一种智能机械手搬运装置的制作方法

本实用新型涉及一种搬运装置，具体地说，涉及一种智能机械手搬运装置。

背景技术：

目前，如果要将待搬运物（例如铁片堆）从一个地方搬运到目的地，一般由人工搬运来完成，而人工搬运存在劳动强度大、生产效率低等缺点。

为了降低劳动强度、提高生产效率，设计出一种能够自动地将待搬运物从一个地方搬运到目的地的智能机械手搬运装置，这已经成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能机械手搬运装置，该智能机械手搬运装置能够自动地将待搬运物从一个地方搬运到目的地，从而降低了劳动强度、提高了生产效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种智能机械手搬运装置，其特征在于：包括机架、水平直线滑动机构、直线升降机构和机械手机构；

上述机架包括支柱和横梁，上述支柱竖直设置，上述横梁水平设在支柱上；

上述水平直线滑动机构可水平直线滑动地安装在横梁上；

上述直线升降机构可直线升降地安装在水平直线滑动机构上；

上述机械手机构安装在直线升降机构的下端上。

搬运时，使机械手机构位于待搬运物的正上方，并以此时机械手机构的位置为初始位置（该初始位置包括横向初始位置和纵向初始位置）；

然后，直线升降机构直线下降，直到机械手机构位于待搬运物的旁边，此时，机械手机构位于横向初始位置上；

接着，机械手机构从待搬运物的两侧夹住待搬运物；

然后，直线升降机构直线上升，直到机械手机构位于初始位置上，即机械手机构位于横向初始位置和纵向初始位置上；

接着，水平直线滑动机构水平直线滑动到搬运目的地的正上方，此时，机械手机构位于纵向初始位置上；

然后，直线升降机构直线下降，直到机械手机构上的待搬运物位于搬运目的地上；

接着，机械手机构将待搬运物放开，这样，待搬运物便从一个地方搬运到目的地；

然后，直线升降机构直线上升，直到机械手机构位于纵向初始位置上；

最后，水平直线滑动机构水平直线滑动，直到机械手机构位于横向初始位置和纵向初始位置上，从而使机械手机构复位，以便下一次搬运的进行。

作为本实用新型中的水平直线滑动机构的优选技术方案：

所述水平直线滑动机构包括水平直线导轨、水平滑动座、水平驱动机构；

上述水平直线导轨水平地固定安装在横梁上；

上述水平滑动座通过水平直线导轨可水平直线滑动地安装在横梁上；

上述水平驱动机构设在横梁和水平滑动座上，上述水平驱动机构与水平滑动座传动连接。

作为本实用新型中的水平驱动机构的优选技术方案：

所述水平驱动机构包括水平齿条、水平驱动电机和水平传动齿轮；

上述水平齿条水平地固定安装在横梁上，上述水平齿条与水平直线导轨平行设置；

上述水平驱动电机固定安装在水平滑动座上；

上述水平传动齿轮同轴地固定安装在水平驱动电机的动力输出轴上，上述水平传动齿轮与水平齿条啮合。

当水平驱动电机转动时，水平驱动电机驱动水平传动齿轮转动，水平传动齿轮在水平齿条的作用下，带动水平滑动座沿着水平直线导轨水平直线滑动，从而使水平滑动座上的机械手机构在横向初始位置和目的地横向位置之间来回地水平直线滑动。

作为本实用新型中的直线升降机构的优选技术方案：

所述直线升降机构包括竖直直线导轨、直线型机械手臂和升降驱动机构；

上述竖直直线导轨竖直地固定安装在直线型机械手臂上；

上述直线型机械手臂通过竖直直线导轨可上下直线滑动地安装在水平滑动座上，上述直线型机械手臂的下端与机械手机构连接；

上述升降驱动机构设在水平滑动座和直线型机械手臂上，上述升降驱动机构与直线型机械手臂传动连接。

作为本实用新型中的升降驱动机构的优选技术方案：

所述升降驱动机构包括竖直齿条、升降驱动电机和升降传动齿轮；

上述竖直齿条竖直地安装在直线型机械手臂上，上述竖直齿条与竖直直线导轨平行设置；

上述升降驱动电机固定安装在水平滑动座上；

上述升降传动齿轮同轴地固定安装在升降驱动电机的动力输出轴上，上述升降传动齿轮与竖直齿条啮合。

当升降驱动电机转动时，升降驱动电机驱动升降传动齿轮转动，升降传动齿轮在竖直齿条的作用下，带动直线型机械手臂沿着竖直直线导轨上下直线滑动，从而使直线型机械手臂上的机械手机构在纵向初始位置和目的地纵向位置之间来回地上下直线运动。

作为本实用新型中的机械手机构的优选技术方案：

所述机械手机构包括连接件、安装座、水平安装轴、第一夹手和第二夹手；

上述连接件安装在直线升降机构的下端上；

上述安装座固定安装在连接件上；

上述水平安装轴水平地安装在安装座上；

上述第一夹手和第二夹手分别安装在水平安装轴的两端上，上述第一夹手和第二夹手位于同一平面上。

上述连接件的作用是：用于连接直线升降机构的下端和安装座，从而方便于直线升降机构和安装座的安装。

作为本实用新型中的机械手机构的进一步改进技术方案：

所述连接件通过一个旋转连接机构安装在直线升降机构的下端上；

上述旋转连接机构包括连接座和摆动气缸；

上述连接座固定安装在直线升降机构的下端上；

上述摆动气缸的缸体固定安装在连接座上；

上述摆动气缸的回转盘与连接件固定连接。

上述连接座的作用是：用于连接直线升降机构的下端和摆动气缸的缸体，从而方便于直线升降机构和摆动气缸的安装。

上述摆动气缸也称为旋转气缸，其作用是：使第一夹手和第二夹手旋转一定的角度，以实现待搬运物的角度转化。

当摆动气缸启动时，摆动气缸的回转盘转过一定的角度，摆动气缸的回转盘带动连接件、安装座、水平安装轴、第一夹手和第二夹手一起转过一定的角度，从而使第一夹手和第二夹手上的待搬运物也转过一定的角度，以实现待搬运物的角度转化。

作为本实用新型中的第一夹手和第二夹手的安装角度的优选技术方案：

所述第一夹手和第二夹手朝向相同设置、朝向相对设置或朝向交叉设置。

当第一夹手和第二夹手朝向相同设置时，第一夹手和第二夹手从待搬运物的同一侧边夹住待搬运物进行搬运；

当第一夹手和第二夹手朝向相对设置时，第一夹手和第二夹手从待搬运物的相对两侧边夹住待搬运物进行搬运；

当第一夹手和第二夹手朝向交叉设置时，第一夹手和第二夹手从待搬运物的相邻两侧边夹住待搬运物进行搬运；

作为本实用新型中的第一夹手和第二夹手的具体结构的优选技术方案：

所述第一夹手包括第一安装架、第一导杆气缸、第一夹座、第一固定夹爪、第一夹爪气缸和第一活动夹爪；

上述第一安装架固定安装在水平安装轴的一端上；

上述第一导杆气缸的缸体安装在第一安装架上；

上述第一夹座固定安装在第一导杆气缸的活塞杆上；

上述第一固定夹爪固定地安装在第一夹座上；

上述第一夹爪气缸的缸体固定安装在第一夹座上；

上述第一活动夹爪固定安装在第一夹爪气缸的活塞杆上，上述第一活动夹爪与第一固定夹爪靠近或远离配合；

所述第二夹手包括第二安装架、第二导杆气缸、第二夹座、第二固定夹爪、第二夹爪气缸和第二活动夹爪；

上述第二安装架固定安装在水平安装轴的另一端上；

上述第二导杆气缸的缸体安装在第二安装架上；

上述第二夹座固定安装在第二导杆气缸的活塞杆上；

上述第二固定夹爪固定地安装在第二夹座上；

上述第二夹爪气缸的缸体固定安装在第二夹座上；

上述第二活动夹爪固定安装在第二夹爪气缸的活塞杆上，上述第二活动夹爪与第二固定夹爪靠近或远离配合。

当第一导杆气缸的活塞杆伸长时，第一导杆气缸的活塞杆驱动第一夹座向靠近待搬运物的方向运动，直到第一固定夹爪和第一活动夹爪套在待搬运物的侧边上；然后，第一夹爪气缸的活塞杆伸长，第一夹爪气缸的活塞杆驱动第一活动夹爪与第一固定夹爪靠近配合，直到第一活动夹爪和第一固定夹爪夹住待搬运物；同理，当第二导杆气缸的活塞杆伸长时，第二导杆气缸的活塞杆驱动第二夹座向靠近待搬运物的方向运动，直到第二固定夹爪和第二活动夹爪套在待搬运物的侧边上；然后，第二夹爪气缸的活塞杆伸长，第二夹爪气缸的活塞杆驱动第二活动夹爪与第二固定夹爪靠近配合，直到第二活动夹爪和第二固定夹爪夹住待搬运物。

当第一夹爪气缸的活塞杆缩短时，第一夹爪气缸的活塞杆驱动第一活动夹爪与第一固定夹爪远离配合，直到第一活动夹爪和第一固定夹爪放开待搬运物；然后，第一导杆气缸的活塞杆缩短，第一导杆气缸的活塞杆驱动第一夹座向远离待搬运物的方向运动，直到第一固定夹爪和第一活动夹爪与待搬运物分离；同理，当第二夹爪气缸的活塞杆缩短时，第二夹爪气缸的活塞杆驱动第二活动夹爪与第二固定夹爪远离配合，直到第二活动夹爪和第二固定夹爪放开待搬运物；然后，第二导杆气缸的活塞杆缩短，第二导杆气缸的活塞杆驱动第二夹座向远离待搬运物方向运动，直到第二固定夹爪和第二活动夹爪与待搬运物分离。

作为本实用新型中的第一夹手和第二夹手的更加优选技术方案：

所述第一导杆气缸和第二导杆气缸的缸体与水平面形成一定的角度。

当第一导杆气缸和第二导杆气缸的缸体与水平面形成一定的角度时，使待搬运物也与水平面形成一定的角度放置，这样，第一导杆气缸其活塞杆上的第一固定夹爪和第一活动夹爪、第二导杆气缸其活塞杆上的第二固定夹爪和第二活动夹爪，能够直接从待搬运物的侧边夹住待搬运物进行搬运，从而减少了搬运过程的中间环节（例如过渡传送台的搬运），大大地提高了生产效率、节约了成本，也使设备的体积大大地缩小，节约了设备的占用空间，因此，设备受空间的限制小，设备的布置比较灵活，从而有利于提高厂房空间的利用率。

本实用新型对照现有技术的有益效果是：

由于本智能机械手搬运装置包括机架、水平直线滑动机构、直线升降机构和机械手机构；上述机架包括支柱和横梁，上述支柱竖直设置，上述横梁水平设在支柱上；上述水平直线滑动机构可水平直线滑动地安装在横梁上；上述直线升降机构可直线升降地安装在水平直线滑动机构上；上述机械手机构安装在直线升降机构的下端上；所以，本智能机械手搬运装置能够自动地将待搬运物从一个地方搬运到目的地，从而降低了劳动强度、提高了生产效率。

同时，本智能机械手搬运装置还具有结构简单、设计新颖、自动化程度高、成本低、体积小、占用空间少、布置灵活、抓送精准、响应速度快、运行平稳、操作简单、安装和维护方便、易于推广等优点。

本智能机械手搬运装置适用于各种尺寸制罐铁片堆的搬运，本智能机械手搬运装置特别适用于大罐径制罐铁片堆的搬运。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明，以使本领域的技术人员能够更加充分地理解本实用新型的技术内容。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例在搬运初始状态下的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例在机械手机构直线下降并夹住待搬运物时的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例在机械手机构夹住待搬运物并直线上升到初始位置时的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例在机械手机构夹住待搬运物并水平直线滑动到搬运目的地上方时的结构示意图；

图6是本实用新型优选实施例在机械手机构夹住待搬运物转过一定角度并直线下降到搬运目的地上时的结构示意图；

图7是本实用新型优选实施例在机械手机构放开待搬运物并直线上升到搬运目的地上方时的结构示意图；

图8是本实用新型优选实施例在机械手机构回转复位并向初始位置水平直线滑动时的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本优选实施例中的智能机械手搬运装置，包括机架1、水平直线滑动机构2、直线升降机构3和机械手机构4。

上述机架1包括支柱11和横梁12，上述支柱11竖直设置，上述横梁12水平设在支柱11上。

上述水平直线滑动机构2包括水平直线导轨21、水平滑动座22、水平驱动机构23；

上述水平直线导轨21水平地固定安装在横梁12上；

上述水平滑动座22通过水平直线导轨21可水平直线滑动地设在横梁12上；

上述水平驱动机构23包括水平齿条231、水平驱动电机232和水平传动齿轮233；

上述水平齿条231水平地固定安装在横梁12上，上述水平齿条231与水平直线导轨21平行设置；

上述水平驱动电机232固定安装在水平滑动座22上；

上述水平传动齿轮233同轴地固定安装在水平驱动电机232的动力输出轴上，上述水平传动齿轮233与水平齿条231啮合；

这样，水平驱动机构23的水平驱动电机232便通过水平传动齿轮233和水平齿条231啮合而与水平滑动座22传动连接。

上述直线升降机构3包括竖直直线导轨31、直线型机械手臂32和升降驱动机构33；

上述竖直直线导轨31竖直地固定安装在直线型机械手臂32上；

上述直线型机械手臂32通过竖直直线导轨31可上下直线滑动地安装在水平滑动座22上；

上述升降驱动机构33包括竖直齿条331、升降驱动电机332和升降传动齿轮（图1中未显示）；

上述竖直齿条331竖直地安装在直线型机械手臂32上，上述竖直齿条331与竖直直线导轨31平行设置；

上述升降驱动电机332固定安装在水平滑动座22上；

上述升降传动齿轮同轴地固定安装在升降驱动电机332的动力输出轴上，上述升降传动齿轮与竖直齿条331啮合；

这样，升降驱动机构33的升降驱动电机332便通过升降传动齿轮和竖直齿条331啮合而与直线型机械手臂32传动连接。

上述机械手机构4包括连接件41、旋转连接机构42、安装座43、水平安装轴44、第一夹手45和第二夹手46。

上述旋转连接机构42包括连接座421和摆动气缸422；

上述连接座421固定安装在直线升降机构3其直线型机械手臂32的下端上；

上述摆动气缸422的缸体4221固定安装在连接座421上；

上述连接件41固定设在旋转连接机构42其摆动气缸422的回转盘4222上；

上述安装座43固定安装在连接件41上；

上述水平安装轴44水平地安装在安装座43上。

上述第一夹手45和第二夹手46分别安装在水平安装轴44的两端上，上述第一夹手45和第二夹手46位于同一平面上，上述第一夹手45和第二夹手46朝向交叉设置。

上述第一夹手45包括第一安装架451、第一导杆气缸452、第一夹座453、第一固定夹爪454、第一夹爪气缸455和第一活动夹爪456；

上述第一安装架451固定安装在水平安装轴44的一端上；

上述第一导杆气缸452的缸体安装在第一安装架451上；

上述第一夹座453固定安装在第一导杆气缸452的活塞杆上；

上述第一固定夹爪454固定地安装在第一夹座453上；

上述第一夹爪气缸455的缸体固定安装在第一夹座453上；

上述第一活动夹爪456固定安装在第一夹爪气缸455的活塞杆上，上述第一活动夹爪456与第一固定夹爪454靠近或远离配合。

上述第二夹手46包括第二安装架461、第二导杆气缸462、第二夹座463、第二固定夹爪464、第二夹爪气缸465和第二活动夹爪466；

上述第二安装架461固定安装在水平安装轴44的另一端上；

上述第二导杆气缸462的缸体安装在第二安装架461上；

上述第二夹座463固定安装在第二导杆气缸462的活塞杆上；

上述第二固定夹爪464固定地安装在第二夹座463上；

上述第二夹爪气缸465的缸体固定安装在第二夹座463上；

上述第二活动夹爪466固定安装在第二夹爪气缸465的活塞杆上，上述第二活动夹爪466与第二固定夹爪464靠近或远离配合。

上述第一导杆气缸452的缸体和第二导杆气缸462的缸体与水平面形成一定的角度。

下面结合附图对本优选实施例的工作过程及相关工作原理做进一步的详细说明，以使本领域的技术人员能够更加充分地理解本实用新型的技术内容：

搬运时，如图2所示，使机械手机构4位于待搬运物10的正上方，并以此时机械手机构4的位置为初始位置（该初始位置包括横向初始位置和纵向初始位置）；同时，使待搬运物10也与水平面形成一定的角度放置；然后，升降驱动电机332正向转动，升降驱动电机332驱动升降传动齿轮正向转动，升降传动齿轮在竖直齿条331的作用下，带动直线型机械手臂32沿着竖直直线导轨31向下直线滑动，直到直线型机械手臂32上的机械手机构4位于待搬运物10的旁边，此时，机械手机构4位于横向初始位置上，如图3所示；接着，第一导杆气缸452的活塞杆伸长，第一导杆气缸452的活塞杆驱动第一夹座453向靠近待搬运物10的方向运动，直到第一固定夹爪454和第一活动夹爪456套在待搬运物10的一侧边上；与此同时，第二导杆气缸462的活塞杆伸长，第二导杆气缸462的活塞杆驱动第二夹座463向靠近待搬运物10的方向运动，直到第二固定夹爪464和第二活动夹爪466套在待搬运物10的另一相邻侧边上；然后，第一夹爪气缸455的活塞杆伸长，第一夹爪气缸455的活塞杆驱动第一活动夹爪456与第一固定夹爪454靠近配合，直到第一活动夹爪456和第一固定夹爪454夹住待搬运物10；与此同时，第二夹爪气缸465的活塞杆伸长，第二夹爪气缸465的活塞杆驱动第二活动夹爪466与第二固定夹爪464靠近配合，直到第二活动夹爪466和第二固定夹爪464夹住待搬运物10，如图3所示；

如图3所示，当第一活动夹爪456和第一固定夹爪454、第二活动夹爪466和第二固定夹爪464分别夹住待搬运物10时，如图3所示，升降驱动电机332反向转动，升降驱动电机332驱动升降传动齿轮反向转动，升降传动齿轮在竖直齿条331的作用下，带动直线型机械手臂32沿着竖直直线导轨31向上直线滑动，直到直线型机械手臂32上的机械手机构4位于初始位置上，即机械手机构4位于横向初始位置和纵向初始位置上，如图4所示。

如图4所示，当夹有待搬运物10的机械手机构4位于初始位置时，水平驱动电机232正向转动，水平驱动电机232驱动水平传动齿轮233正向转动，水平传动齿轮233在水平齿条231的作用下，带动水平滑动座22沿着水平直线导轨21水平向右直线滑动，直到水平滑动座22上的机械手机构4移动到目的地横向位置上，即水平滑动座22上的机械手机构4移动到目的地的正上方，此时，机械手机构4位于纵向初始位置上，如图5所示。

如图5所示，当夹有待搬运物10的机械手机构4移动到目的地的正上方时，摆动气缸422的回转盘4222转过一定的角度，摆动气缸422的回转盘4222带动连接件41、连接座421、水平安装轴44、第一夹手45和第二夹手46一起转过一定的角度，从而使第一夹手45和第二夹手46上的待搬运物10也转过一定的角度，以实现待搬运物10的角度转化；然后；升降驱动电机332正向转动，升降驱动电机332驱动升降传动齿轮正向转动，升降传动齿轮在竖直齿条331的作用下，带动直线型机械手臂32沿着竖直直线导轨31向下直线滑动，直到机械手机构4上的待搬运物10位于搬运目的地上，如图6所示。

如图6所示，当第一夹手45和第二夹手46上的待搬运物10转过一定的角度且下降到搬运目的地上时，第一夹爪气缸455的活塞杆缩短，第一夹爪气缸455的活塞杆驱动第一活动夹爪456与第一固定夹爪454远离配合，直到第一活动夹爪456和第一固定夹爪454放开待搬运物10；与此同时，第二夹爪气缸465的活塞杆缩短，第二夹爪气缸465的活塞杆驱动第二活动夹爪466与第二固定夹爪464远离配合，直到第二活动夹爪466和第二固定夹爪464放开待搬运物10；然后，第一导杆气缸452的活塞杆缩短，第一导杆气缸452的活塞杆驱动第一夹座453向远离待搬运物10的方向运动，直到第一固定夹爪454和第一活动夹爪456与待搬运物10分离；与此同时，第二导杆气缸462的活塞杆缩短，第二导杆气缸462的活塞杆驱动第二夹座463向远离待搬运物10的方向运动，直到第二固定夹爪464和第二活动夹爪466与待搬运物10分离；这样，机械手机构4便将待搬运物10放开，待搬运物10便从一个地方搬运到目的地；接着，升降驱动电机332反向转动，升降驱动电机332驱动升降传动齿轮反向转动，升降传动齿轮在竖直齿条331的作用下，带动直线型机械手臂32沿着竖直直线导轨31向上直线滑动，直到直线型机械手臂32上的机械手机构4位于搬运到目的地的正上方，此时，机械手机构4位于纵向初始位置上，如图7所示。

如图7所示，当机械手机构4放开待搬运物10并直线上升到搬运到目的地的正上方时，摆动气缸422的回转盘4222回转复位，摆动气缸422的回转盘4222带动连接件41、安装座43、水平安装轴44、第一夹手45和第二夹手46一起回转复位，如图8所示；然后，水平驱动电机232反向转动，水平驱动电机232驱动水平传动齿轮233反向转动，水平传动齿轮233在水平齿条231的作用下，带动水平滑动座22沿着水平直线导轨21水平向左直线滑动，直到水平滑动座22上的机械手机构4移动到初始位置上，即机械手机构4位于横向初始位置和纵向初始位置上，从而使机械手机构4复位，以便下一次搬运的进行，如图2所示。

附图中箭头所示的方向为水平直线滑动方向或直线升降方向。

上述具体实施方式的内容只是本实用新型的优选实施例，上述优选实施例并非用来限定本实用新型的实施范围，因此，凡是依照本实用新型其权利要求的保护范围所做出的各种各样的等同变换，均被本实用新型其权利要求的保护范围所覆盖。