一种仿生手臂装置的制作方法

本实用新型涉及板材加工设备，特别是板材的上下片机器中用到的搬运手臂。

背景技术：

在大型的板材加工生产线上，需要将板材从竖直状态翻转至平放状态，然后输送到生产线上进行深加工。传统的操作过程中，需要人工进行搬运，而对于体积大重量重的板材，其劳动量大，效率低，存在较大安全隐患，且难以根据实际操作每隔一定时间将板材搬送，操作局限性大，容易影响板材的生产质量。

有对于此，现有技术中出现了自动的上下片设备，现有的自动上下片设备主要包括六轴机械手臂上下装置、卧式上下片台为主。六轴机械手臂上下装置虽然可代替人工，但成本及后期维护保养费用高，对操作人员要求有一定的技术能力要求，而且对大板及厚板同样有一定的局限性，六轴机械手臂抓取物体越重，对机械手臂要求越高成本也越高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：在于提供一种仿生手臂装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种仿生手臂装置，包括支座、大臂与小臂，所述大臂的上端与支座的上端铰接，所述小臂的首端与所述大臂的下端铰接，还包括第一驱动机构与第二驱动机构，所述第一驱动机构驱动所述大臂转动，所述第二驱动机构驱动所述小臂转动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过利用仿生手臂装置模拟人手的搬运动作，当本仿生手臂装置应用到板材上下片机的时候，可以使得板材的上下片操作更加简洁，上下片的效率更高。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括牵引机构，所述牵引机构包括牵引端，所述牵引端设于所述大臂或小臂上。

通过增加牵引机构，在仿生手臂工作的时候，为仿生手臂装置提供辅助动力，使得仿生手臂在摆动的时候更加稳定可靠。

作为上述技术方案的进一步改进，所述牵引机构包括导轮、牵引绳与配重块，所述导轮设置在支座上，所述牵引绳绕过所述导轮，所述牵引绳的一端与配重块固定连接，所述牵引绳的另外一端为牵引端。

利用配重块提供恒定的牵引力，使得牵引效果更好。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支座的顶端设有横梁，所述横梁的前后两端均设有所述导轮，所述配重块位于所述支座的后方，所述大臂设置所述支座的前方，所述牵引绳的牵引端绕过两个导轮后与所述大臂连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一驱动机构包括电机与齿轮减速箱，所述电机包括主轴，所述齿轮减速箱包括输入轴与输出轴，所述输入轴与主轴通过第一齿轮组啮合传动，所述输出轴与输入轴通过第二齿轮组啮合传动；所述主轴与输入轴的减速比大于1，所述输出轴与输入轴的减速比大于1。利用减速箱可以起到减速增力的效果，从而使得仿人臂装置的负载能力更强。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支座的前端设有空腔，所述大臂的上端设有连接块，所述连接块伸入空腔中；所述大臂的下端设有容腔，所述小臂的首端伸入在容腔中。通过将大臂的上端内藏在支座中，而小臂的首端内藏在大臂中，可以使得整个仿人臂装置更加简洁紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的第一驱动机构的结构示意图；

图3是本实用新型的工作状态示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。同时，本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1～图3，一种仿生手臂装置200包括支座210、大臂220与小臂230，所述大臂220的上端与支座210的上端铰接，所述小臂230的首端与所述大臂220的下端铰接，所述仿生手臂装置200还包括第一驱动机构240与第二驱动机构250，所述第一驱动机构驱动240所述大臂220转动，所述第二驱动机构250驱动所述小臂230转动。

进一步作为优选的实施方式，所述仿生手臂装置200还包括牵引机构400，所述牵引机构400包括牵引端，所述牵引端设于所述大臂220或小臂230上。

进一步作为优选的实施方式，所述牵引机构400包括导轮410、牵引绳420与配重块430，所述导轮410设置在支座210上，所述牵引绳420绕过所述导轮410，所述牵引绳420的一端与配重块430固定连接，所述牵引绳420的另外一端为牵引端。

进一步作为优选的实施方式，所述支座210的顶端设有横梁211，所述横梁211的前后两端均设有所述导轮410，所述配重块430位于所述支座210的后方，所述大臂220设置所述支座210的前方，所述牵引绳420的牵引端绕过两个导轮410后与所述大臂220连接。

进一步作为优选的实施方式，所述第一驱动机构240包括电机241与齿轮减速箱242，所述电机241包括主轴，所述齿轮减速箱242包括输入轴与输出轴，所述输入轴与主轴通过第一齿轮组啮合传动，所述输出轴与输出轴通过第二齿轮组啮合传动；所述主轴与输入轴的减速比大于1，所述输出轴与输入轴的减速比大于1。

进一步作为优选的实施方式，所述支座210的前端设有空腔212，所述大臂220的上端设有连接块221，所述连接块221伸入空腔212中；所述大臂220的下端设有容腔222，所述小臂230的首端伸入在容腔222中。

参见图3，以仿生手臂装置应用到本板材上下片机为例。一种板材上下片机，包括机架100，将两个本仿生手臂装置200安装到机架100上，两个仿生手臂装置200分别安装到机架100的左右两端。两个所述小臂230的末端之间设有吸盘装置300。所述吸盘装置300包括转轴、吸盘架，所述吸盘架固定在转轴上，所述转轴的左右两端分别与两个小臂230的末端铰接，所述小臂230上设有第三驱动机构260，所述第三驱动机构260带动所述转轴转动。所述支座210固定在机架100的后侧，所述机架100包括工作面，所述工作面上设有前后方向的输送装置500。所述输送装置500包括若干个输送带机构，所述输送带机构包括支架、输送皮带，所述支架固定在机架100上，所述支架上设有伸出端，所述伸出端伸出所述机架100的前端。

工作中的时候，两个仿人臂装置200相当于人体的两只手臂，第一驱动机构240、第二驱动机构250以及第三驱动机构260相当于人体手臂的肩关节、肘关节与腕关节，首先第一驱动机构240以及第二驱动机构250带动大臂220与小臂230同时逆时针转动，从而带动吸盘装置300向前移动，使得吸盘装置300靠近a架700，然后第三驱动机构260带动吸盘架320翻转，使得多个吸嘴330可以正对着玻璃表面，然后第一驱动机构240以及第二驱动机构250继续带动吸嘴靠近玻璃表面，使得多个吸嘴可以紧紧吸附住玻璃的表面。然后第一驱动机构240与第二驱动机构250带动大臂220与小臂230同时顺时时针转动，从而使得吸盘装置300带动单片的玻璃板离开a架700，同时第三驱动机构260驱动转轴翻转，从而使得玻璃板从竖直状态转变为平放状态，接着第一驱动机构240与第二驱动机构250继续带动大臂220与小臂230同时顺时时针转动，使得玻璃板的表面可以贴合工作面上的输送装置500，然后吸嘴330放气，使得吸盘装置300与玻璃板分离，玻璃板在输送装置500的作用下输送到下一个工序中。

仿人臂装置200在向前摆动或向后摆动的时候，大臂与小臂的转动方向都是一致的，从而使得仿人臂装置200在搬运板材的时候，更加稳定可靠。

同时，由于在搬运玻璃板的过程中，大臂220的负重较大，因此，通过利用仿人臂装置200上设置有牵引机构400，牵引机构400的配重块430的重力通过牵引绳420作用到大臂220上，该牵引力可以抵消一部分玻璃板的负载力，从而可以减轻第一驱动机构240的载荷力，使得大臂220的动作更加平稳。而且，大臂220在向前摆动的时候，由于吸盘装置300是空载，利用该牵引力可以使得大臂220的向前摆动更加稳定。而且，由于该牵引力的大小直接取决于配重块的重量，而且牵引力恒定，因此，当针对不同板材的时候，可以通过配置配重块的重量去调配第一驱动机构240的驱动力，适用性强。

当然了，除了在大臂220上设置牵引装置外，也可以在小臂230上增加牵引装置。而且，牵引机构400除了利用配重块提供牵引力之外，可以通过利用扭簧提供牵引力。例如在大臂220与支座210的铰接处增加扭簧，该扭簧使得大臂220具有顺时针转动的趋势，从而也可以起到抵消搬运板材时的作用力。又或者是支座210与大臂220之间增加一个压缩杆，该压缩杆对大臂220提供一个使得大臂220远离支座210的推力。

另外，本实施例中，利用多组的直齿轮的传动构成减速箱，其中，由于大臂与小臂的载荷较大，因此，采用了4组的直齿轮结构进行传动。参见图2，该第一驱动机构240包括一个电机、一个输入轴、两个传动轴以及一个输出轴。其中电机的主轴上固定有一个小齿轮，然后输入轴、传动轴以及输出轴上均设置有一个大齿轮与一个小齿轮，其中输入轴的大齿轮与电机主轴的小齿轮啮合，输入轴的小齿轮与传动轴上的大齿轮啮合，然后传动轴的小齿轮与下一级的传动轴的大齿轮啮合，下一级传动轴的小齿轮与输出轴的大齿轮啮合。而大臂220与输出轴固定连接。由此可知，从电机的主轴到输出轴，经过了多级的直齿轮的传动，使得驱动力得以放大。而且采用多级直齿轮的传动结构，使得结构简单，传动可靠，而且负载能力强。而且，多级的齿轮传动均内藏在大臂220或支座210内，使得上下片装置的整体结构更加的简单紧凑。

本实施例中，由于大臂内藏在支座中，而小臂内藏在大臂内，巧妙地利用了大臂与小臂内的空间，从而使得板材上下片机的整体结构更加紧凑。而且，由于支座、大臂与小臂的中轴线位于同一平面中，从而使得第一驱动机构与第二驱动机构收到的倾覆力更小，驱动更加稳定。同时，大臂的摆动角度可以受到空腔的尺寸限定，而小臂的摆动角度又可以受到容腔的尺寸限定，仿人臂装置200的运动的可靠性更强。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。