一种智能型机械手的制作方法

1.本发明涉及自动化设备技术领域，特别是涉及一种智能型机械手。


背景技术：

2.随着社会的发展，科技的不断进步，自动化产业的迅速成长，机械电子领域中的机械化、自动化程度大大提高。由于人力成本的提高，传统的以人工为主的密集型企业已经不能满足社会发展的进程。在生产中，提高生产效率，降低成本，节省时间、人力资源是当前企业需要改变的方向。
3.对此，市场上推出有各类的生产加工一体机，通过在生产加工一体机内集成有各种加工设备，以实现从毛胚料进入后自动加工为成品出来的作用，其中，生产加工一体机要想实现从毛胚料到成品的过程，需要机械手的配合，需要让机械手拿毛胚料至对应的加工设备处进行加工，待加工完成后，再让机械手将成品取出，以通过自动化的方式实现产品的生产加工，生产效果高，且降低人工成本。
4.但是，由于毛胚料和成品的结构不同，机械手既要用于抓持毛胚料，又要用于抓持成品，所以传统的机械手难以适应生产加工一体机的使用，如果分开单独的两个机械手来分别夹持毛胚料和成品，则会增加设备的成本，并且会占用更多的空间。具体地，说明书附图中图1为毛胚料的结构示意图，说明书附图中图2为加工好后的成品结构示意图，图1中毛胚料前端的柱状结构是供夹具来夹紧毛胚料的夹紧位，毛胚料后端的矩形块状结构是待加工的加工位；所以，在机械手抓持毛胚料时，首先需要抓持住毛胚料的加工位，然后将毛胚料的夹紧位放入夹具进行夹持固定，接着在毛胚料的加工位加工完成后，由于加工位加工后形状的变化，原来的机械手无法夹紧加工位处，无法顺利取出成品。
5.因此，本技术需要设计一款既能夹持毛胚料，又能夹持成品的机械手，以满足生产加工一体机的小型化设计和降低设备的成本，同时便于实现智能化生产，提高生产效率。


技术实现要素：

6.基于此，本发明的目的在于，提供一种适应性高的智能型机械手，以减少机械手占用生产空间，也降低设备成本。
7.一种智能型机械手，包括架体，均设于架体上的竖向驱动机构、横向驱动机构、纵向驱动机构，以及夹持机构，所述竖向驱动机构、横向驱动机构，以及纵向驱动机构用于对应驱动夹持机构沿竖向、横向，以及纵向移动；
8.所述夹持机构包括两个相互正对的夹臂和用于驱动两所述夹臂相互靠近或远离的夹紧件，两所述夹臂相互正对的两侧的下端均设有夹紧块，两所述夹紧块用于配合夹紧于毛胚料加工位的两侧，两所述夹臂前侧且位于夹紧块的上方均设有夹紧板，两所述夹紧板相互靠近的两端均开设有夹紧槽，以用于供夹紧板稳定夹持住成品。
9.在发明中，通过竖向驱动机构、横向驱动机构以及纵向驱动机构可以驱动所述夹持机构沿三个方向移动，以便于夹持机构将毛胚料抓持到加工设备处进行加工，所述夹持
机构的两夹臂下部的两个夹紧块能配合夹持在毛胚料后端的加工位两侧，以便于将毛胚料前端的夹紧位送入夹具处进行夹持固定，以让加工设备对毛胚料的加工位进行加工，待加工完成后，由于加工位形状发生变化，所以通过两所述夹臂前侧的两所述夹紧板可以箍住夹紧位和加工位之间的区域，以实现对成品的稳定夹持，从而本技术的智能型机械手能适应毛胚料和成品的搬运工作，适应性高，无需额外增设机械手或是零部件即可完成对本技术的毛胚料和成品的夹持搬运，能大大降低设备成本，并且也减少占用空间，实现小型化设计，方便智能化生产的实施。
10.优选地，所述纵向驱动机构包括纵向安装座、纵向移动杆、纵向滑座、纵向滑轨、纵向齿条、纵向伺服电机以及纵向驱动齿轮，所述纵向滑座固定于纵向安装座上部，所述纵向移动杆底部沿轴向固定有纵向滑轨，所述纵向移动杆通过所述纵向滑轨连接于纵向滑座上，并可相对于纵向滑座沿纵向移动，所述纵向移动杆上部沿轴向固定有纵向齿条，所述纵向伺服电机固定于纵向安装座上，所述纵向伺服电机的输出轴上固定有纵向驱动齿轮，所述纵向驱动齿轮与所述纵向齿条啮合，所述纵向移动杆远离纵向安装座的一端连接有所述夹持机构；
11.所述竖向驱动机构和横向驱动机构用于对应驱动纵向安装座沿竖向和横向移动。
12.优选地，所述纵向驱动机构还包括均设于纵向安装座下方的气缸安装座和纵向驱动气缸，所述纵向驱动气缸固定于气缸安装座上，所述纵向驱动气缸的输出端与纵向安装座的底部且靠近夹持机构的一端固定；
13.所述竖向驱动机构和横向驱动机构用于对应驱动气缸安装座沿竖向和横向移动。
14.优选地，所述纵向驱动机构还包括气缸导向滑座和气缸导向滑轨，所述气缸导向滑座固定于气缸安装座上部，所述气缸导向滑轨固定于所述纵向安装座底部且沿纵向延伸，所述气缸导向滑轨连接于所述气缸导向滑座上，并可相对于气缸导向滑座沿纵向移动。
15.优选地，所述纵向齿条为斜齿条，所述纵向驱动齿轮为斜齿轮。
16.优选地，所述竖向驱动机构包括竖向直线模组和竖向伺服电机，所述竖向直线模组沿竖直方向固定于架体上，所述竖向伺服电机的输出轴与竖向直线模组的输入端传动连接，所述横向驱动机构连接于竖向直线模组的输出端，以带动所述横向驱动机构沿竖向移动，所述纵向驱动机构连接于横向驱动机构上，以通过横向驱动机构带动纵向驱动机构沿横向移动，所述夹持机构连接于纵向驱动机构上，以通过纵向驱动机构带动夹持机构沿纵向移动。
17.优选地，所述竖向驱动机构还包括连接轴和竖向传动组件，所述架体为呈竖直设置的矩形框架，所述竖向直线模组设有两个，两所述竖向直线模组对应固定于架体的两侧，所述连接轴转动连接于架体的下部，且所述连接轴的两端对应与两所述竖向直线模组的输入端同轴固定，所述竖向伺服电机通过所述竖向传动组件驱动所述连接轴转动，两所述竖向直线模组的输出端之间相互连接有所述横向驱动机构。
18.优选地，所述竖向传动组件包括主动同步带轮、被动同步带轮，以及同步皮带，所述主动同步带轮固定于竖向伺服电机的输出轴上，所述被动同步带轮套设固定连接轴上，所述同步皮带绕设于主动同步带轮和被动同步带轮之间。
19.优选地，所述横向驱动机构包括横向直线模组和横向伺服电机，所述横向直线模组的两端对应与架体两侧的两所述竖向直线模组的输出端固定连接，所述横向伺服电机的
输出轴与所述横向直线模组的输入端传动连接，所述纵向驱动机构固定于所述横向直线模组的输出端。
20.优选地，所述夹紧件为夹爪气缸，所述夹爪气缸的两输出端对应与两所述夹臂固定连接。
21.相对于现有技术来说，本技术的智能型机械手能适应对毛胚料和加工后的成品进行夹持，适应性高，能降低自动化生产中设备的成本，同时，所述智能型机械手通过合理的设计，以减少了对空间的占用，便于在生产加工一体机中的布置，也便于实现生产加工一体机的小型化设计。
22.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
23.图1为本发明中毛胚料的结构示意图；
24.图2为本发明中成品的结构示意图；
25.图3为本发明中一实施例的整体结构示意图；
26.图4为本发明中一实施例的纵向驱动机构的结构示意图；
27.图5为图4中a处放大图；
28.图6为本发明中一实施例的纵向驱动机构另一视角的结构示意图。
29.附图标记：100、毛胚料；110、夹紧位；120、加工位；1、架体；2、竖向驱动机构；21、竖向直线模组；22、竖向伺服电机；23、连接轴；24、主动同步带轮；25、被动同步带轮；26、同步皮带；3、横向驱动机构；31、横向直线模组；32、横向伺服电机；4、纵向驱动机构；41、纵向安装座；42、纵向移动杆；43、纵向滑座；44、纵向滑轨；45、纵向齿条；46、纵向伺服电机；47、纵向驱动齿轮；48、纵向驱动组件；481、气缸安装座；482、纵向驱动气缸；483、气缸导向滑座；484、气缸导向滑轨；5、夹持机构；51、夹臂；52、夹紧块；53、夹紧板；54、夹紧槽；55、夹紧件。
具体实施方式
30.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
31.以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的实施方式的例子。
32.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
33.本发明涉及一种智能型机械手，其用于通过一个机械手即可完成对毛胚料100的成品的夹持转运，其可以减少自动化生产中零部件的应用数量，也便于机械手的装配，进而也可以减少在生产加工一体机中，机械手占用的空间大小，便于实现生产加工一体机的小型化设计。
34.如图3至图6所示，所述智能型机械手包括架体1，均设于架体1上的竖向驱动机构2、横向驱动机构3、纵向驱动机构4，以及夹持机构5，所述竖向驱动机构2、横向驱动机构3，以及纵向驱动机构4用于对应驱动夹持机构5沿竖向、横向，以及纵向移动；
35.所述夹持机构5包括两个相互正对的夹臂51和用于驱动两所述夹臂51相互靠近或远离的夹紧件55，两所述夹臂51相互正对的两侧的下端均设有夹紧块52，两所述夹紧块52用于配合夹紧于毛胚料100加工位120的两侧，以实现对毛胚料100的夹持，两所述夹臂51前侧且位于夹紧块52的上方均设有夹紧板53，两所述夹紧板53均朝两所述夹臂51之间延伸，两夹紧板53相互靠近的两端均开设有夹紧槽54，以用于供夹紧板53稳定夹持住成品。
36.在发明中，通过竖向驱动机构2、横向驱动机构3以及纵向驱动机构4可以驱动所述夹持机构5沿三个方向移动，以便于夹持机构5将毛胚料100抓持到加工设备处进行加工，所述夹持机构5的两夹臂51下部的两个夹紧块52能配合夹持在毛胚料100后端的加工位120两侧，以便于将毛胚料100前端的夹紧位110送入夹具处进行夹持固定，以让加工设备对毛胚料100的加工位120进行加工，待加工完成后，由于加工位120形状发生变化，所以通过两所述夹臂51前侧的两所述夹紧板53可以箍住夹紧位110和加工位120之间的区域，以实现对成品的稳定夹持，从而本技术的智能型机械手能适应毛胚料100和成品的搬运工作，适应性高，无需额外增设机械手或是零部件即可完成对本技术的毛胚料100和成品的夹持搬运，能大大降低设备成本，并且也减少占用空间，实现小型化设计，方便智能化生产的实施。
37.在本实施例中，所述夹紧件55为夹爪气缸，所述夹爪气缸的两输出端对应与两所述夹臂51固定连接，进而通过夹爪气缸来实现两夹臂51的相互靠近或远离。
38.在本实施例中，所述纵向驱动机构4包括纵向安装座41、纵向移动杆42、纵向滑座43、纵向滑轨44、纵向齿条45、纵向伺服电机46以及纵向驱动齿轮47，所述纵向滑座43固定于纵向安装座41上部，所述纵向移动杆42底部沿轴向固定有纵向滑轨44，所述纵向移动杆42通过所述纵向滑轨44连接于纵向滑座43上，并可相对于纵向滑座43沿纵向移动，所述纵向移动杆42上部沿轴向固定有纵向齿条45，所述纵向伺服电机46固定于纵向安装座41上，所述纵向伺服电机46的输出轴上固定有纵向驱动齿轮47，所述纵向驱动齿轮47与所述纵向齿条45啮合，所述纵向移动杆42远离纵向安装座41的一端连接有所述夹持机构5，所述夹持机构5的夹爪气缸固定于所述纵向移动杆42的端部；所述竖向驱动机构2和横向驱动机构3用于对应驱动纵向安装座41沿竖向和横向移动。
39.所述纵向驱动机构4在工作时，通过纵向伺服电机46驱动纵向驱动齿轮47转动，以通过所述纵向齿条45带动所述纵向移动杆42沿纵向移动，进而带动夹持机构5沿纵向移动，所述纵向滑座43和纵向滑轨44的设置，以让纵向移动杆42能沿纵向稳定移动。
40.优选地，所述纵向齿条45为斜齿条，所述纵向驱动齿轮47为斜齿轮，以稳定驱动纵向移动杆42沿纵向移动。
41.进一步地，所述纵向驱动机构4还包括纵向驱动组件48，所述纵向驱动组件48包括均设于纵向安装座41下方的气缸安装座481和纵向驱动气缸482，所述纵向驱动气缸482固定于气缸安装座481上，所述纵向驱动气缸482的输出端与纵向安装座41的底部且靠近夹持机构5的一端固定；所述竖向驱动机构2和横向驱动机构3用于对应驱动气缸安装座481沿竖向和横向移动。
42.通过设置纵向驱动气缸482的目的是为了让夹持机构5在纵向能有更大的行程，同
时也让纵向驱动机构4在纵向不会占用过多空间，因为相较于现有技术中在一个方向上仅采用单个驱动结构来说，为了在当个方向具有较长的行程，该驱动结构的长度也需要增加，例如仅采用气缸的方式来说，为了得到较大行程，需要增加气缸缸体的长度，从而才能得到更长的行程，但是增加了缸体长度，无疑也是增加了单个方向上占用的面积，会影响生产加工一体机的小型化设计。
43.更进一步地，所述纵向驱动机构4还包括气缸导向滑座483和气缸导向滑轨484，所述气缸导向滑座483固定于气缸安装座481上部，所述气缸导向滑轨484固定于所述纵向安装座41底部且沿纵向延伸，所述气缸导向滑轨484连接于所述气缸导向滑座483上，并可相对于气缸导向滑座483沿纵向移动。
44.通过气缸导向滑座483和气缸导向滑轨484的设置，一方面是在纵向安装座41下方起到支撑的作用，仅靠气缸难以满足对纵向安装座41及其上部的多个部件进行稳定支撑，另一方面是起到导向作用，以让纵向安装座41能沿纵向稳定移动。
45.在本实施例中，所述竖向驱动机构2包括竖向直线模组21和竖向伺服电机22，所述竖向直线模组21沿竖直方向固定于架体1上，所述竖向伺服电机22的输出轴与竖向直线模组21的输入端传动连接，所述横向驱动机构3连接于竖向直线模组21的输出端，以带动所述横向驱动机构3沿竖向移动，所述纵向驱动机构4连接于横向驱动机构3上，以通过横向驱动机构3带动纵向驱动机构4沿横向移动，所述夹持机构5连接于纵向驱动机构4上，以通过纵向驱动机构4带动夹持机构5沿纵向移动，从而实现夹持机构5沿竖向、横向以及纵向的移动。
46.优选地，所述竖向驱动机构2还包括连接轴23和竖向传动组件，所述架体1为呈竖直设置的矩形框架，所述竖向直线模组21设有两个，两所述竖向直线模组21对应固定于架体1的两侧，所述连接轴23转动连接于架体1的下部，且所述连接轴23的两端对应与两所述竖向直线模组21的输入端同轴固定，所述竖向伺服电机22通过所述竖向传动组件驱动所述连接轴23转动，两所述竖向直线模组21的输出端之间相互连接有所述横向驱动机构3。
47.所述竖向伺服电机22通过竖向传动组件来驱动连接轴23转动，进而可以带动两所述竖向直线模组21的两输出端同步沿竖向移动，以同步带动所述横向驱动机构3稳定沿竖向移动。
48.优选地，所述竖向传动组件包括主动同步带轮24、被动同步带轮25，以及同步皮带26，所述主动同步带轮24固定于竖向伺服电机22的输出轴上，所述被动同步带轮25套设固定连接轴23上，所述同步皮带26绕设于主动同步带轮24和被动同步带轮25之间，以实现竖向伺服电机22驱动连接轴23转动。
49.在本实施例中，所述横向驱动机构3包括横向直线模组31和横向伺服电机32，所述横向直线模组31的两端对应与架体1两侧的两所述竖向直线模组21的输出端固定连接，所述横向伺服电机32的输出轴与所述横向直线模组31的输入端传动连接，所述纵向驱动机构4固定于所述横向直线模组31的输出端，具体地，所述纵向驱动机构4的气缸安装座481固定于所述横向直线模组31的输出端。
50.所述横向伺服电机32可以驱动横向直线模组31的输出端沿横向移动，从而带动纵向驱动机构4沿横向移动。
51.综上，相对于现有技术来说，本技术的智能型机械手能适应对毛胚料100和加工后
的成品进行夹持，适应性高，能降低自动化生产中设备的成本，同时，所述智能型机械手通过合理的设计，以减少了对空间的占用，便于在生产加工一体机中的布置，也便于实现生产加工一体机的小型化设计。
52.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。