[发明专利]具有分时抓放功能的多物件操作型机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械技术领域的装置，具体地说，是一种具有分时抓放功能的多物件操作型机械手。

背景技术

随着物流发展的日新月异，用于抓取的机械手得到了非常广泛的应用。目前所使用的机械手主要为开合式结构，即通过手爪关节的开合动作来实现对物件的抓取。对于一些开合动作无法实现的夹取作业，还采用了电磁吸附或真空吸盘作为执行机构。这些结构具有一个共同的特点：随着手爪的开、合或电磁铁的通、断电或真空吸盘的开、闭，所操作的物件被抓取或者被放下，机械手每次只能完成一个操作，完成本次物流搬运操作后，必须回到取料点进行重新取料，即每当移动到放料点放下物料后，再回到取料点，如此不断在取料点和放料点之间往复工作。在这种工作方式下，当存在多个不同的取、放料点时，机械手每次只能满足一个点的操作作业，在完成到达每个离散的取、放料点的一个工作循环中必须进行多次取、放料点之间的往返，这样便不可避免地存在着多次途径某点而不取、放物件的现象，大大影响了机械手的工作效率，同时也给物流规划带来了困难。

经对现有技术的文献检索发现，日本学者研制出了能同时夹持2个工件的机械手(日刊《机械设计》，1993年，No5，136，徐浩进译，姚懋许校)，该机械手通过连杆和带有滚轮的凸轮机构来同时夹持A、B两个工件，能实现对前工序中未经定位固定的工件A和B同时定位并进行夹持。但在仅用夹头B夹持工件B进行移动或者旋转时，就可能产生工件A的错位，因此，该机械手无法完成分时操作的要求，未从根本上解决分时抓放的多物件操作问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有分时抓放功能的多物件操作型机械手，使其通过可精确控制位置的物件分度机构和升降机构的协调动作，实现在多点取放物件的功能。本发明可有效解决物流自动化中多点取、放料情况下的规划难题，减少空行程在工作中所占用的时间，从而提高机械手的做功效率，提升物流系统的总体产能，同时起到节能降耗的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括物件分度机构和升降机构两部分。物件分度机构与升降机构连接，可在升降机构的驱动下完成上下移动。物件分度机构作为本发明的主要部分，主要用于完成对物件的分时取放，同时保持对不需要进行取放操作的其它多个物件的握持动作。升降机构用于对分度机构的位置高度进行调整，协助分度机构完成对物件的抓取、放置，以确保抓放动作的平稳与可靠。

所述物件分度机构包括第一伺服电机、第一主动齿轮、第一从动齿轮、主动带轮、从动带轮、辊子带、辊子带驱动轴机架、辊子带驱动轴、分度机构支架。第一伺服电机、第一主动齿轮、第一从动齿轮、主动带轮、从动带轮、辊子带驱动轴均安装在分度机构支架上，第一主动齿轮与主动带轮均通过键连接安装在第一伺服电机的输出轴上，第一主动齿轮、第一从动齿轮与主动带轮、从动带轮减速比相同。辊子带驱动轴机架固连在分度机构支架上，辊子带外侧具有等间距凸缘，辊子带以一定的张紧力套在辊子带驱动轴上，以相同的角速度随辊子驱动轴转动。

上述物件分度机构中，第一伺服电机的转动通过与其键连接的主动带轮及第一主动齿轮分别传递给与之啮合的从动带轮和第一从动齿轮，从动带轮和从动齿轮分别带动与他们同轴的辊子带驱动轴转动，从而使套在辊子带驱动轴上的分度辊子带转动，分度辊子带的转动方向相反，两两相对的凸缘在反向运动的过程中完成对物件的抓取、放置动作。

所述升降机构配合分度机构的动作，通过调整分度机构的整体高度调整抓取、放置点的位置，确保分度辊子带对物件抓取的可靠。

所述升降机构包括升降机构支架、第二伺服电机、第二主动齿轮、导向杆、第二从动齿轮、丝杠、螺母、连接板。第二伺服电机、导向杆、丝杠都安装在升降机构支架上，第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合，丝杠与螺母啮合，螺母与连接板固连，连接板与分度机构支架固连。第二伺服电机带动与其键连接的第二主动齿轮转动，使得与其啮合的第二从动齿轮按设定的减速比反向转动，从而使与第二从动齿轮同轴的丝杆同步转动，在导向杆的作用下，这就使得与丝杠啮合的螺母上、下移动，从而带动与螺母固连的分度机构支架上、下移动，最终实现对物件分度机构的位置调整。

本发明采用伺服电机实现对物件分度机构和升降机构的驱动，通过伺服电机自身所具有的半闭环位置反馈，实现高精度的运动控制。从而使分度及高低位置调整动作到位准确。