两平动自由度气动机械手的制作方法

本发明属于机械手技术领域，特别是一种工作效率高，行程可变的两平动自由度气动机械手。

背景技术：
在高速机械手运动中，倍速机构通过导轨与带传动的配合使用，既可以发挥带传动平稳、噪音小的特点，同时可以实现快速传动和高精度传动。气缸倍速机构可以使滑块的移动速度及行程是气缸活塞运动速度及行程的两倍，从而加快机械手运动的速度，提高生产效率。现有气缸倍速机构，如中国发明专利申请“一种液压倍速机构”(申请号：201210081923.5，公开日：2012.7.25)，如图1所示，包括机架、传动绳一13、传动绳二9以及设置在机架上的动滑轮组件一、液压缸一2、定滑轮一1和定滑轮二8，定滑轮一1和定滑轮二8转动连接在机架上且位于动滑轮组件一的上方，液压缸一2的下方设置液压缸二3，动滑轮组件一的下方设置动滑轮组件二，动滑轮组件二包括设置在机架滑槽二内的动滑轮三4和动滑轮四6，动滑轮三4和动滑轮四6通过连接件二5连接，动滑轮一11和动滑轮二7通过连接件一10连接，传动绳一13的一端和传动绳二9的一端均固定在机架上，传动绳一13的另一端依次绕过动滑轮三4、动滑轮一11、定滑轮一1并固定在工件12上，传动绳二9的另一端依次绕过动滑轮四6、动滑轮二7、定滑轮二8并固定在工件12上。这种倍速机构由于该机构采用三组滑轮实现带传动，液压驱动采用两组液压缸，滑轮组的下方留有较大的空间，液压缸设置在滑轮组的边上，占用较大的空间，结构比较复杂，零部件较多，空间利用率不高，移动慢，工作效率不高，行程不可调。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种两平动自由度气动机械手，移动快速，行程可调。实现本发明目的的技术解决方案为：一种两平动自由度气动机械手，包括水平基座、竖直基架和水平导轨，所述基架下端固定在所述基座上，其上端固定在导轨上，所述导轨上设有一在气动倍速机构作用下沿导轨水平移动的机械臂，所述机械臂的另一端与一竖向气缸固定相连，所述竖向气缸通过一竖向活塞杆与一机械爪相连。所述气动倍速机构包括水平放置的双活塞杆气缸，所述双活塞杆气缸固定于基座上，其两端对称设有U形活塞杆一和活塞杆二，所述活塞杆一一端与水平气缸匹配连接，另一端通过转轴一与动带轮一连接，所述活塞杆二一端与水平气缸匹配连接，另一端通过转轴二与动带轮二连接；还包括与动带轮一和动带轮二位于同一竖向平面的定带轮一和定带轮二，所述定带轮一和定带轮二相对于由双活塞杆气缸竖直轴和基架构成的中心平面对称，所述定带轮一通过转轴三与立柱三的上端连接，所述立柱三的下端与基座固定连接，定带轮一位于动带轮一外侧上部，所述定带轮二通过转轴四与立柱四的上端连接，所述立柱四的下端与基座固定连接，定带轮二位于动带轮二外侧上部，还包括与动带轮一和动带轮二位于同一竖向平面的立柱一和立柱二，所述立柱一位于动带轮一的外侧下部，其下端与基座固定连接，其上端与皮带一的一端固定连接，所述皮带一的另一端依次绕过动带轮一的内侧和定带轮一的外侧后与机械臂固定连接，所述立柱二位于动带轮二的外侧下部，其下端与基座固定连接，其上端与皮带二的一端固定连接，所述皮带二的另一端依次绕过动带轮二的内侧和定带轮二的外侧后与机械臂固定连接。本发明与现有技术相比，其显著优点为：1、移动快速，工作效率高：只采用两组滑轮实现带传动，减少了带动长度，且活塞杆一和活塞杆二是同步移动的。2、行程可调：机械臂是可调式的机械臂，可以调节前后的距离。3、结构紧凑、空间利用率高：气缸一安装在滑轮组的下方，且位于立柱一和立柱二之间。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。附图说明图1为现有技术液压倍速机构的结构示意图。图2为本发明两平动自由度机械手的主视图。图3为本发明两平动自由度机械手的右视图。图4为本发明两平动自由度机械手的俯视图。图中，定滑轮一1，液压缸一2，液压缸二3，动滑轮三4，连接件二5，动滑轮四6，动滑轮二7，定滑轮二8，传动绳二9，连接件一10，动滑轮一11，工件12，传动绳一13；气缸一101，活塞杆一102，立柱三103，立柱一104，连接件一105，连接件二106，定带轮一107，皮带一108，带轮一109，基架110，导轨111，定带轮二112，连接件三113，皮带二114，动带轮二115，连接件四116，活塞杆二117，立柱二118，立柱四119，基座120，机械臂121，气缸二122，活塞杆三123，机械爪124。具体实施方式如图2所示，本发明两平动自由度气动机械手，包括水平基座120、竖直基架110和水平导轨111，所述基架110下端固定在所述基座120上，其上端固定在导轨111上，所述导轨111上设有一在气动倍速机构作用下沿导轨111水平移动的机械臂121，如图3所示，所述机械臂121的另一端与一竖向气缸122固定相连，所述竖向气缸122通过一竖向活塞杆123与一机械爪124相连。如图2所示，所述气动倍速机构包括水平放置的双活塞杆气缸101，所述双活塞杆气缸101固定于基座120上，其两端对称设有U形活塞杆一102和活塞杆二117，所述活塞杆一102一端与水平气缸101匹配连接，另一端通过转轴一105与动带轮一109连接，所述活塞杆二117一端与水平气缸101匹配连接，另一端通过转轴二116与动带轮二115连接；还包括与动带轮一109和动带轮二115位于同一竖向平面的定带轮一107和定带轮二112，所述定带轮一107和定带轮二112相对于由双活塞杆气缸101竖直轴和基架110构成的中心平面对称，所述定带轮一107通过转轴三106与立柱三104的上端连接，所述立柱三104的下端与基座120固定连接，定带轮一107位于动带轮一109外侧上部，所述定带轮二112通过转轴四113与立柱四118的上端连接，所述立柱四118的下端与基座120固定连接，定带轮二112位于动带轮二115外侧上部，还包括与动带轮一109和动带轮二115位于同一竖向平面的立柱一103和立柱二119，所述立柱一103位于动带轮一109的外侧下部，其下端与基座120固定连接，其上端与皮带一108的一端固定连接，所述皮带一108的另一端依次绕过动带轮一109的内侧和定带轮一107的外侧后与机械臂121固定连接，所述立柱二119位于动带轮二115的外侧下部，其下端与基座120固定连接，其上端与皮带二114的一端固定连接，所述皮带二114的另一端依次绕过动带轮二115的内侧和定带轮二112的外侧后与机械臂121固定连接。所述机械臂121的纵向长度可调。从而可以调节机械爪124前后方向的位置。下面结合图2-4详细介绍本发明的工作过程。首先，作为一种实施方式，如图2、3所示，存在三个平面：基座120所在的水平面、由双活塞杆气缸101竖直轴和基架110构成的中心平面和动带轮一109、动带轮二115、定带轮一107、定带轮二112、立柱一103、立柱二119及水平导轨111共同构成的皮带平面。皮带平面与中心平面相互垂直，皮带平面与中心平面垂直均与水平面。为使机械手的操作不受气动倍速机构干扰，皮带平面和机械手应分别位于基架110的两侧。为便于叙述，下面以观察者面对气动倍速机构，而机械手位于远端为例。如图2所示，双活塞杆气缸101位于下方正中，定带轮一107位于左上方，定带轮二112位于右上方。动带轮一109位于定带轮一107右侧下方，立柱一103位于动带轮一109的左侧下方。动带轮二115位于定带轮二112左侧下方，立柱二119位于动带轮二115的右侧下方。从而形成相对于中心平面的对称结构。如图2、4，当双活塞杆气缸101驱动U形活塞杆一102向左运动时，动带轮一109向左运动，皮带一108松驰。同时，动带轮二115也向左同步运动，但皮带二114张紧。从而带动机械臂121向右运动，且机械臂121向右运动的速度和行程都是双活塞杆气缸101的两倍。从而实现了水平方向的倍速移动。至于竖直方向，如图3所示，则通过机竖向气缸122的上下运动驱动竖向活塞杆123，从而使机械爪124上下移动。双活塞杆气缸101驱动U形活塞杆二117向右运动实现机械臂121向左运动的过程与上述过程相似，不再重复叙述。