本实用新型较佳实施例自动装配机结构示意图；

图中：1、升降平台；2、平行夹爪；3、第一双向丝杠；4、第一丝杠旋转驱动器；5、第一底部直线导轨；6、左导轨滑块；7、右导轨滑块；8、左楔形滑块；9、右楔形滑块；10、左斜面直线导轨；11、右斜面直线导轨；12、左支撑滑块；13、右支撑滑块；14、第二双向丝杠；15、第二丝杠旋转驱动器；16、第二底部直线导轨；17、左导轨支撑滑块；18、右导轨支撑滑块；19、导向槽；20、底座；21、移动平台；22、翻转器；23、翻转支架；24、伺服推杆；25、上机械手；26、下机械手；27、视觉系统；28、X向直线伺服驱动器；29、Y向直线伺服驱动器；30、回转伺服驱动器；31、伺服底座。

具体实施方式

用于本说明书中的术语“实用新型”、“本实用新型”以及“本实用新型”旨在广义上是指本说明书和以下任何专利权利要求的所有主题。包含这些术语的声明不应理解成限制本文所述的主题或限制以下任何专利权利要求的意思或范围。此外，本说明书不试图描述或限制由本申请的任何具体部件、段落、声明或附图的任何权利要求涵盖的主题。主题应参考整个说明书、所有附图以及以下任何权利要求理解。本实用新型可具有其它实施例并以其它方式实践或实施。而且，应理解本文所采用的措辞和术语是为说明的目的而不应认为是限制。

现将会参照仅以示例的方式说明本实用新型的附图讨论本实用新型的细节。在附图中，类似特征或部件可用相同的附图标记标注。

本文中“包含”、“具有”和“包括”及其变体的使用意思是包含此后所列项目及其等同物和附加项目。虽然在描述附图中可参照以下诸如上面的、下面的、向上的、向下的、向后的、底部、顶部、前面、后面等的方向，但为了方便，相对于附图参照。这些方向不旨在以任何的形式字面上接受或限制本实用新型。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语用于本文中是为了说明的目的而不旨在表明或暗示重要性或显著性。

参看图1所示，本实用新型带有升降平台的四爪机械手包括升降平台1、升降驱动器、两组平行夹爪2和夹持驱动器，升降驱动器驱动升降平台1上下升降运动，两组平行夹爪2穿过升降平台1向上伸出并呈交叉分布(优选为十字形交叉分布)，夹持驱动器驱动相应的一组平行夹爪2平行开合，一组平行夹爪2通过开合抓取零部件。

参看图2所示，在关于升降驱动器的优选实施例中，升降驱动器包括第一双向丝杠3、第一丝杠旋转驱动器4、第一底部直线导轨5、左导轨滑块6、右导轨滑块7、左楔形滑块8、右楔形滑块9、左斜面直线导轨10、右斜面直线导轨11、左支撑滑块12和右支撑滑块13，第一丝杠旋转驱动器4的固定端固定连接第一底部直线导轨5的一端，第一丝杠旋转驱动器4的旋转输出端固定连接第一双向丝杠3的一端，左楔形滑块8、右楔形滑块9分别设于第一双向丝杠3的正向螺纹端、反向螺纹端并通过左导轨滑块6、右导轨滑块7与第一底部直线导轨5滑动连接。容易理解的是，在其他实施例中，导轨滑块可与楔形滑块一体设计，支撑滑块可以由导轨滑块和支撑滑块组合而成。

左楔形滑块8和右楔形滑块9的斜面相对布置，左斜面直线导轨10、右斜面直线导轨11分别设于左楔形滑块8、右楔形滑块9的斜面上并沿斜面的倾斜方向布置，左支撑滑块12和右支撑滑块13的上端固定连接升降平台1，左支撑滑块12、右支撑滑块13的下端分别与左斜面直线导轨10、右斜面直线导轨11滑动连接。第一丝杠旋转驱动器4通过旋转驱动第一双向丝杠3旋转运动，左楔形滑块8、右楔形滑块9在丝杠螺母的驱动下往复相向/相背运动，同时左支撑滑块12和右支撑滑块13分别沿着左斜面直线导轨10、右斜面直线导轨11上下运动，进而带动升降平台1上下升降运动，即将横向机械运动转化为竖向机械运动。

参看图3所示，在关于夹持驱动器的优选实施例中，夹持驱动器包括第二双向丝杠14、第二丝杠旋转驱动器15、第二底部直线导轨16、左导轨支撑滑块17和右导轨支撑滑块18，第二丝杠旋转驱动器15的固定端固定连接第二底部直线导轨16的一端，第二丝杠旋转驱动器15的旋转输出端固定连接第二双向丝杠14的一端，左导轨支撑滑块17、右导轨支撑滑块18分别设于第二双向丝杠14的正向螺纹端、反向螺纹端，左导轨支撑滑块17、右导轨支撑滑块18的底端与第二底部直线导轨16滑动连接，相应的一组平行夹爪2分别固定于左导轨支撑滑块17、右导轨支撑滑块18的顶部。容易理解的是，在其他实施例中，导轨支撑滑块可以由导轨滑块和支撑滑块组合而成。

进一步地，升降平台1开设有两条交叉分布的导向槽19(优选为十字形交叉分布)，两组平行夹爪2分别穿过导向槽19，两组平行夹爪2的中心线重合于两条导向槽19的交叉点，两组平行夹爪2的顶面所构成平面平行于升降平台1的顶面。

继续参看图示，本机械手还包括底座20，升降平台1、升降驱动器、平行夹爪2和夹持驱动器均设于底座20上。

在抓取零件时，先根据被抓取的零件的结构特点确定被抓取零件的最优抓取点/面以及高度方向的定位面，然后带有升降平台1的四爪机械手根据被抓取零件的最优抓取高度调整升降平台1的高度，再将被抓取零件的高度方向的定位面放置在升降平台1上，再由两组平行夹爪2将工件夹持住。由于两组平行夹爪2各自能独立完成夹持动作，因此能够完成如圆形，方形等不同形状的零件的抓取。通过增加升降平台1对零件高度方向定位，可对被抓取零件精确定位，同时升降平台1还可提供装配时需要的压入力。

本实用新型还提供一种自动装配机，参看图4所示，包括伺服定位器、移动平台21、翻转器22、翻转支架23、伺服推杆24、上机械手25、下机械手26和视觉系统27，翻转器22含有伺服驱动器，适于驱动伺服推杆24翻转运动。伺服定位器包括X向直线伺服驱动器28、Y向直线伺服驱动器29和回转伺服驱动器30，下机械手26通过回转伺服驱动器30设于移动平台21上，X向直线伺服驱动器28、Y向直线伺服驱动器29分别用于驱动移动平台21进行X向移动和Y向移动并精确定位。翻转器22通过翻转支架23设于下机械手26的上方，上机械手25和伺服推杆24均设于翻转器22上，伺服推杆24驱动上机械手25进行Z向移动并精确定位，视觉系统27用于识别上机械手25或下机械手26上抓取的零部件的位姿信息，上机械手25、下机械手26为上述任意一项带有升降平台1的四爪机械手。

具体地，视觉系统27设于下机械手26的一侧或者伺服推杆24的末端，优选采用高清摄像头系统。

继续参看图示，本自动装配机还包括伺服底座31，移动平台21设于伺服底座31上，翻转支架23包括两块竖立于伺服底座31上的竖板，翻转器22横跨连接于两块竖板之间。

装配作业开始时，上机械手25、下机械手26分别夹持住两个待装配的零部件，伺服定位器根据视觉系统27识别的零部件位姿信息，将零部件定位到装配的位置和姿态，最后由伺服推杆24将两个机械手上待装配的零部件压合，完成零部件的装配。

本实用新型能稳定地抓取不同形状的零件，并且可根据被抓取零件的结构调整升降平台的位置，确保机械手在抓取零件时定位更加精确，在装配作业时升降平台还可提供装配所需的压入力，自动装配机可替代人工完成完成自动装配作业。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种带有升降平台的四爪机械手，其特征在于，包括：

升降平台；

升降驱动器，驱动所述升降平台上下升降运动；

两组平行夹爪，穿过所述升降平台向上伸出并呈交叉分布；以及，

夹持驱动器，驱动相应的一组所述平行夹爪平行开合。

2.如权利要求1所述带有升降平台的四爪机械手，其特征在于，所述升降驱动器包括第一双向丝杠、第一丝杠旋转驱动器、第一底部直线导轨、左导轨滑块、右导轨滑块、左楔形滑块、右楔形滑块、左斜面直线导轨、右斜面直线导轨、左支撑滑块和右支撑滑块，所述第一丝杠旋转驱动器的固定端固定连接所述第一底部直线导轨的一端，所述第一丝杠旋转驱动器的旋转输出端固定连接所述第一双向丝杠的一端，所述左楔形滑块、所述右楔形滑块分别设于所述第一双向丝杠的正向螺纹端、反向螺纹端并通过所述左导轨滑块、所述右导轨滑块与所述第一底部直线导轨滑动连接，所述左楔形滑块和所述右楔形滑块的斜面相对布置，所述左斜面直线导轨、所述右斜面直线导轨分别设于所述左楔形滑块、所述右楔形滑块的斜面上并沿所述斜面的倾斜方向布置，所述左支撑滑块和所述右支撑滑块的上端固定连接所述升降平台，所述左支撑滑块、所述右支撑滑块的下端分别与所述左斜面直线导轨、所述右斜面直线导轨滑动连接。

3.如权利要求1所述带有升降平台的四爪机械手，其特征在于，所述夹持驱动器包括第二双向丝杠、第二丝杠旋转驱动器、第二底部直线导轨、左导轨支撑滑块和右导轨支撑滑块，所述第二丝杠旋转驱动器的固定端固定连接所述第二底部直线导轨的一端，所述第二丝杠旋转驱动器的旋转输出端固定连接所述第二双向丝杠的一端，所述左导轨支撑滑块、所述右导轨支撑滑块分别设于所述第二双向丝杠的正向螺纹端、反向螺纹端，所述左导轨支撑滑块、所述右导轨支撑滑块的底端与所述第二底部直线导轨滑动连接，相应的一组所述平行夹爪分别固定于所述左导轨支撑滑块、所述右导轨支撑滑块的顶部。

4.如权利要求1所述带有升降平台的四爪机械手，其特征在于，所述升降平台开设有两条交叉分布的导向槽，两组所述平行夹爪分别穿过所述导向槽，两组所述平行夹爪的中心线重合于两条所述导向槽的交叉点，两组所述平行夹爪的顶面所构成平面平行于所述升降平台的顶面。

5.如权利要求1所述带有升降平台的四爪机械手，其特征在于，还包括底座，所述升降平台、所述升降驱动器、所述平行夹爪和所述夹持驱动器均设于所述底座上。

6.一种自动装配机，其特征在于，包括伺服定位器、移动平台、翻转器、翻转支架、伺服推杆、上机械手、下机械手和视觉系统，所述伺服定位器包括X向直线伺服驱动器、Y向直线伺服驱动器和回转伺服驱动器，所述下机械手通过所述回转伺服驱动器设于所述移动平台上，所述X向直线伺服驱动器、所述Y向直线伺服驱动器分别用于驱动所述移动平台进行X向移动和Y向移动并精确定位，所述翻转器通过所述翻转支架设于所述下机械手的上方，所述上机械手和所述伺服推杆均设于所述翻转器上，所述伺服推杆驱动所述上机械手进行Z向移动并精确定位，所述视觉系统用于识别所述上机械手或所述下机械手上抓取的零部件的位姿信息，所述上机械手、所述下机械手为权利要求1至5中任意一项所述带有升降平台的四爪机械手。

7.如权利要求6所述自动装配机，其特征在于，所述视觉系统设于所述下机械手的一侧或者所述伺服推杆的末端。

8.如权利要求6所述自动装配机，其特征在于，还包括伺服底座，所述移动平台设于所述伺服底座上，所述翻转支架包括两块竖立于所述伺服底座上的竖板，所述翻转器横跨连接于两块所述竖板之间。