多自由度裝卸機械手制造技術

本發明專利技術公開了一種多自由度裝卸機械手，包括水平直線移動機構、機械手伸縮機構和水平旋轉機構，水平直線移動機構包括水平滑軌、底盤和第一驅動裝置，底盤安裝于水平滑軌上；水平旋轉機構包括中心軸、轉臺和第二驅動裝置，中心軸的下端固裝于底盤上、其上端通過水平齒輪盤與轉臺軸接，轉臺與第二驅動裝置連接；機械手伸縮機構安裝于轉臺的上方、且在轉臺與機械手伸縮機構之間設有一垂直升降機構。本發明專利技術通過設置的水平直線移動機構、水平旋轉機構和垂直升降機構實現了機械爪的左右、上下以及水平360度的轉動，能夠對貨物進行多自動度的抓取，結構簡單、操作靈活，適用于活動空間較小的倉庫、貨運車輛以及堆場等小型場地中，省事省力，有利于推廣。

Multi degree of freedom manipulator

The invention discloses a multi DOF Manipulator handling, including mechanical horizontal linear movement mechanism, hand telescopic mechanism and the horizontal rotation mechanism, horizontal linear movement mechanism comprises a horizontal slide, the chassis and the first driving device installed on the chassis of horizontal sliding; horizontal rotation mechanism comprises a shaft, turntable and second driving device, lower end the center shaft is fixed on the chassis, the upper end of the horizontal gear disc and the turntable shaft, turntable is connected with the second driving device; mechanical arm telescopic mechanism is mounted on a turntable above, and is provided with a vertical lifting mechanism between the turntable and telescopic manipulator mechanism. The horizontal linear movement mechanism, set the horizontal rotation mechanism and vertical lifting mechanism of mechanical claw, and the level of rotation about 360 degrees, can automatic degree to grab the goods, simple structure, flexible operation, suitable for small space vehicles and warehouses, freight yard and other small the site, saving labor, is conducive to the promotion.

【技術實現步驟摘要】
多自由度裝卸機械手
本專利技術涉及一種機械手，具體涉及一種多自由度裝卸機械手。
技術介紹
隨著科技的發展，企業生產過程運用到各種自動化機械。智能化機械的出現不僅能有效降低企業的用工成本、還能提高生產效率，得到很多大型企業的青睞。目前市場上的智能化機械設備大到全自動化生產設備，小到一個機械手，無論從功能、型號和體積大小等均有很多。例如在現有港口碼頭、火車物流、大型倉庫等貨物的裝卸工作一般會采用叉車來進行。但對于貨運車輛、小型倉庫等地，由于可活動的空間比較小，叉車等其他較為大型的搬運機械并不適用；此外，在一些中小型運輸企業和近年來興起的快遞公司的倉庫中、車輛上、堆場等場所對貨物的裝卸以及短距離的搬運工作都是依靠人力來完成，造成了工人工作勞動強大、工作效率慢，還增加安全事故的發生率。對于上述情況，可通過采用機械手來實現對貨物的智能搬運工作。現有的機械手結構較復雜，且機械手的自由度較為有限，不能夠抓取任意位置和方位的物品。如授權公告號為205471602U的中國技術專利公開了一種新型自動化機械手搬運裝置，其底座的上端安裝有直線運動機構，直線運動機構的上端安裝有伺服電機，伺服電機的上端安裝有PLC控制模塊；直線運動機構的側壁上安裝有滑塊，與滑塊相匹配的直線運動結構的外壁上安裝有傳感器；滑塊上水平安裝有橫梁，橫梁上固定安裝有第一連桿，第一連桿的末端活動安裝有第二連桿，第二連桿的末端安裝有搖臂，搖臂的下端安裝有抓手支架，抓手支架套裝在滑塊的外部，滑塊的末端安裝有吸附磁鐵；橫梁的下端還安裝有變頻器。該種結構的機械手雖然智能化程度高，但只能進行上下、前后位置變換，自由度較為有限，不能滿足貨物的搬運、裝卸的要求。
技術實現思路
針對上述的不足，本專利技術的目的在于提供一種能任意方位抓取搬運貨物、結構簡單、智能化程度高的多自由度裝卸機械手，它能夠較好的解決倉庫、車輛、堆場等可活動空間較小場所對貨物搬運與裝卸不便的問題。為解決上述問題，本專利技術通過以下技術方案實現：多自由度裝卸機械手，包括水平直線移動機構和機械手伸縮機構，還包括水平旋轉機構，所述水平直線移動機構包括水平滑軌、底盤和用于驅動底盤移動的第一驅動裝置，所述底盤安裝于水平滑軌上；所述水平旋轉機構包括中心軸、轉臺和第二驅動裝置，所述中心軸的下端固裝于底盤上、其上端通過水平齒輪盤與轉臺軸接，所述轉臺與第二驅動裝置連接、并在第二驅動裝置的作用下繞中心軸轉動；所述機械手伸縮機構安裝于轉臺的上方、且在轉臺與機械手伸縮機構之間設有一垂直升降機構。上述方案中，所述機械手伸縮機構包括伸縮臂固定架、伸縮臂、機械爪、伸縮桿和與伸縮桿連接的第三驅動裝置，伸縮臂的一端安裝于伸縮臂固定架的滑槽內、其另一端與機械爪連接，伸縮桿的一端與伸縮臂固定架連接、其另一端固接于伸縮臂的前端，機械爪上連接有用于控制機械爪張合的控制器。上述方案中，進一步地，所述垂直升降機構可包括豎直導向軌、升降桿和與升降桿連接的第四驅動裝置，升降桿的下端固裝于轉臺上、其頂端支撐在伸縮臂固定架的底部，豎直導向軌的一端固裝于轉臺上、其另一端穿過伸縮臂固定架的殼體。上述方案中，第三驅動裝置和第四驅動裝置均為電機或液壓缸，即伸縮桿與升降桿的伸縮動作通過電機或液壓缸的驅動來實現。上述方案中，為了防止底盤在水平直線移動時滑出水平滑軌，可在水平滑軌的兩端均設有限位塊。上述方案中，所述第二驅動裝置可以為步進電機，能夠驅動轉臺在水平方向的旋轉0-360度。本專利技術的有益效果為：本專利技術通過設置的水平直線移動機構實現整個機械手的水平直線移動，通過水平旋轉機構實現機械爪的水平全方位的移動，通過垂直升降機構實現機械爪的上下位置的移動，而通過機械手伸縮機構實現機械爪自身的伸縮抓取動作。本結構的機械手具有上下、左右以及水平360度的轉動自由度，能夠對貨物進行任意水平方位角度的抓取，結構簡單、操作靈活、智能化程度高，適用于活動空間較小的倉庫、貨運車輛以及堆場等小型場地中，省事省力，有利于推廣。附圖說明圖1為本多自由度裝卸機械手的結構示意圖。圖2為所述伸縮抓取機構在收縮狀態下的結構示意圖。圖3為所述伸縮抓取機構在伸長狀態下的結構示意圖。圖號標號為：1、水平滑軌；2、底盤；3、中心軸；4、轉臺；5、升降桿；6、豎直導向軌；7、伸縮桿；8、伸縮臂固定架；9、伸縮臂；10、機械爪；11、限位塊。具體實施方式如圖1所示，多自由度裝卸機械手，包括水平直線移動機構和機械手伸縮機構，還包括水平旋轉機構。水平直線移動機構包括水平滑軌1、底盤2和用于驅動底盤2移動的第一驅動裝置，所述底盤2安裝于水平滑軌1上。在水平滑軌1的兩端均設有限位塊11。本實施例中，所第一驅動裝置可以為小型馬達或電機，當然也可以無需設置驅動裝置，由人工推動平臺在水平滑軌上移動也可。所述水平旋轉機構包括中心軸3、轉臺4和第二驅動裝置，所述中心軸3的下端固裝于底盤2上、其上端通過水平齒輪盤與轉臺4軸接，所述轉臺4與第二驅動裝置連接、并在第二驅動裝置的作用下繞中心軸3轉動。本實施例中，所述第二驅動裝置為步進電機，該步進電機通過其內部的控制器能夠驅動轉臺4在水平方向的旋轉0-360度。具體可在步進電機的輸出軸上連接一減速裝置，減速裝置再與水平齒輪盤連接。所述機械手伸縮機構安裝于轉臺4的上方、且在轉臺4與機械手伸縮機構之間設有一垂直升降機構。所述機械手伸縮機構包括伸縮臂固定架8、伸縮臂9、機械爪10、伸縮桿7和與伸縮桿7連接的第三驅動裝置，伸縮臂9的一端安裝于伸縮臂固定架8的滑槽內、其另一端與機械爪10連接，伸縮桿7的一端與伸縮臂固定架8連接、其另一端固接于伸縮臂9的前端。機械爪10上連接有用于控制機械爪10張合的控制器。如圖2所示，為伸縮抓取機構在收縮狀態下的結構示意圖；如圖3所示，為伸縮抓取機構在伸長狀態下的結構示意圖。所述垂直升降機構包括豎直導向軌6、升降桿5和與升降桿5連接的第四驅動裝置，升降桿5的下端固裝于轉臺4上、其頂端支撐在伸縮臂固定架8的底部；豎直導向軌6的一端固裝于轉臺4上、其另一端穿過伸縮臂固定架8的殼體。本實施例中，第三驅動裝置和第四驅動裝置均為電機或液壓缸。本專利技術在工作時，1)首先根據貨物的實際擺放位置，打開第一驅動裝置，底盤2在水平滑軌1上水平移動；再控制第二驅動裝置，使轉臺4繞繞中心軸3轉動至合適角度；然后啟動第四驅動裝置，使升降桿5將伸縮臂固定架8提升至貨物所在的高度；接著控制第三驅動裝置工作，使伸縮桿7做伸縮運動，從而帶動伸縮臂9做伸縮動作，使機械爪10移至貨物位置；最后，通過控制器對貨物進行抓取；2)在步驟1)完成對貨物的抓取后，按通過控制相應的驅動裝置，將貨物搬運/放至指定位置，即完成對貨物的短距離搬運或裝卸工作。以上僅為說明本專利技術的實施方式，并不用于限制本專利技術，對于本領域的技術人員來說，凡在本專利技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
多自由度裝卸機械手，包括水平直線移動機構和機械手伸縮機構，其特征在于：還包括水平旋轉機構，所述水平直線移動機構包括水平滑軌(1)、底盤(2)和用于驅動底盤(2)移動的第一驅動裝置，所述底盤(2)安裝于水平滑軌(1)上；所述水平旋轉機構包括中心軸(3)、轉臺(4)和第二驅動裝置，所述中心軸(3)的下端固裝于底盤(2)上、其上端通過水平齒輪盤與轉臺(4)軸接，所述轉臺(4)與第二驅動裝置連接、并在第二驅動裝置的作用下繞中心軸(3)轉動；所述機械手伸縮機構安裝于轉臺(4)的上方、且在轉臺(4)與機械手伸縮機構之間設有一垂直升降機構。

【技術特征摘要】
1.多自由度裝卸機械手，包括水平直線移動機構和機械手伸縮機構，其特征在于：還包括水平旋轉機構，所述水平直線移動機構包括水平滑軌(1)、底盤(2)和用于驅動底盤(2)移動的第一驅動裝置，所述底盤(2)安裝于水平滑軌(1)上；所述水平旋轉機構包括中心軸(3)、轉臺(4)和第二驅動裝置，所述中心軸(3)的下端固裝于底盤(2)上、其上端通過水平齒輪盤與轉臺(4)軸接，所述轉臺(4)與第二驅動裝置連接、并在第二驅動裝置的作用下繞中心軸(3)轉動；所述機械手伸縮機構安裝于轉臺(4)的上方、且在轉臺(4)與機械手伸縮機構之間設有一垂直升降機構。2.根據權利要求1所述的多自由度裝卸機械手，其特征在于：所述機械手伸縮機構包括伸縮臂固定架(8)、伸縮臂(9)、機械爪(10)、伸縮桿(7)和與伸縮桿(7)連接的第三驅動裝置，伸縮臂(9)的一端安裝于伸縮臂固定架(8)的滑槽內、其另一端與機械爪(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魯娟，潘宇晨，金正輝，黃中一，植清棕，
申請(專利權)人：欽州學院，
類型：發明
國別省市：廣西,45