一种z轴行走机构及带有重力平衡机构的机械手制造技术

一种z轴行走机构及带有重力平衡机构的机械手，属于自动化设备技术领域。其特征在于：包括z轴立柱（23）、带动z轴立柱（23）升降的升降机构以及重力平衡机构，重力平衡机构用于对z轴立柱（23）的重量进行平衡；升降机构包括z轴链条以及z轴动力单元，z轴链条的两端分别与所述z轴立柱（23）的两端固定连接，z轴动力单元通过z轴链轮（30）与z轴链条相连。本z轴行走机构的重力平衡机构能够对z轴立柱的重力进行平衡，从而使升降机构在带动z轴立柱升降时更加平稳；本带有重力平衡机构的机械手的z轴行走机构能够对抓取的瓷砖的重力进行平衡，而且抓取机构能够按照任意的3D曲线动作，使用方便，灵活性强。

Z shaft walking mechanism and mechanical hand with gravity balance mechanism

The utility model relates to a Z shaft walking mechanism and a mechanical hand with a gravity balance mechanism, which belongs to the technical field of automatic equipment. Which is characterized by comprising the Z axis (23), Z column drive shaft column (23) lifting mechanism and gravity balance mechanism, gravity balance mechanism for a column on the Z axis (23) of the balance weight; the lifting mechanism comprises a Z axis and Z axis chain axle chain Z power unit, the two ends with the Z axis column (23) are arranged at both ends of the connecting shaft, Z power unit by Z (30) is connected with the sprocket shaft chain Z. The Z axis of gravity balance mechanism can walk to balance the Z axis column of gravity, so that the lifting mechanism in Z drive shaft pillar lifting more smoothly; with the gravity balance mechanism of the manipulator Z axis walking mechanism can balance on the capture of tile gravity, and grab mechanism can according to the 3D curves of action arbitrary, convenient use, strong flexibility.

【技术实现步骤摘要】
一种z轴行走机构及带有重力平衡机构的机械手
一种z轴行走机构及带有重力平衡机构的机械手，属于自动化设备

技术介绍
机械手是指能够模仿人手和臂的某些功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，机械手代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，机械手广泛的应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。在瓷砖生产行业中，机械手主要作用是瓷砖的转运以及瓷砖的码垛，现有机械手通常能够完成x轴、y轴以及z轴的移动，x轴、y轴分别指在水平纵向以及水平横向的移动，z轴指的是在竖直方向的移动，从而实现在三维空间内对瓷砖进行转运或者码垛。现有机械手在对瓷砖进行转运或码垛时，存在如下问题：1、无法改变瓷砖的姿态，只能按照瓷砖原有的姿态进行运输，因此在转运后对瓷砖进行码垛时，只能够按照同一个方式对瓷砖进行码垛，灵活性较差，对码垛的环境的要求较高，使用不方便；2、机械手沿x轴、y轴、z轴的移动只能按照恒定的速度运行，为了保证在转运过程中不会对抓取的瓷砖造成破坏，需要机械手的运行速度较低，严重影响了机械手的工作效率；3、机械手沿z轴移动时，z轴立柱会带动抓取的瓷砖升降，由于每次抓取的瓷砖的数量不同，因此会出现z轴立柱每次升降时的重量存在差异，这样一方面使机械手在工作时可能产生震动，还可能会出现由于无法精确控制移动速度而发生碰撞的问题；4、现有机械手的动力装置通常为电机，而且电机通常是固定在机架上，在机械手行走距离过大，尤其是距离电机较远时，由于传动距离过大，会出现动力不足的问题，而且运行速度也很不稳定；5、在对瓷砖进行码垛时，为了方便瓷砖的后续转运或装车，通常需要放置栈板，既方便了后续的操作，又能够避免对瓷砖造成损坏。现有机械手在码垛时，栈板需要人工放置。由于机械手需要与瓷砖生产线配合，因此在日常生产过程中，机械手不能停机，这就需要工人在机械手工作过程中放置栈板，存在安全隐患。而且现有机械手对栈板的位置的要求比较高，在放置时需要将栈板按照机械手工作的位置精确放置，使用很不方便。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够对z轴立柱的重量进行平衡、从而使z轴立柱的升降平稳的z轴行走机构及带有重力平衡机构的机械手。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该z轴行走机构，其特征在于：包括z轴立柱、带动z轴立柱升降的升降机构以及重力平衡机构，重力平衡机构用于对z轴立柱的重量进行平衡；升降机构包括z轴链条以及z轴动力单元，z轴链条的两端分别与所述z轴立柱的两端固定连接，z轴动力单元通过z轴链轮与z轴链条相连；z轴立柱与升降机构之间设有对z轴立柱进行导向的z轴导向机构。优选的，所述的重力平衡机构包括平衡气缸以及z轴同步带，平衡气缸与所述升降机构保持相对静止，z轴同步带的下端与所述z轴立柱固定连接，上部与平衡气缸的活塞杆固定连接；平衡气缸连接有调压阀。优选的，所述的重力平衡机构与z轴立柱之间设有平衡导向机构。优选的，所述的平衡导向机构包括导向轴和导向套，导向轴安装在所述重力平衡机构上，且导向轴的轴线与所述z轴立柱的轴线平行，导向套滑动套设在导向轴上，并随z轴立柱同步升降。优选的，所述的重力平衡机构上设有重力平衡张紧机构。优选的，所述的重力平衡张紧机构包括z轴同步带张紧轮，z轴同步带张紧轮转动安装在所述重力平衡机构上，并与z轴立柱同步升降。优选的，所述的z轴链轮有竖向设置的三个，中部的z轴链轮与上下两侧的z轴链轮分别设置在所述z轴链条的两侧，且均与z轴链条啮合，并使z轴链条啮合部呈波浪线状，所述z轴动力单元与中部的z轴链轮相连。优选的，所述的z轴导向机构有三个，z轴立柱安装z轴链条的一侧设有一个z轴导向机构，与安装z轴链条相对的一侧安装有两个z轴导向机构。一种带有重力平衡机构的机械手，其特征在于：包括机架、y轴行走机构、x轴行走机构、w轴旋转机构、抓取机构以及上述的z轴行走机构，y轴行走机构安装在机架上，x轴行走机构安装在y轴行走机构上，z轴行走机构的升降机构安装在x轴行走机构上，z轴立柱的下端与w轴旋转机构固定连接，抓取机构安装在w轴旋转机构上。与现有技术相比，本技术的z轴行走机构及带有重力平衡机构的机械手所具有的有益效果是：1、本z轴行走机构的重力平衡机构用于对z轴立柱的重量进行平衡，从而使升降机构在带动z轴立柱升降时更加平稳，z轴导向机构能够对z轴立柱的升降进行导向，从而使z轴立柱直线升降，保证了z轴立柱在竖直方向移动的精度。2、通过平衡气缸对z轴立柱的重量进行平衡，结构简单，且操作方便，而且气缸的动作灵敏，使本z轴行走机构的动作灵敏，提高了工作效率。3、平衡导向机构对重力平衡机构和z轴立柱的运动进行导向，从而避免z轴立柱发生倾斜对重力平衡机构造成损坏，提高了重力平衡机构的使用寿命。4、平衡导向机构通过导向轴和导向套的配合来实现，保证了z轴立柱与重力平衡机构的轴线始终保持平行，结构简单。5、重力平衡张紧机构能够对重力平衡机构的张进度进行调节，从而保证重力平衡机构能够恰好对z轴立柱的重力进行平衡，进而保证升降机构能够更加平稳的带动z轴立柱升降。6、重力平衡机构的上方转动安装有z轴同步带张紧轮，从而对重力平衡机构的张紧度进行调节，以保证重力平衡机构的平衡效果，z轴同步带张紧轮的位置可调，从而方便在使用过程中调节重力平衡机构的张进度。7、三个z轴链轮使z轴链条的啮合部呈波浪线状，从而增大了z轴链条与z轴链轮之间的包角，进而增大了z轴链条和z轴链轮的啮合部的长度，增大了z轴链轮和z轴链条啮合部的承载能力，使z轴链条和z轴链轮能够承受大的力。8、三个z轴导向机构能够同时对z轴立柱的运动进行导向，同时又能对z轴立柱的载荷进行合理的分配，从而保证了z轴立柱的运行平稳。9、本带有重力平衡机构的机械手的z轴行走机构能够对z轴立柱以及抓取机构抓取的瓷砖的重力进行平衡，从而避免了抓取机构抓取的瓷砖重量的不同而影响z轴行走机构的升降速度，提高了机械手工作的稳定性，而且工作效率高，对抓取的瓷砖的重量的要求较少，使用范围广；w轴旋转机构能够带动抓取机构旋转，使抓取机构能够按照任意的3D曲线动作，使用方便，灵活性强。附图说明图1为z轴行走机构的主视示意图。图2为z轴动力机构的立体示意图。图3为图2中A处的局部放大图。图4为带有重力平衡机构的机械手的立体示意图。图5为行走机构的主视示意图。图6为y轴行走机构的主视示意图。图7为y轴行走机构的俯视示意图。图8为同步轴的主视示意图。图9为x轴行走机构的主视示意图。图10为w轴旋转机构的主视示意图。图11为图10的B-B方向的剖视示意图。图12为抓取机构的主视示意图。图13为抓取机构的俯视示意图。图14为抓取驱动机构的立体示意图。图中：1、机架2、y轴行走机构3、x轴行走机构4、z轴行走机构5、瓷砖库6、w轴旋转机构7、抓取机构8、栈板库9、可调包胶轮10、导向轮11、主动包胶轮12、包角调节带轮13、包角调节同步带轮14、y轴同步带张紧轮15、y轴张紧轮摆臂16、y轴同步带17、同步轴18、y轴电机19、x轴电机20、行走安装架21、x轴同步带22、x轴横梁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种z轴行走机构，其特征在于：包括z轴立柱（23）、带动z轴立柱（23）升降的升降机构以及重力平衡机构，重力平衡机构用于对z轴立柱（23）的重量进行平衡；升降机构包括z轴链条以及z轴动力单元，z轴链条的两端分别与所述z轴立柱（23）的两端固定连接，z轴动力单元通过z轴链轮（30）与z轴链条相连；z轴立柱（23）与升降机构之间设有对z轴立柱（23）进行导向的z轴导向机构。

【技术特征摘要】
1.一种z轴行走机构，其特征在于：包括z轴立柱（23）、带动z轴立柱（23）升降的升降机构以及重力平衡机构，重力平衡机构用于对z轴立柱（23）的重量进行平衡；升降机构包括z轴链条以及z轴动力单元，z轴链条的两端分别与所述z轴立柱（23）的两端固定连接，z轴动力单元通过z轴链轮（30）与z轴链条相连；z轴立柱（23）与升降机构之间设有对z轴立柱（23）进行导向的z轴导向机构。2.根据权利要求1所述的z轴行走机构，其特征在于：所述的重力平衡机构包括平衡气缸（27）以及z轴同步带（28），平衡气缸（27）与所述升降机构保持相对静止，z轴同步带（28）的下端与所述z轴立柱（23）固定连接，上部与平衡气缸（27）的活塞杆固定连接；平衡气缸（27）连接有调压阀。3.根据权利要求1或2所述的z轴行走机构，其特征在于：所述的重力平衡机构与z轴立柱（23）之间设有平衡导向机构。4.根据权利要求3所述的z轴行走机构，其特征在于：所述的平衡导向机构包括导向轴（24）和导向套（26），导向轴（24）安装在所述重力平衡机构上，且导向轴（24）的轴线与所述z轴立柱（23）的轴线平行，导向套（26）滑动套设在导向轴（24）上，并随z轴立柱（23）同步升降。5.根据权利要求1或2所述的z轴行走机构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继刚，李贝，崔永彬，孙佩，李杰，邱成辉，李月，陈建军，
申请(专利权)人：山东爱而生智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37