一种三段式升降机构及其机械手的制作方法

1.本实用新型涉及机械手技术领域，具体为一种三段式升降机构及其机械手。


背景技术：

2.机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，特别是在注塑行业中，注塑机械手是为注塑生产自动化专门配备的机械，它可以在减轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产；能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。提高注塑成型机的生产效率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到及其重要的作用。
3.现传统的机械手，当行程过长时，由于支撑点与取物点的距离较长，所以导致取物不够牢固，从而机械手不够稳定，再有例如现注塑行业不少厂房都是在二楼或二楼以上，厂房高度较低，不足以安装传统的机械手，而且企业面临招工难和人工成本高的问题，因此企业主对自动化的需求很迫切。为解决上述问题，现有技术中也有将机械手臂采用多段式结构，但这种多段式结构在结构设计上存在一定缺陷，比如整体上尺寸较大，结构不够紧凑，因此有待改善。


技术实现要素：

4.本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种三段式升降机构，包括有驱动装置、活动连接在驱动装置上的初端手臂、活动连接在初端手臂上的过渡手臂以及活动连接在过渡手臂上的末端手臂，驱动装置、初端手臂、过渡手臂和末端手臂之间均通过滑块部件相互滑动连接，初端手臂、过渡手臂和末端手臂均通过皮带部件与驱动装置动力连接，其中，皮带部件包括装置在驱动装置和初端手臂上的初端皮带、装置在初端手臂上的过渡皮带和装置在过渡手臂上的末端皮带，驱动装置通过初端皮带与初端手臂动力连接，初端手臂通过所述过渡皮带与过渡手臂动力连接，过渡手臂又通过末端皮带与末端手臂动力连接，其中，初端皮带分别与过渡皮带和末端皮带垂直配合。
6.较佳的，驱动装置设有电机、连接在电机输出端上的传动轮、与传动轮啮合的惰轮组以及安装在惰轮组上的第一滑块，驱动装置通过第一滑块带动过渡皮带，初端皮带设于传动轮和惰轮组上并且初端皮带的两端分别固定在初端手臂的两端上。
7.较佳的，在过渡皮带上设置有第二滑块，过渡皮带通过第二滑块来带动过渡手臂。
8.较佳的，在初端手臂上设置有第三滑块，初端手臂通过第三滑块来带动末端皮带。
9.较佳的，在末端皮带上设置有第四滑块，末端皮带通过第四滑块来带动末端手臂。
10.较佳的，初端手臂的两端上分别设有两个用于限定最短距离和最长距离的极限挡块，初端皮带的两端分别固定在两个极限挡块上。
11.较佳的，驱动装置、初端手臂、过渡手臂和末端手臂之间分别设有直线导轨，并且直线导轨和皮带部件并排设置。
12.一种机械手，包括上述中任一项所述的一种三段式升降机构，还包括有支座、固定在支座上的y轴移动机构以及垂直于y轴移动机构且能够沿着y轴移动机构方向移动的x轴移动机构，三段式升降机构通过驱动装置连接在x轴移动机构的活动端上，且三段式升降机构竖直设置。
13.较佳的，所述的x轴移动机构设有双向丝杆，三段式升降机构设有两个，两个三段式升降机构通过双向丝杆在x轴移动机构上相对运动。
14.较佳的，所述的两个三段式升降机构末端分别设有侧资组和夹具。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
16.1)本实用新型通过采用三段式升降机构的结构，压缩了机械手的整机高度，降低了车间高度对安装机械手的制约，解决了现注塑行业不少厂房都是在二楼或二楼以上，厂房高度较低，不足以安装传统的机械手的问题。
17.2)本实用新型通过初端皮带分别与过渡皮带和末端皮带垂直配合，驱动装置、初端手臂、过渡手臂和末端手臂之间分别设有直线导轨，并且直线导轨和皮带部件并排设置，从而使手臂与手臂之间层层堆叠。因此三段式升降机构整体结构紧凑，从而使机械手更加稳定。
18.3)本实用新型通过实现了初端手臂、过渡手臂和末端手臂的同步运行，而且单个手臂相对于传统机械手臂而言形成，行程更短，因此本实用新型在取物上的速度更快，大大提高了生产效率。
附图说明
19.图1是本实用新型三段式升降机构的结构示意图；
20.图2是本实用新型三段式升降机构爆炸示意图；
21.图3是本实用新型结构示意图。
22.图中的附图标记及名称如下：
23.10、驱动装置；11、初端皮带；12、电机；13、传动轮；14、惰轮组；15、第一滑块；20、初端手臂；21、过渡皮带；22、第二滑块；23；第三滑块；24、极限挡块；30、过渡手臂；31、末端皮带；32、第四滑块；40、末端手臂；41、侧资组；42、夹具；50、支座；60、y轴移动机构；70、x轴移动机构；71、双向丝杆；80、直线导轨。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种三段式升降机构，包括有驱动装置10、活动连接在驱动装置10上的初端手臂20、活动连接在初端手臂20上的过渡手臂30以及活动连接在过渡手臂30上的末端手臂40，驱动装置10、初端手臂20、过渡手臂30和末端手臂40之间均通过滑块部件相互滑动连接，初端手臂20、过渡手臂30和末端手臂40均通过皮带部件与驱动装置10动力连接，其中，皮带部件包括装置在驱动装置10和初端手臂20上的初端皮带11、装置在初端手臂20上的过渡皮带21和装置在过渡手臂30上的末端皮带31，驱动装置10通过初端皮带11与初端手臂20动力连接，初端手臂20通过所述过渡皮带21与过渡手臂30动力连接，过渡手臂30又通过末端皮带31与末端手臂40动力连接，其中，初端皮带11分别与过渡皮带21和末端皮带31垂直配合。
26.在上述技术手段中，本实用新型通过采用三段式升降机构的结构，压缩了机械手的整机高度，降低了车间高度对安装机械手的制约，解决了现注塑行业不少厂房都是在二楼或二楼以上，厂房高度较低，不足以安装传统的机械手的问题。
27.进一步的如图1～2所示，驱动装置10设有电机12、连接在电机12输出端上的传动轮13、与传动轮13啮合的惰轮组14以及安装在惰轮组14上的第一滑块15，驱动装置10通过第一滑块15带动过渡皮带21，初端皮带11设于传动轮13和惰轮组14上并且初端皮带11的两端分别固定在初端手臂20的两端上。在过渡皮带21上设置有第二滑块22，过渡皮带21通过第二滑块22来带动过渡手臂30。在初端手臂20上设置有第三滑块23，初端手臂20通过第三滑块23来带动末端皮带31。在末端皮带31上设置有第四滑块32，末端皮带31通过第四滑块32来带动末端手臂40。初端手臂20的两端上分别设有两个用于限定最短距离和最长距离的极限挡块24，初端皮带11的两端分别固定在两个极限挡块24上。
28.在上述技术手段中，本实用新型的工作原理为：通过驱动装置10上的电机12驱动传动轮13和惰轮组14，从而带动传动轮13和惰轮组14上的初端皮带11运行，因初端皮带11的两端设置在初端手臂20上，因此当初端皮带11运行时从而带动初端手臂20运行；
29.在初端皮带11带动初端手臂20运行时，驱动装置10进一步通过安装在惰轮组14上的第一滑块15带动过渡皮带21，过渡皮带21被带动后，装置在过渡皮带21上的第二滑块22将带动过渡手臂30沿着初端手臂20滑动；
30.过渡手臂30沿着初端手臂20滑动时，初端手臂20上的第三滑块23将带动末端皮带31，末端皮带31被带动后，装置在末端皮带31上的第四滑块32将带动末端手臂40沿着过渡手臂30滑动；
31.通过调节第一滑块15、第二滑块22、第三滑块23和第四滑块32之间的位置关系，便能够实现驱动装置10驱动时使初端手臂20、过渡手臂30和末端手臂40同时沿着一个方向运行。
32.通过采用上述工作原理，本实用新型实现了初端手臂20、过渡手臂30和末端手臂40的同步运行，而且单个手臂相对于传统机械手臂而言形成，行程更短，因此本实用新型在取物上的速度更快，大大提高了生产效率。
33.进一步的如图1～2所示，驱动装置10、初端手臂20、过渡手臂30和末端手臂40之间分别设有直线导轨80，并且直线导轨80和皮带部件并排设置。为应付生产过程中高频发的工作，本实用新型采用的直线导轨80可为高精密度线性导轨，这样使得机械手不但稳定，效率高，定位精确，而且非常耐热，耐磨，不会轻易变形。
34.进一步的如图3所示，一种机械手，包括上述中任一项所述的一种三段式升降机构，还包括有支座50、固定在支座50上的y轴移动机构60以及垂直于y轴移动机构60且能够沿着y轴移动机构60方向移动的x轴移动机构70，三段式升降机构通过驱动装置10连接在x轴移动机构70的活动端上，且三段式升降机构竖直设置。本实用新型通过采用y轴移动机构60，x轴移动机构70和竖直设置在x轴移动机构70上的三段式升降机构，这里竖直设置在x轴移动机构70上的三段式升降机构即为z轴移动机构，从而实现三段式升降机构及其机械手在三位空间内随意移动，实现多方位上下料。
35.进一步的如图3所示，所述的x轴移动机构70设有双向丝杆71，三段式升降机构设有两个，两个三段式升降机构通过双向丝杆71在x轴移动机构70上相对运动，所述的两个三段式升降机构末端分别设有侧资组41和夹具42。本实用新型通过设置有两个三段式升降机构，可根据实际要求，三段式升降结构可设有多个，从而大大提高生产效率，亦或者设有两个三段式升降机构，在其末端分别设有侧资组41和夹具42，实现同时上料和下料，亦可大大提高生产效率。
36.作为本实用新型的优选方案，通过初端皮带11分别与过渡皮带21和末端皮带31垂直配合，驱动装置10、初端手臂20、过渡手臂30和末端手臂40之间分别设有直线导轨80，并且直线导轨80和皮带部件并排设置，从而使手臂与手臂之间层层堆叠，因此三段式升降机构整体结构紧凑，从而使机械手更加稳定。
37.作为本实用新型的进一步方案，三段式升降机构中过渡手臂30可设有多个或者不设有过渡手臂30，可根据现场需求，灵活变动。
38.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。