基于桁架的钻杆搬运机械手的制作方法

本发明属于自动化机械设备的技术领域，具体涉及一种基于桁架的钻杆搬运机械手。

背景技术：

在机械制造业中，机械手作为一种搬运工具，可以将工件准确地运送至机床相应位置上。机械手在生产现场的广泛应用，降低了人工成本，提高了生产率，加快了实现工业生产自动化的步伐。但多数机械手结构复杂、成本高、占地面积大，具有特定的用途，不能满足中小批量的柔性生产需求。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种结构简单、成本低、占地面积小、活动范围大、通用性强的一种基于桁架的钻杆搬运机械手，该机械手具有四自由度，工作十分灵活，并且，通过更换相应的手爪，也可实现搬运其他不同形状的工件，适用于机床、加工中心和生产线等自动化搬运生产系统。

根据本发明的实施例，提供了基于桁架的钻杆搬运机械手，包括水平运动部分、上下运动部分、夹持部分，其中，所述水平运动部分用于使所述钻杆搬运机械手沿横梁(2)水平移动，其中，所述上下运动部分连接到所述水平部分，所述上下运动部分包括机械臂(4)，用于使所述钻杆搬运机械手在所述水平移动的基础上，沿所述机械臂(4)的方向进一步上下移动，其中，所述夹持部分包括腕部(5)和手爪(6)，并连接到所述机械臂(4)，用于进行手腕形式的转动和夹持动作。

该机械手具有结构简单、易控制、成本低、占地面积小、活动范围大和通用性强等特点，适用于机床、加工中心和生产线等自动化搬运生产系统。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的基于桁架的钻杆搬运机械手的立体示意图；

图2是根据本发明的实施例的钻杆搬运机械手的主视图；

图3是根据本发明的实施例的基于桁架的钻杆搬运机械手的左视图；

图4是图3的b-b截面的剖面图

图5是根据本发明的实施例的基于桁架的钻杆搬运机械手的手爪的主视图及a-a截面剖面图；

图中附图标记说明如下。

1：机架；2：横梁(x轴)；3：摆动关节(r轴)；4：机械臂(z轴)；5：腕部(回转w轴)；6：手爪；10：第一伺服电机；11：x轴托盘；12：第一减速器；14：第二减速器；15：第二伺服电机；16：机械臂座；18：齿轮齿条直线导轨副；19：锥齿轮副；20：手腕关节部件；21：第三伺服电机；22：第三减速器；31：气缸；32：手爪架；33：第二连杆；34：右夹；35：左夹；36：右夹中耳部；37：左夹中耳部；38：第一连杆；39：连接块；41：法兰。

具体实施方式

下面，结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

本领域的技术人员能够理解，尽管以下的说明涉及到有关本发明的实施例的很多技术细节，但这仅为用来说明本发明的原理的示例、而不意味着任何限制。本发明能够适用于不同于以下例举的技术细节之外的场合，只要它们不背离本发明的原理和精神即可。

另外，为了避免使本说明书的描述限于冗繁，在本说明书中的描述中，可能对可在现有技术资料中获得的部分技术细节进行了省略、简化、变通等处理，这对于本领域的技术人员来说是可以理解的，并且这不会影响本说明书的公开充分性。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参见图1和图2，显示了本发明的一种基于桁架的钻杆搬运机械手的立体图和主视图。

所述横梁2(x轴)的直线运动单元组件包括第一伺服电机10、第一减速器12、x轴托盘11和齿轮齿条直线导轨副18，横梁2固定在机架1上，横梁2和机械臂4通过摆动关节3连接，腕部5与机械臂4末端连接，手爪6与腕部连接实现了机械手在x轴方向的运动。

所述机械臂4(z轴)的直线运动单元组件与横梁2的直线运动单元组件及工作原理相同，实现机械手在z轴方向(图中的上下方向)的运动。具体地，通过固定在机械臂座16上的伺服电机、第一减速器、齿轮齿条直线导轨副(图中未标出)，机械臂4能够相对于机械臂座16(以其为基准)上下移动。

参见图2，所述摆动关节3包括机械臂座16、第二伺服电机15和第二减速器14，其中，第二减速器14通过轴毂连接到机械臂座16，从而能够带动机械臂座16摆动，并进一步带动机械臂4前后摆动；由此，实现了以x轴托盘为基座，机械臂座16绕回转轴(r轴)摆动，即机械臂4以横梁2为基座，绕回转轴摆动。

图3和图4显示了本发明的一种基于桁架的钻杆搬运机械手的左视图和b-b截面剖视图。

所述腕部5包括手腕关节部件20、第三伺服电机21和第三减速器22；第三伺服电机21与第三减速器22连接，第三减速器22与手腕关节部件20连接；其中，手腕关节部件20包括锥齿轮副19和法兰41，法兰41与手爪6连接，第三伺服电机21驱动，经第三减速器22减速，通过锥齿轮副19转变转动方向，使得手腕关节部件20绕w轴与机械臂4(z轴)转动，实现了手腕关节部件的姿态调整。

图5显示了本发明的一种基于桁架的钻杆搬运机械手的手爪6的主视图及a-a截面剖面图，手爪6包括气缸31、手爪架32、左夹35、右夹34、第一连杆38、第二连杆33和连接块39，手爪架32与腕部5连接，气缸31固定在手爪架32上，连接块39与气缸31的缸头连接，第一连杆38和第二连杆33分别与连接块39铰接，左夹35和右夹34分别与第一连杆38和第二连杆33铰接，左夹中耳部37和右夹中耳部36分别与手爪架32铰接；手爪6属于气动手爪，其具有结构简单、控制可靠、灵活性好和准确性高等特点，适用于夹取圆柱状工件。

最后，本领域的技术人员能够理解，对本发明的上述实施例能够做出各种修改、变型、以及替换，其均落入如所附权利要求限定的本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本申请公开了一种基于桁架的钻杆搬运机械手，包括水平运动部分、上下运动部分、夹持部分，其中，所述水平运动部分用于使所述钻杆搬运机械手沿横梁(2)水平移动，其中，所述上下运动部分连接到所述水平部分，所述上下运动部分包括机械臂(4)，用于使所述钻杆搬运机械手在所述水平移动的基础上，沿所述机械臂(4)的方向进一步上下移动，其中，所述夹持部分包括腕部(5)和手爪(6)，并连接到所述机械臂(4)，用于进行手腕形式的转动和夹持动作。该机械手具有结构简单、易控制、成本低、占地面积小、活动范围大和通用性强等特点，适用于机床、加工中心和生产线等自动化搬运生产系统。

技术研发人员：田东庄;陈彦宇;董萌萌;许翠华;王亚波;周春;黄煌
受保护的技术使用者：中煤科工集团西安研究院有限公司
技术研发日：2017.04.19
技术公布日：2017.09.22