一种Delta并联四轴式机械手的制作方法
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2021-02-04 09:43:17
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一种Delta并联四轴式机械手的制作方法

本发明属于并联机械手技术领域,具体的说是一种delta并联四轴式机械手。

背景技术:

delta并联四轴式机械手是一个机械系统,它使用几个计算机控制的串行链来支持一个单一的平台,或末端执行器,也许,最著名的并联机器人是由6个线性执行器组成的,这些执行器支持用于飞行模拟器等设备的可移动基座,人们常说并联机器人比串行机器人更硬、更快、更精确。

与串行机械手相比,并联机械手的每条链条通常较短,结构简单,因此可以抵抗不必要的运动,一条链的定位误差与其他链的定位误差是平均的,而不是累积的,对于串行机器人,每个执行器都必须在自己的自由度内运动,然而,在并联机器人中,关节的离轴柔度也受到其他链的影响,正是这种闭环刚度使得整个并联机器人相对于其部件具有刚性,而不像串行链那样,随着部件的增多,其刚性逐渐降低。

根据cn106426114b一种十字滑块式四支链三平一转高速并联机械手,通过动平台结构中采用两个半齿轮对称布置的形式,且半齿轮两端都连接有滑块,充分利用驱动装置的动力,实现高速运动;动平台结构紧凑,运动灵活,受力均匀,运动精度高,整体结构稳定性好,且能满足复杂抓放操作的要求。

现有技术中,虽然delta并联四轴式机械手所在的并联机器人与串行机器人相比,更硬、更快、更精确,但是并联机器人存在一个很致命的缺点是适用于快速的轻质货物运输,对于较高重量的货物,并联机器人无法有效的进行搬运工作,很多并联机器人都会设定负载上线,且负载上线额度均较低,并且delta并联四轴式机械手承重过程中,主要依靠第一调节杆和第二调节杆之间的相互连接来实现,长期工作,会对活动元件产生严重的损伤,使得机械手的精度下降,并且为了满足调节,在货物搬运过程中,支撑柱也会随着调节运动而进行对应倾斜调整,倾斜的支撑柱非常不利于高负荷载重等问题。

鉴于此,为了克服上述技术问题,本公司设计研发了一种delta并联四轴式机械手,解决了上述技术问题。

技术实现要素:

为了弥补现有技术的不足,解决现有技术中,delta并联四轴式机械手所在的并联机器人与串行机器人相比,更硬、更快、更精确,但是并联机器人存在一个很致命的缺点是适用于快速的轻质货物运输,对于较高重量的货物,并联机器人无法有效的进行搬运工作,很多并联机器人都会设定负载上线,且负载上线额度均较低,并且delta并联四轴式机械手承重过程中,主要依靠第一调节杆和第二调节杆之间的相互连接来实现,长期工作,会对活动元件产生严重的损伤,使得机械手的精度下降,并且为了满足调节,在货物搬运过程中,支撑柱也会随着调节运动而进行对应倾斜调整,倾斜的支撑柱非常不利于高负荷载重等问题,本发明提出一种delta并联四轴式机械手。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种delta并联四轴式机械手,包括支撑架、固定盘和支撑柱;所述支撑架的下方设有两个输送带,其中一个输送带导入全部货物,另一个输送带导出分拣货物;所述支撑架的下表面开设有导槽;所述导槽的内部滑动连接有固定滑块;所述固定滑块的下表面固连有调节块;所述固定滑块的下表面靠近固定滑块的侧面位置固连有均匀布置的调节架;所述调节架的内部均转动连接有第一调节杆;每个所述调节架的侧面均固连有电机,且电机的输出轴均穿过对应的调节架并与对应的第一调节杆之间固定连接;所述第一调节杆远离对应调节架一侧端面位置均铰接有第二调节杆;所述第二调节杆远离对应第一调节杆的一侧端面位置共同连有同一个固定盘;所述固定盘的下表面于固定盘的轴线位置固连有载物块;所述载物块的下表面固连有货物;所述调节块的下表面开设有固定槽;所述固定槽的内部转动连接有第一支撑盘;所述第一支撑盘的下表面开设有移动槽;所述移动槽的内部滑动连接有支撑柱;所述固定盘的上表面于固定盘的轴线位置铰接有导缸;所述导缸的上表面开设有缸槽;所述支撑柱的下表面固连有活塞,且活塞滑动连接于缸槽的内部;工作时,delta并联四轴式机械手是一个机械系统,它使用几个计算机控制的串行链来支持一个单一的平台,或末端执行器,也许,最著名的并联机器人是由6个线性执行器组成的,这些执行器支持用于飞行模拟器等设备的可移动基座,人们常说并联机器人比串行机器人更硬、更快、更精确,现有技术中,虽然delta并联四轴式机械手所在的并联机器人与串行机器人相比,更硬、更快、更精确,但是并联机器人存在一个很致命的缺点是适用于快速的轻质货物运输,对于较高重量的货物,并联机器人无法有效的进行搬运工作,很多并联机器人都会设定负载上线,且负载上线额度均较低,并且delta并联四轴式机械手承重过程中,主要依靠第一调节杆和第二调节杆之间的相互连接来实现,长期工作,会对活动元件产生严重的损伤,使得机械手的精度下降,并且为了满足调节,在货物搬运过程中,支撑柱也会随着调节运动而进行对应倾斜调整,倾斜的支撑柱非常不利于高负荷载重等问题,通过本发明的一种delta并联四轴式机械手,当需要搬运货物时,首先启动电机,电机会带动对应第一调节杆转动,第一调节杆转动会带动对应第二调节杆的运动,三组第一调节杆和第二调节杆之间的相互配合,实现对固定盘的调节,通过固定盘会带动其下表面的载物块运动到货物的正上方,通过载物块将一侧输送带表面的货物固定,此时再次转动电机,实现货物的吊起,固定盘运动过程中,固定盘会带动导缸的运动,使得支撑柱在导缸的内部上下滑动调节,通过支撑柱在移动槽的内部滑动调节、第一支撑盘转动连接于固定槽的内部以及导缸与固定盘之间铰连接,使得支撑柱和导缸之间共同组成适应的支撑机构,该支撑机构可以始终保持竖立状态,当完成调节并载物过程中,通过固定滑块在导槽的内部滑动,实现货物转运,通过本发明有效的实现了固定盘中部支撑机构始终保持竖立状态,使得固定盘能够保持过硬的支撑状态,在进行货物转运过程中,竖立的稳定支撑机构,可以大幅减少第一调节杆和第二调节杆的承重负荷,降低承重对调节机构的精度影响,提高了delta并联四轴式机械手的工作范围。

优选的,所述导缸的外弧面靠近固定盘的上表面位置固连有第二支撑盘;所述第二支撑盘的下表面连有均匀布置的气缸杆,且气缸杆均与固定盘的上表面之间固定连接,气缸杆之间相互连通,且连通处设有控制阀;工作时,通过设置第二支撑盘和气缸杆,通过将第二支撑盘固定于导缸的表面,并通过气缸杆将第二支撑盘与固定盘之间相互连接,当固定盘载物调节后,固定盘与第二支撑盘之间会出现夹角,进而使得气缸杆之间出现压缩和拉伸,由于气缸杆之间相互连通,使得内部的气体可以相互流动,载物过程中,通过关闭连通处的控制阀,使得固定盘和第二支撑盘之间夹角固定,实现对固定盘的支撑,进一步提高了固定盘的承载能力。

优选的,所述导缸的内部靠近导缸的上表面位置开设有转动槽;所述转动槽的槽口转动连接有丝环;所述支撑柱的外弧面开设有螺纹,且支撑柱和丝环之间螺纹连接;所述转动槽的槽底固连有均匀布置的第一伸缩杆;所述第一伸缩杆的活塞杆均固连有摩擦片;所述摩擦片和丝环相对一侧侧面均为糙面结构设计;工作时,通过设置丝环,当支撑柱在导缸的内部上下滑动调整时,支撑柱会带动丝环转动,完成调节后,通过控制第一伸缩杆的顶出,第一伸缩杆会带动对应的摩擦片运动,通过摩擦片可以对丝环进行固定,丝环进而对支撑柱进行固定,通过该结构可以有效的减少活塞的承重,避免过载导致活塞或导缸发生损坏问题。

优选的,所述移动槽的槽底开设有滚动槽;所述支撑柱的上表面转动连接有调节滚轮,且调节滚轮滚动连接于滚动槽的内部;工作时,通过设置调节滚轮,通过调节滚轮在滚动槽的内部滚动,大幅减少了支撑柱与移动槽之间的摩擦,大幅降低运动机构阻力。

优选的,所述移动槽的槽底于滚动槽的两侧位置均开设有压槽;所述压槽的内部均滑动连接有压块;所述压块与对应压槽的槽底之间均固连有第二伸缩杆;工作时,为了进一步避免支撑杆在移动槽的内部滑动,使得支撑机构发生偏位,通过设置压块,通过第二伸缩杆的伸出,第二伸缩杆会带动压块向下运动,压块实现对支撑柱的固定,避免支撑柱在移动槽的内部移动,提高支撑效果。

优选的,两个所述压块的上表面均开设有均匀布置第一限位槽;所述支撑柱的上表面于两个压块的正下方位置均开设有第二限位槽,且第二限位槽和第一限位槽之间均相互匹配;工作时,通过将压块和支撑柱的相对一侧侧面均分别开设第一限位槽和第二限位槽,通过第一限位槽和第二限位槽的相互作用,使得压块和支撑柱之间更好的卡接一起,有效的提高了压块的限位固定效果。

优选的,所述导缸和固定盘之间为球头连接;所述第二支撑盘和气缸杆之间均球头连接;工作时,通过将导缸和固定盘、第二支撑盘和气缸杆之间均球头连接,使得上述连接机构的运动自由度更高,提高机械手的调节范围。

优选的,所述调节滚轮的外弧面开设有均匀布置滚齿;所述滚动槽的槽底开设有均匀布置的齿槽,且滚齿和齿槽之间相互匹配并啮合连接;工作时,通过将调节滚轮的表面开设均匀布置的滚齿,通过滚齿与滚动槽的槽底的齿槽之间啮合连接,提高了调节滚轮的调节精度,避免了调节滚轮滚动时,发生滑动现象。

优选的,每个所述第一调节杆对应连接的第二调节杆数量均设为二;工作时,通过将每个第一调节杆对应的第二调节杆设计数量为二,通过多对双第二调节杆对固定盘进行连接,连接的牢固性更高。

优选的,所述固定盘的内部开设有补偿腔体,补偿腔体与气缸杆的内部之间均相互连通;工作时,通过设置补偿腔体,通过补偿腔体与气缸杆的内部之间均相互连通,使得气缸杆可以更为顺利的调节,减少了连通管道设置以及气流运动阻力。

优选的,所述固定盘的上表面于补偿腔体的正上方位置开设有补气孔;所述补气孔的内部固连有补气阀;工作时,通过在固定盘的表面设置补气孔,通过在补气孔的内部设置补气阀,通过补气阀可以对补偿腔体的内部补充气体,及时补充因气缸杆流失的部分气体。

本发明的有益效果如下:

1.本发明所述的一种delta并联四轴式机械手,通过设置支撑架、固定盘和支撑柱,通过支撑架的下方设置支撑柱,支撑柱下方连接固定盘,有效的实现了固定盘中部支撑机构始终保持竖立状态,使得固定盘能够保持过硬的支撑状态,在进行货物转运过程中,竖立的稳定支撑机构,可以大幅减少第一调节杆和第二调节杆的承重负荷,降低承重对调节机构的精度影响,提高了delta并联四轴式机械手的工作范围。

2.本发明所述的一种delta并联四轴式机械手,通过设置丝环、摩擦片和第一伸缩杆,通过设置丝环,当支撑柱在导缸的内部上下滑动调整时,支撑柱会带动丝环转动,完成调节后,通过控制第一伸缩杆的顶出,第一伸缩杆会带动对应的摩擦片运动,通过摩擦片可以对丝环进行固定,丝环进而对支撑柱进行固定,通过该结构可以有效的活塞,减少活塞的承重,避免过载导致活塞或导缸发生损坏问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图;

图2是本发明的右视图;

图3是本发明的机械手部件的立体图;

图4是本发明的机械手部件的俯视图;

图5是图4中a-a处的截面视图;

图6是图4中b-b处的截面视图;

图7是图5中c处的局部放大视图;

图8是图6中d处的局部放大视图;

图中:支撑架1、输送带11、固定滑块12、固定盘2、调节块21、调节架22、第一调节杆23、第二调节杆24、载物块25、货物26、支撑柱3、第一支撑盘31、活塞32、导缸33、第二支撑盘34、气缸杆35、丝环36、第一伸缩杆37、摩擦片38、调节滚轮39、压块310、第二伸缩杆311、补偿腔体312。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

如图1至图8所示,本发明所述的种delta并联四轴式机械手,包括支撑架1、固定盘2和支撑柱3;所述支撑架1的下方设有两个输送带11,其中一个输送带11导入全部货物26,另一个输送带11导出分拣货物26;所述支撑架1的下表面开设有导槽;所述导槽的内部滑动连接有固定滑块12;所述固定滑块12的下表面固连有调节块21;所述固定滑块12的下表面靠近固定滑块12的侧面位置固连有均匀布置的调节架22;所述调节架22的内部均转动连接有第一调节杆23;每个所述调节架22的侧面均固连有电机,且电机的输出轴均穿过对应的调节架22并与对应的第一调节杆23之间固定连接;所述第一调节杆23远离对应调节架22一侧端面位置均铰接有第二调节杆24;所述第二调节杆24远离对应第一调节杆23的一侧端面位置共同连有同一个固定盘2;所述固定盘2的下表面于固定盘2的轴线位置固连有载物块25;所述载物块25的下表面固连有货物26;所述调节块21的下表面开设有固定槽;所述固定槽的内部转动连接有第一支撑盘31;所述第一支撑盘31的下表面开设有移动槽;所述移动槽的内部滑动连接有支撑柱3;所述固定盘2的上表面于固定盘2的轴线位置铰接有导缸33;所述导缸33的上表面开设有缸槽;所述支撑柱3的下表面固连有活塞32,且活塞32滑动连接于缸槽的内部;工作时,delta并联四轴式机械手是一个机械系统,它使用几个计算机控制的串行链来支持一个单一的平台,或末端执行器,也许,最著名的并联机器人是由6个线性执行器组成的,这些执行器支持用于飞行模拟器等设备的可移动基座,人们常说并联机器人比串行机器人更硬、更快、更精确,现有技术中,虽然delta并联四轴式机械手所在的并联机器人与串行机器人相比,更硬、更快、更精确,但是并联机器人存在一个很致命的缺点是适用于快速的轻质货物26运输,对于较高重量的货物26,并联机器人无法有效的进行搬运工作,很多并联机器人都会设定负载上线,且负载上线额度均较低,并且delta并联四轴式机械手承重过程中,主要依靠第一调节杆23和第二调节杆24之间的相互连接来实现,长期工作,会对活动元件产生严重的损伤,使得机械手的精度下降,并且为了满足调节,在货物26搬运过程中,支撑柱3也会随着调节运动而进行对应倾斜调整,倾斜的支撑柱3非常不利于高负荷载重等问题,通过本发明的一种delta并联四轴式机械手,当需要搬运货物26时,首先启动电机,电机会带动对应第一调节杆23转动,第一调节杆23转动会带动对应第二调节杆24的运动,三组第一调节杆23和第二调节杆24之间的相互配合,实现对固定盘2的调节,通过固定盘2会带动其下表面的载物块25运动到货物26的正上方,通过载物块25将一侧输送带11表面的货物26固定,此时再次转动电机,实现货物26的吊起,固定盘2运动过程中,固定盘2会带动导缸33的运动,使得支撑柱3在导缸33的内部上下滑动调节,通过支撑柱3在移动槽的内部滑动调节、第一支撑盘31转动连接于固定槽的内部以及导缸33与固定盘2之间铰连接,使得支撑柱3和导缸33之间共同组成适应的支撑机构,该支撑机构可以始终保持竖立状态,当完成调节并载物过程中,通过固定滑块12在导槽的内部滑动,实现货物26转运,通过本发明有效的实现了固定盘2中部支撑机构始终保持竖立状态,使得固定盘2能够保持过硬的支撑状态,在进行货物26转运过程中,竖立的稳定支撑机构,可以大幅减少第一调节杆23和第二调节杆24的承重负荷,降低承重对调节机构的精度影响,提高了delta并联四轴式机械手的工作范围。

作为本发明的一种实施方式,所述导缸33的外弧面靠近固定盘2的上表面位置固连有第二支撑盘34;所述第二支撑盘34的下表面连有均匀布置的气缸杆35,且气缸杆35均与固定盘2的上表面之间固定连接,气缸杆35之间相互连通,且连通处设有控制阀;工作时,通过设置第二支撑盘34和气缸杆35,通过将第二支撑盘34固定于导缸33的表面,并通过气缸杆35将第二支撑盘34与固定盘2之间相互连接,当固定盘2载物调节后,固定盘2与第二支撑盘34之间会出现夹角,进而使得气缸杆35之间出现压缩和拉伸,由于气缸杆35之间相互连通,使得内部的气体可以相互流动,载物过程中,通过关闭连通处的控制阀,使得固定盘2和第二支撑盘34之间夹角固定,实现对固定盘2的支撑,进一步提高了固定盘2的承载能力。

作为本发明的一种实施方式,所述导缸33的内部靠近导缸33的上表面位置开设有转动槽;所述转动槽的槽口转动连接有丝环36;所述支撑柱3的外弧面开设有螺纹,且支撑柱3和丝环36之间螺纹连接;所述转动槽的槽底固连有均匀布置的第一伸缩杆37;所述第一伸缩杆37的活塞32杆均固连有摩擦片38;所述摩擦片38和丝环36相对一侧侧面均为糙面结构设计;工作时,通过设置丝环36,当支撑柱3在导缸33的内部上下滑动调整时,支撑柱3会带动丝环36转动,完成调节后,通过控制第一伸缩杆37的顶出,第一伸缩杆37会带动对应的摩擦片38运动,通过摩擦片38可以对丝环36进行固定,丝环36进而对支撑柱3进行固定,通过该结构可以有效的减少活塞32的承重,避免过载导致活塞32或导缸33发生损坏问题。

作为本发明的一种实施方式,所述移动槽的槽底开设有滚动槽;所述支撑柱3的上表面转动连接有调节滚轮39,且调节滚轮39滚动连接于滚动槽的内部;工作时,通过设置调节滚轮39,通过调节滚轮39在滚动槽的内部滚动,大幅减少了支撑柱3与移动槽之间的摩擦,大幅降低运动机构阻力。

作为本发明的一种实施方式,所述移动槽的槽底于滚动槽的两侧位置均开设有压槽;所述压槽的内部均滑动连接有压块310;所述压块310与对应压槽的槽底之间均固连有第二伸缩杆311;工作时,为了进一步避免支撑杆在移动槽的内部滑动,使得支撑机构发生偏位,通过设置压块310,通过第二伸缩杆311的伸出,第二伸缩杆311会带动压块310向下运动,压块310实现对支撑柱3的固定,避免支撑柱3在移动槽的内部移动,提高支撑效果。

作为本发明的一种实施方式,两个所述压块310的上表面均开设有均匀布置第一限位槽;所述支撑柱3的上表面于两个压块310的正下方位置均开设有第二限位槽,且第二限位槽和第一限位槽之间均相互匹配;工作时,通过将压块310和支撑柱3的相对一侧侧面均分别开设第一限位槽和第二限位槽,通过第一限位槽和第二限位槽的相互作用,使得压块310和支撑柱3之间更好的卡接一起,有效的提高了压块310的限位固定效果。

作为本发明的一种实施方式,所述导缸33和固定盘2之间为球头连接;所述第二支撑盘34和气缸杆35之间均球头连接;工作时,通过将导缸33和固定盘2、第二支撑盘34和气缸杆35之间均球头连接,使得上述连接机构的运动自由度更高,提高机械手的调节范围。

作为本发明的一种实施方式,所述调节滚轮39的外弧面开设有均匀布置滚齿;所述滚动槽的槽底开设有均匀布置的齿槽,且滚齿和齿槽之间相互匹配并啮合连接;工作时,通过将调节滚轮39的表面开设均匀布置的滚齿,通过滚齿与滚动槽的槽底的齿槽之间啮合连接,提高了调节滚轮39的调节精度,避免了调节滚轮39滚动时,发生滑动现象。

作为本发明的一种实施方式,每个所述第一调节杆23对应连接的第二调节杆24数量均设为二;工作时,通过将每个第一调节杆23对应的第二调节杆24设计数量为二,通过多对双第二调节杆24对固定盘2进行连接,连接的牢固性更高。

作为本发明的一种实施方式,所述固定盘2的内部开设有补偿腔体312,补偿腔体312与气缸杆35的内部之间均相互连通;工作时,通过设置补偿腔体312,通过补偿腔体312与气缸杆35的内部之间均相互连通,使得气缸杆35可以更为顺利的调节,减少了连通管道设置以及气流运动阻力。

作为本发明的一种实施方式,所述固定盘2的上表面于补偿腔体312的正上方位置开设有补气孔;所述补气孔的内部固连有补气阀;工作时,通过在固定盘2的表面设置补气孔,通过在补气孔的内部设置补气阀,通过补气阀可以对补偿腔体312的内部补充气体,及时补充因气缸杆35流失的部分气体。

具体工作流程如下:

工作时,当需要搬运货物26时,首先启动电机,电机会带动对应第一调节杆23转动,第一调节杆23转动会带动对应第二调节杆24的运动,三组第一调节杆23和第二调节杆24之间的相互配合,实现对固定盘2的调节,通过固定盘2会带动其下表面的载物块25运动到货物26的正上方,通过载物块25将一侧输送带11表面的货物26固定,此时再次转动电机,实现货物26的吊起,固定盘2运动过程中,固定盘2会带动导缸33的运动,使得支撑柱3在导缸33的内部上下滑动调节,通过支撑柱3在移动槽的内部滑动调节、第一支撑盘31转动连接于固定槽的内部以及导缸33与固定盘2之间铰连接,使得支撑柱3和导缸33之间共同组成适应的支撑机构,该支撑机构可以始终保持竖立状态,当完成调节并载物过程中,通过固定滑块12在导槽的内部滑动,实现货物26转运;通过设置第二支撑盘34和气缸杆35,通过将第二支撑盘34固定于导缸33的表面,并通过气缸杆35将第二支撑盘34与固定盘2之间相互连接,当固定盘2载物调节后,固定盘2与第二支撑盘34之间会出现夹角,进而使得气缸杆35之间出现压缩和拉伸,由于气缸杆35之间相互连通,使得内部的气体可以相互流动,载物过程中,通过关闭连通处的控制阀,使得固定盘2和第二支撑盘34之间夹角固定,实现对固定盘2的支撑,进一步提高了固定盘2的承载能力;通过设置丝环36,当支撑柱3在导缸33的内部上下滑动调整时,支撑柱3会带动丝环36转动,完成调节后,通过控制第一伸缩杆37的顶出,第一伸缩杆37会带动对应的摩擦片38运动,通过摩擦片38可以对丝环36进行固定,丝环36进而对支撑柱3进行固定,通过该结构可以有效的减少活塞32的承重,避免过载导致活塞32或导缸33发生损坏问题;通过设置调节滚轮39,通过调节滚轮39在滚动槽的内部滚动,大幅减少了支撑柱3与移动槽之间的摩擦,大幅降低运动机构阻力;通过设置压块310,通过第二伸缩杆311的伸出,第二伸缩杆311会带动压块310向下运动,压块310实现对支撑柱3的固定,避免支撑柱3在移动槽的内部移动,提高支撑效果;通过将压块310和支撑柱3的相对一侧侧面均分别开设第一限位槽和第二限位槽,通过第一限位槽和第二限位槽的相互作用,使得压块310和支撑柱3之间更好的卡接一起,有效的提高了压块310的限位固定效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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