混联构型冲压上下料机械手的制作方法

本发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种机械手。

背景技术：

冲压作为一种很重要的加工方法，在机械生产中占有重要的地位。冲压生产线作为冲压技术的关键技术，从二十世纪五十年代的单机冲压线到现在追求的新型自动化冲压线，在生产效率、产品品质及人员安全等方面已经发生了重大改变。上下料机械手作为冲压自动化生产线的重要组成部分，其性能的好坏已经成为衡量冲压生产线自动化程度高低的重要标志之一。目前，串联构型的上下料机械手作为冲压线上的主要机型，对提高冲压自动化技术起到了至关重要的作用，但在应用的过程中也有自身构型特点带来的缺陷，比如承载和调整能力较差等。因此，开发能够弥补串联构型缺陷的新构型上下料机械手尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工作空间大、承载力大、可调整能力强混联构型冲压上下料机械手。

本发明的技术方案如下：

本发明包括机架、大臂、小臂、端拾器；机架为框架结构，大臂的一端与机架连接，该大臂的另一端与小臂的一端连接，该小臂的另一端与端拾器连接，端拾器抓住工件；

所述大臂包括一对第一基座、矩形顶部转动件、第一支链、第二支链、U形组件、第一直线驱动杆；在所述大臂中，一对第一基座分别固定在机架中部纵向的两端，矩形顶部转动件的两端分别通过第六转动轴与第一基座连接，第一直线驱动杆的一端通过第八转动轴与矩形顶部转动件中部连接，该第一直线驱动杆的另一端通过第七转动轴与机架的中部连接，该机架中部的连接座轴线与第一基座垂直；

第一支链和第二支链对称布置在矩形顶部转动件两侧，第一支链的一端分别通过第一转动轴、第二转动轴、第十转动轴与矩形顶部转动件的一侧连接，第二支链的一端分别通过一对第五转动轴与矩形顶部转动件的另一侧连接，U形组件是由两个U形部件组成，其中部通过连接件连接，其中一个U形部件的上端通过第三转动轴与第一支链的另一端连接，另一个U形部件的上端通过第四转动轴与第二支链的另一端连接；所述第一支链包括一个双平行四边形机构、第二直线驱动杆和第三直线驱动杆，其中第二直线驱动杆的一端通过第十转动轴与矩形顶部转动件连接，该第二直线驱动杆的另一端通过第九转动轴与双平行四边形机构中的第一H形连杆的一端连接，第三直线驱动杆的一端通过第二转动轴与矩形顶部转动件连接，该第三直线驱动杆的另一端通过第十一转动轴与双平行四边形机构中第六H形连杆的中下部连接，在所述双平行四边形机构中，所述第一H形连杆的中上部和一端分别通过第一转动轴和第十二转动轴与第六H形连杆的一端和第四H形连杆的一端连接，第六H形连杆的另一端通过第十四转动轴与第五H形连杆的一端连接，第五H形连杆的中下部和另一端分别通过一对第十三转动轴与第四H形连杆的中上部和第二H形连杆的一端连接，第四H形连杆的另一端和第二H形连杆的另一端分别通过一对第三转动轴与第三H形连杆的两端连接，所述的一对第三转动轴之间的距离与所述的一对第十三转动轴之间的距离相等，第十三转动轴和第十四转动轴之间的距离与第十二和第一转动轴之间的距离相等，所述第一支链中的所有转动轴相互平行安装；

所述第二支链包括一个双平行四边形机构和第二直线驱动杆，在所述第二支链中，除没有第三直线驱动杆及其连接的转动轴外，其它部件和联接方式均与第一支链相同；

所述小臂中的第四直线驱动杆的一端通过第十七转动轴与固定在上述两个U形部件之间的连接件的中部连接，该第四直线驱动杆的另一端通过第十五转动轴与传动件连接，该传动件通过第十六转动轴与U形组件的底部连接，所述传动件的底部分别与上滑块组固连，该上滑块组固连在齿形带上面，该齿形带通过同步带组件与电机的输出轴连接，该电机与小臂机架固连，上述齿形带的下面与下滑块组固连，该下滑块组与端拾器固连。

上下料机械手工作时，通过第一直线驱动杆驱动，实现大臂在两个压机方向的摆动，通过两条支链中的三个直线驱动杆的协调运动实现大臂在其所在平面内的二维移动和一维转动，分别通过第四直线驱动杆和电机的驱动实现端拾器的俯仰摆动和快速移动。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

没有复杂的虎克角、球铰，工艺性好，制造成本低，承载能力大，适应性强，刚度大，能够有效提高冲压线上下料速度及生产效率，保证冲压件的产品质量。

附图说明

图1是本发明的示意简图。

图2是本发明的大臂结构示意简图。

图3是本发明的第一支链结构示意简图。

图4是本发明的小臂结构示意简图。

图中：1.机架、2.大臂、3.小臂、4.端拾器、5.工件、6、6＇.压机、7、7＇.第一基座、8.矩形顶部转动件、9.第一支链、10.第二支链、11.U形组件、12.第一转动轴、13.第二转动轴、14、14＇.第三转动轴、15.第四转动轴、16、16＇.第五转动轴、17.第六转动轴、18.第七转动轴、19.第一直线驱动杆、20.第八转动轴、21.第九转动轴、22.第二直线驱动杆、23.第十转动轴、24.第十一转动轴、25.第一H形连杆、26.第十二转动轴、27、27＇.第十三转动轴、28.第二H形连杆、29.连接件、30.第三H形连杆、31.第四H形连杆、32.第五H形连杆、33.第十四转动轴、34.第六H形连杆、35.第三直线驱动杆、36.第四直线驱动杆、37.第十五转动轴、38.传动件、39.齿形带、40.小臂机架、41.下滑块组、42.上滑块组、43.电机、44.同步带组件、45.第十六转动轴、46.第十七转动轴

具体实施方式

在图1-4所示的混联构型冲压上下料机械手示意图中，所述混联构型上下料机械手包括机架1、大臂2、小臂3、端拾器4；机架1为框架结构，大臂2的一端与机架连接，该大臂的另一端与小臂3的一端连接，该小臂的另一端与端拾器4连接，端拾器抓住工件5；

所述大臂包括一对第一基座7、7＇、矩形顶部转动件8、第一支链9、第二支链10、U形组件11、第一直线驱动杆19；在所述大臂中，一对第一基座7、7＇分别固定在机架中部纵向的两端，矩形顶部转动件8的两端分别通过第六转动轴17与第一基座连接，第一直线驱动杆19的一端通过第八转动轴20与矩形顶部转动件中部连接，该第一直线驱动杆的另一端通过第七转动轴18与机架的中部连接，该机架中部的连接座轴线与第一基座垂直；

第一支链9和第二支链10对称布置在矩形顶部转动件两侧，第一支链的一端分别通过第一转动轴12、第二转动轴13、第十转动轴23与矩形顶部转动件的一侧连接，第二支链的一端分别通过一对第五转动轴16、16＇与矩形顶部转动件的另一侧连接，U形组件11是由两个U形部件组成，其中部通过连接件29连接，其中一个U形部件的上端通过第三转动轴14与第一支链的另一端连接，另一个U形部件的上端通过第四转动轴15与第二支链的另一端连接；所述第一支链包括一个双平行四边形机构、第二直线驱动杆22和第三直线驱动杆35，其中第二直线驱动杆22的一端通过第十转动轴23与矩形顶部转动件连接，该第二直线驱动杆的另一端通过第九转动轴21与双平行四边形机构中的第一H形连杆25的一端连接，第三直线驱动杆35的一端通过第二转动轴与矩形顶部转动件连接，该第三直线驱动杆的另一端通过第十一转动轴24与双平行四边形机构中第六H形连杆34的中下部连接，在所述双平行四边形机构中，所述第一H形连杆的中上部和一端分别通过第一转动轴和第十二转动轴26与第六H形连杆的一端和第四H形连杆31的一端连接，第六H形连杆的另一端通过第十四转动轴33与第五H形连杆32的一端连接，第五H形连杆的中下部和另一端分别通过一对第十三转动轴27、27＇与第四H形连杆的中上部和第二H形连杆28的一端连接，第四H形连杆的另一端和第二H形连杆的另一端分别通过一对第三转动轴14、14＇与第三H形连杆30的两端连接，所述的一对第三转动轴之间的距离与所述的一对第十三转动轴之间的距离相等，第十三转动轴27和第十四转动轴之间的距离与第十二和第一转动轴之间的距离相等，所述第一支链中的所有转动轴相互平行安装；

所述第二支链包括一个双平行四边形机构和第二直线驱动杆，在所述第二支链中，除没有第三直线驱动杆及其连接的转动轴外，其它部件和联接方式均与第一支链相同；

所述小臂中的第四直线驱动杆36的一端通过第十七转动轴46与固定在上述两个U形部件之间的连接件29的中部连接，该第四直线驱动杆的另一端通过第十五转动轴37与传动件38连接，该传动件通过第十六转动轴45与U形组件的底部连接，所述传动件的底部分别与上滑块组42固连，该上滑块组固连在齿形带39上面，该齿形带通过同步带组件与电机43的输出轴连接，该电机与小臂机架40固连，上述齿形带的下面与下滑块组41固连，该下滑块组与端拾器固连。

上下料机械手工作时，通过第一直线驱动杆驱动，实现大臂在两个压机6、6＇方向的摆动，通过两条支链中的三个直线驱动杆的协调运动实现大臂在其所在平面内的二维移动和一维转动，分别通过第四直线驱动杆和电机的驱动实现端拾器的俯仰摆动和快速移动。