[发明专利]多机械手同步抱抓机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种多机械手同步抱抓机构，可以自动完成对多个作业对象的同步抱抓夹持和搬运转移，属于自动化设备领域。

背景技术

机械手作为机器人的一个重要分支，随着工业自动化水平的不断提高，其自动化生产设计在近几十年来发展迅速。机械手可代替人的繁重劳动以实现生产的机械和自动化，能在各种环境下完成指定的工作任务，因而被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能的部门。由于作业对象的形状、大小、成分存在差异，因此要求机械手的有一定的适应性，同时作业效率是设备重要性能指标，因此要求在最小的功耗和最简单的结构条件下，实现最大的工作效能输出。针对机械手工作过程中易失稳、作业效率低等问题，研发较为简单的机构实现机械手对作业对象的抓取和抱紧，且在一次作业过程中完成对多个作业对象的同步作业，对于作业效率将会有很大程度的提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是具有同步抱抓动作的多机械手同步抱抓机构的设计。该设计不仅结构简单，功能完善，通过同步装置还提高了作业效率和质量。机械手采用侧面抱抓作业对象的方式，机械手末端夹持块具有一定的弹性和硬度，确保机械手能够对作业对象进行很好的保护，减少对作业对象的破坏。同时利用新型结构实现机械手对作业对象的起落搬运动作。

通过对机械手同步抱抓机构的功能模块划分，本发明主要采用如下的技术方案来实现：

①能够实现对作业对象抱抓动作的机械手同步抱抓平台1，机械手同步抱抓平台1包括有：机械手4、两个同步装置滑块5、气缸6、同步架7、两条拉绳8、两个小滑轮9、气缸活塞10、两条同步装置滑块轨道11、夹持块12。同步架7上安装有两条平行同步架滑块轨道11，两个同步装置滑块5分别沿同步架滑块轨道11运动。拉绳8通过小滑轮9分别连接两个同步装置滑块5左右两端，实现两个同步架滑块同步相对运动，小滑轮9安装在同步架7左右两端内侧上，拉绳穿过小滑轮。机械手4左机械臂安装在一个同步装置滑块5上，机械手4右机械臂安装在另一个同步装置滑块5上，左右机械手臂相隔固定距离在同步装置滑块5上阵列布置，机械手臂在运动过程中互不干涉。机械手4末端水平固定有橡胶材质的夹持块12。气缸6安装在同步架7一侧，气缸活塞10平行连接在安装左机械臂的同步架滑块5上，气缸活塞10直线带动同步架滑块5沿同步装置滑块轨道11运动，同时通过同步架滑块5两侧拉绳8作用，实现机械手左右机械手臂相对运动，从而实现机械手的抱紧和松开动作。

②能够实现作业对象垂直升降的同步架垂直升降平台2，包括有：无杆气缸13、直线导轨14、横向导轨滑块连接架15、无杆气缸滑块16、两个直线导轨滑块17、直线导轨固定架18。无杆气缸13固定在横向导轨滑块连接架15后侧，与地面垂直安装，无杆气缸滑块16连接同步架7侧面，无杆气缸13负责驱动。直线导轨14一端固定在横向导轨滑块连接架15上，另一端通过直线导轨固定架18固定在横向导轨滑块上24上。两个直线导轨滑块17分别连接在同步架7左右两端，直线导轨14负责机械手同步抱抓平台1的垂直升降导向，无杆气缸滑块16垂直上下运动，带动同步抱抓平台1沿直线导轨垂直升降运动。可以共同调节无杆气缸13和直线导轨14的行程控制同步抱抓平台1的垂直升降行程。

③能够实现作业对象横向移动的同步架横向移动平台3，包括有：横向导轨电机19、导轨座20、横向导轨传动轴21，横向导轨22，齿形同步带23，横向导轨滑块24，限位开关25。横向电机19固定在导轨座20上，横向电机导轨传动轴21实现同步齿形带23传动，同步齿形带23固接横向导轨滑块24，横向导轨滑块24随同步齿形带23一起运动，横向导轨滑块24沿横向导轨22运动，带动垂直升降平台2和同步抱抓平台1共同横向移动。限位开关25安装在横向导轨22上，完成对横向导轨滑块24的定位。

本发明可以取得如下有益效果：

①提出了不同于通过楔形块或者凸轮结构实现机械手夹紧的结构方式，利用机械手同步抱抓平台中同步架滑块5和气缸6等共同作用实现同步夹紧，不仅保证了机械手同步抱抓机构抱抓工作的一致性，也减少了结构体积和动力需求，提高工作效率同时降低了制造成本。

②所设计的机械手突破传统意义上的至上而下抓取的方式，通过对人工夹持和搬运动作的分析，从而机械理论设计和建模仿真设计出了更加贴近实际生产要求的侧面抱抓的方案，机械手4由两个机械臂组成，机械臂具有一定弯曲，分别安装在同步架滑块5上，机械手4末端水平固定有橡胶材质的夹持块12，减免机械手在抱抓过程中对作业对象的伤害，同时可以调节机械手臂和夹持块12的尺寸配合不同的作业对象。