一种单臂机械手.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104325461 A (43)申请公布日 2015.02.04 C N 1 0 4 3 2 5 4 6 1 A (21)申请号 201410551078.2 (22)申请日 2014.10.17 B25J 9/12(2006.01) B25J 9/08(2006.01) B21D 43/18(2006.01) B21D 45/00(2006.01) (71)申请人济南奥图自动化工程有限公司 地址 250306 山东省济南市长清区济南市经 济开发区华德路355号 (72)发明人郑德付 苗金钟 吴慧雅 (74)专利代理机构济南泉城专利商标事务所 37218 代理人支文彬。

2、 (54) 发明名称 一种单臂机械手 (57) 摘要 本单臂机械手，包括：横梁，其水平设置于两 个压力机之间；平移主板，其通过导轨滑动安 装于横梁上；旋转主板，其转动安装于平移主板 上，且其旋转轴线垂直于平移主板；手臂，其通过 导轨滑动安装于旋转主板上；端拾器，其转动 手臂的端部，且其旋转轴线垂直于手臂；还包括 用于使平移主板相对横梁运动的平移主板驱动装 置、用于使旋转主板相对平移主板旋转的旋转主 板驱动装置、用于使手臂相对旋转主板运动的手 臂驱动装置以及使端拾器相对手臂转动的端拾器 驱动装置。由于横梁设置在两个压力机之间，因此 增大了工件的输送行程，提高了输送效率，降低了 传送机的成本，节省。

3、了机组的安装空间。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图7页 (10)申请公布号 CN 104325461 A CN 104325461 A 1/2页 2 1.一种单臂机械手，其特征在于：包括 横梁（1），其水平设置于两个压力机之间； 平移主板（4），其通过导轨（2）滑动安装于横梁（1）上； 旋转主板（7），其转动安装于平移主板（4）上，且其旋转轴线垂直于平移主板（4）； 手臂（8），其通过导轨（16）滑动安装于旋转主板（7）上； 端拾器（11），其转动手臂（8）的端部，且其旋。

4、转轴线垂直于手臂（8）； 还包括用于使平移主板（4）相对横梁（1）运动的平移主板驱动装置、用于使旋转主板 （7）相对平移主板（4）旋转的旋转主板驱动装置、用于使手臂（8）相对旋转主板（7）运动的 手臂驱动装置以及使端拾器（11）相对手臂（8）转动的端拾器驱动装置。 2.根据权利要求1所述的单臂机械手，其特征在于：所述平移主板驱动装置包括安装 于横梁（1）上的齿条（3）、安装于平移主板（4）上的减速机（6）、连接于减速机（6）输 入端的电机（5）以及安装于减速机（6）输出轴上的齿轮（18），所述齿轮（18）与齿 条（3）相啮合。 3.根据权利要求1所述的单臂机械手，其特征在于：所述旋转主板驱动装。

5、置包括安装 于平移主板（4）上的减速机（14）、连接于减速机（14）输入端的电机（13）、安装于平 移主板（4）上的带外齿的回转支撑（20）、安装于减速机（14）输出轴上的齿轮（19）以及 过渡环（21），所述过渡环（21）一端转动安装于带外齿的回转支撑（20）上，其另一端安装于 旋转主板（7）上，所述齿轮（19）与带外齿的回转支撑（20）相啮合。 4.根据权利要求1所述的单臂机械手，其特征在于：所述手臂驱动装置包括安装于手 臂（8）上的齿条（17）、安装于旋转主板（7）上的减速机（22）、连接于减速机（22）输 入端的电机（15）以及安装于减速机（22）输出轴上的齿轮（23），所述齿轮（23。

6、）与 齿条（17）相啮合。 5.根据权利要求1至4中任意一项所述的单臂机械手，其特征在于：所述端拾器驱动 装置包括安装于手臂（8）端部的双输出的减速机（10）、连接于减速机（10）输入端的电 机（9）、转动安装于减速机（10）两个输出端的连接轴（27），所述端拾器（11）固定于连 接轴（27）上。 6.根据权利要求5所述的单臂机械手，其特征在于：还包括安装于减速机（10）输出 端的轴承座（24）、安装于轴承座（24）内的轴承（29），所述连接轴（27）转动安装于轴承（29） 的内圈中。 7.根据权利要求5所述的单臂机械手，其特征在于：还包括中心固定于连接轴（27）上 的连接板（28）以及分别设。

7、置于连接板（28）左右两端的端拾器夹持装置，所述端拾器（11） 通过端拾器夹持装置可拆卸安装于连接板（28）上。 8.根据权利要求6所述的单臂机械手，其特征在于：还包括固定于连接轴（27）上且转 动安装于轴承座（24）内的换气环（25）、沿圆周方向设置于换气环（25）上的环形槽（31）、设 置于换气环（25）外表面上且与环形槽（31）相导通的用于安装气管接头的出气孔（32）以及 设置于轴承座（24）外表面且与环形槽（31）相导通的用于安装气管接头的进气孔（33），所 述换气环（25）与轴承座（24）相接触处设置有密封圈（30）。 9.根据权利要求7所述的单臂机械手，其特征在于：所述端拾器夹持装。

8、置包括夹紧块 （26）、设置于夹紧块（26）内且与端拾器（11）安装端直径相匹配的安装孔，所述夹紧块（26） 权 利 要 求 书CN 104325461 A 2/2页 3 上端设置有开槽（34），所述开槽（34）与安装孔连通，其将夹紧块（26）上端分割成两夹臂， 螺钉（35）穿过一夹臂后旋合于另一夹臂中。 权 利 要 求 书CN 104325461 A 1/4页 4 一种单臂机械手 技术领域 0001 本发明涉及一种工件传送装置，具体涉及一种用于压力机间的工件输送机械手。 背景技术 0002 当前汽车冲压车间用于压力机间工件输送的装置大部分是通用六自由度关节机 器人，但通用机器人使用成本高昂，。

9、搬运工作对机器人的性能使用率低，尤其是机器人受自 身行程的限制，工作效率受压机间距的影响严重，在大距离的工件输送上效率低下或者无 法使用。 发明内容 0003 本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种效率高、制造成本低的单臂机械手。 0004 本发明克服其技术问题所采用的技术方案是： 本单臂机械手，包括： 横梁，其水平设置于两个压力机之间； 平移主板，其通过导轨滑动安装于横梁上； 旋转主板，其转动安装于平移主板上，且其旋转轴线垂直于平移主板； 手臂，其通过导轨滑动安装于旋转主板上； 端拾器，其转动手臂的端部，且其旋转轴线垂直于手臂； 还包括用于使平移主板相对横梁运动的平移主板驱动装置、用于使旋。

10、转主板相对平移 主板旋转的旋转主板驱动装置、用于使手臂相对旋转主板运动的手臂驱动装置以及使端拾 器相对手臂转动的端拾器驱动装置。 0005 上述平移主板驱动装置包括安装于横梁上的齿条、安装于平移主板上的减速机 、连接于减速机输入端的电机以及安装于减速机输出轴上的齿轮，所述齿轮 与齿条相啮合。 0006 上述旋转主板驱动装置包括安装于平移主板上的减速机、连接于减速机输入 端的电机、安装于平移主板上的带外齿的回转支撑、安装于减速机输出轴上的齿轮 以及过渡环，所述过渡环一端转动安装于带外齿的回转支撑上，其另一端安装于旋转主板 上，所述齿轮与带外齿的回转支撑相啮合。 0007 上述手臂驱动装置包括安装。

11、于手臂上的齿条、安装于旋转主板上的减速机、 连接于减速机输入端的电机以及安装于减速机输出轴上的齿轮，所述齿轮与齿 条相啮合。 0008 上述端拾器驱动装置包括安装于手臂端部的双输出的减速机、连接于减速机 输入端的电机、转动安装于减速机两个输出端的连接轴，所述端拾器固定于连接轴上。 0009 为了提高支撑刚性，还包括安装于减速机输出端的轴承座、安装于轴承座内的 轴承，所述连接轴转动安装于轴承的内圈中。 0010 为了方便快速更好端拾器，还包括中心固定于连接轴上的连接板以及分别设置于 说 明 书CN 104325461 A 2/4页 5 连接板左右两端的端拾器夹持装置，所述端拾器通过端拾器夹持装置。

12、可拆卸安装于连接板 上。 0011 为了防止旋转过程中反复折气管，还包括固定于连接轴上且转动安装于轴承座内 的换气环、沿圆周方向设置于换气环上的环形槽、设置于换气环外表面上且与环形槽相导 通的用于安装气管接头的出气孔以及设置于轴承座外表面且与环形槽相导通的用于安装 气管接头的进气孔，所述换气环与轴承座相接触处设置有密封圈。 0012 上述端拾器夹持装置包括夹紧块、设置于夹紧块内且与端拾器安装端直径相匹配 的安装孔，所述夹紧块上端设置有开槽，所述开槽与安装孔连通，其将夹紧块上端分割成两 夹臂，螺钉穿过一夹臂后旋合于另一夹臂中。 0013 本发明的有益效果是：工作时，平移主板驱动装置驱动平移主板沿。

13、着横梁向冲压 完毕的压力机侧运动，同时旋转主板驱动装置驱动旋转主板7转动且手臂驱动装置驱动手 臂伸缩，使端拾器进入到冲压完毕的压力机模具内，为了保持抓取工件时姿态保持不变，端 拾器驱动装置同时驱动端拾器进行旋转，从而保证端拾器下方的真空吸盘可以顺利吸附工 件。吸取完毕后手臂驱动装置驱动手臂缩回，同时旋转主板驱动装置驱动旋转主板进行近 似180的旋转，平移主板驱动装置驱动平移主板反向运动使其运动至待冲压的压力机一 侧，之后手臂驱动装置驱动手臂伸出，端拾器驱动装置同时驱动端拾器进行旋转进行姿态 匹配，确保工件进入模具内。由于横梁设置在两个压力机之间，因此增大了工件的输送行 程，提高了输送效率，降低。

14、了传送机的成本，节省了机组的安装空间。 0014 附图说明 0015 图1为本发明的立体结构示意图1； 图2为本发明的立体结构示意图2； 图3为本发明的平移主板驱动装置剖面结构示意图； 图4为本发明的旋转主板驱动装置剖面结构示意图； 图5为本发明的手臂驱动装置剖面结构示意图； 图6为本发明的端拾器驱动装置剖面结构示意图； 图7为本发明的换气环部位剖面结构示意图； 图8为本发明的端拾器夹持装置结构示意图； 图中，1.横梁 2.导轨 3.齿条 4.平移主板 5.电机 6.减速机 7.旋转主板 8.手臂 9.电机 10.减速机 11.端拾器 12.工件 13.电机 14.减速机 15.电 机 16.。

15、导轨 17.齿条 18.齿轮 19.齿轮 20.带外齿的回转支撑 21.过渡 环 22.减速机 23.齿轮 24.轴承座 25.换气环 26.夹紧块 27.连接轴 28.连接板 29.轴承 30.密封圈 31.环形槽 32.出气孔 33.进气孔 34.开槽 35.螺钉。 具体实施方式 0016 下面结合附图1至附图8本发明做进一步说明。 0017 本单臂机械手，包括： 横梁1，其水平设置于两个压力机之间； 说 明 书CN 104325461 A 3/4页 6 平移主板4，其通过导轨 2滑动安装于横梁1上； 旋转主板7，其转动安装于平移主板4上，且其旋转轴线垂直于平移主板4； 手臂8，其通过导轨。

16、 16滑动安装于旋转主板7上； 端拾器11，其转动手臂8的端部，且其旋转轴线垂直于手臂8； 还包括用于使平移主板4相对横梁1运动的平移主板驱动装置、用于使旋转主板7相 对平移主板4旋转的旋转主板驱动装置、用于使手臂8相对旋转主板7运动的手臂驱动装 置以及使端拾器11相对手臂8转动的端拾器驱动装置。工作时，平移主板驱动装置驱动平 移主板4沿着横梁1向冲压完毕的压力机侧运动，同时旋转主板驱动装置驱动旋转主板7 转动且手臂驱动装置驱动手臂8伸缩，使端拾器11进入到冲压完毕的压力机模具内，为了 保持抓取工件12时姿态保持不变，端拾器驱动装置同时驱动端拾器11进行旋转，从而保证 端拾器11下方的真空吸盘。

17、可以顺利吸附工件12。吸取完毕后手臂驱动装置驱动手臂8缩 回，同时旋转主板驱动装置驱动旋转主板进行近似180的旋转，平移主板驱动装置驱动平 移主板4反向运动使其运动至待冲压的压力机一侧，之后手臂驱动装置驱动手臂8伸出，端 拾器驱动装置同时驱动端拾器11进行旋转进行姿态匹配，确保工件12进入模具内。由于 横梁1设置在两个压力机之间，因此增大了工件12的输送行程，提高了输送效率，降低了传 送机的成本，节省了机组的安装空间。 0018 如附图3所示，平移主板驱动装置可以为如下结构，其包括安装于横梁1上的齿条 3、安装于平移主板4上的减速机 6、连接于减速机 6输入端的电机 5以及安装 于减速机 6输。

18、出轴上的齿轮 18，齿轮 18与齿条 3相啮合。电机 5转动驱动 减速机 6转动，经减速机 6减速放大扭矩后驱动齿轮 18转动，由于齿轮 18与齿 条 3相啮合，因此实现了驱动平移主板4沿着导轨 2相对横梁1移动的目的。 0019 如附图4所示，旋转主板驱动装置可以为如下结构，其包括安装于平移主板4上的 减速机 14、连接于减速机 14输入端的电机 13、安装于平移主板4上的带外齿的回 转支撑20、安装于减速机 14输出轴上的齿轮 19以及过渡环21，过渡环21一端转动 安装于带外齿的回转支撑20上，其另一端安装于旋转主板7上，齿轮 19与带外齿的回转 支撑20相啮合。电机 13转动驱动减速机。

19、 14转动，减速机 14减速放大扭矩后驱 动齿轮 19转动，由于齿轮 19与带外齿的回转支撑20相啮合，因此带外齿的回转支撑 20被驱动转动，最终通过过渡环21带动旋转主板7旋转。 0020 如附图5所示，手臂驱动装置可以为如下结构，其包括安装于手臂8上的齿条 17、安装于旋转主板7上的减速机 22、连接于减速机 22输入端的电机 15以及安装 于减速机 22输出轴上的齿轮 23，齿轮 23与齿条 17相啮合。电机 15转动驱 动减速机 22转动，减速机 22减速放大扭矩后驱动齿轮 23转动，由于齿轮 23与 齿条 17相啮合，因此实现了驱动手臂8沿导轨 16移动的目的。 0021 如附图6所。

20、示，端拾器驱动装置可以为如下结构，其包括安装于手臂8端部的双输 出的减速机 10、连接于减速机 10输入端的电机 9、转动安装于减速机 10两个 输出端的连接轴27，端拾器11固定于连接轴27上。电机 9转动驱动减速机 10转动， 减速机 10减速放大扭矩后，驱动两个连接轴27转动，从而实现了驱动两个端拾器11旋 转的目的，由于采用双输出的减速机 10，因此可以同时驱动两个端拾器11动作，因此提 高了对大型工件的拾取能力。 说 明 书CN 104325461 A 4/4页 7 0022 如附图7所示，还可以包括安装于减速机 10输出端的轴承座24、安装于轴承座 24内的轴承29，连接轴27转动。

21、安装于轴承29的内圈中。通过轴承座24内的轴承29进一 步提高了对连接轴27的支撑刚性。当端拾器11吸附工件12后连接轴27不易发生变形， 提高了设备的可靠性。 0023 由于针对不同规格的工件12，端拾器11上的真空吸盘位置都不相同，如果每次都 根据工件12进行调整，非常麻烦。因此如附图6所示，还可以包括中心固定于连接轴27上 的连接板28以及分别设置于连接板28左右两端的端拾器夹持装置，端拾器11通过端拾器 夹持装置可拆卸安装于连接板28上。针对不同规格的工件12涉及多套端拾器11，每次使 用时，将相应规格的端拾器11通过端拾器夹持装置安装固定即可，方便更换，提高了效率。 如附图8所示，端。

22、拾器夹持装置可以为如下结构包括夹紧块26、设置于夹紧块26内且与端 拾器11安装端直径相匹配的安装孔，夹紧块26上端设置有开槽34，开槽34与安装孔连通， 其将夹紧块26上端分割成两夹臂，螺钉35穿过一夹臂后旋合于另一夹臂中。将端拾器11 插入到安装孔中后，旋紧螺钉35，两个夹臂向内靠拢，从而安装孔的直径变小，从而将端拾 器11的安装端加紧固定。 0024 如附图7所示，还可以包括固定于连接轴27上且转动安装于轴承座24内的换气 环25、沿圆周方向设置于换气环25上的环形槽31、设置于换气环25外表面上且与环形槽 31相导通的用于安装气管接头的出气孔32以及设置于轴承座24外表面且与环形槽31。

23、相 导通的用于安装气管接头的进气孔33，换气环25与轴承座24相接触处设置有密封圈30。 将气管接头分别旋入各个出气孔32以及进气孔33中，进气管连接于进气孔上的气管接头， 端拾器11上的各个真空吸盘分别通过气管连接于出气孔32上的气管接头上，当连接轴27 驱动端拾器11旋转时，压缩空气从进气孔33中进入后流入换气环25的环形槽31中，通过 与环形槽31连通的出气孔32流出，由于密封圈30可以确保换气环25旋转中不漏气，因此 可以有效防止气管直连导致在端拾器11旋转中反复亏折气管导致气管损坏的情况，提高 了本单臂机械手使用的可靠性。 说 明 书CN 104325461 A 1/7页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104325461 A 2/7页 9 图3 说 明 书 附 图CN 104325461 A 3/7页 10 图4 说 明 书 附 图CN 104325461 A 10 4/7页 11 图5 说 明 书 附 图CN 104325461 A 11 5/7页 12 图6 说 明 书 附 图CN 104325461 A 12 6/7页 13 图7 说 明 书 附 图CN 104325461 A 13 7/7页 14 图8 说 明 书 附 图CN 104325461 A 14 。