一种用于圆木旋切机的上料机械手臂制造技术

本发明专利技术所要解决的技术问题在于一种自动化程度高，方便上料，增加效率和安全性，省时省力的一种应用于圆木旋切机的上料机械手臂。本发明专利技术在节省抓取空间、提升抓取精度、改善抓取重心不稳和易滑动等方面较为注重。一种用于圆木旋切机的上料机械手臂，包括实现圆木抓取的手爪结构和标准六自由度机械臂；其中爪部结构包括法兰盘、连接片、角铁、导轨、齿条、爪槽、手爪、紧固爪；六自由度机械臂包括与进料机构连接的机械臂底座、腰部回转座、大臂、肘部关节、小臂与手腕部分。工作时，机械臂根据信号移动到指定位置，两个齿条根据要求调节相对距离来适应抓取重心，半圆形爪槽扣在圆木上后手爪弹出包住圆木，紧固爪弹出对圆木进行固定。

A Feeding Manipulator Arm for Round Wood Rotary Cutting Machine

The technical problem to be solved by the invention is a feeding manipulator arm applied to a log rotary cutting machine with high automation, convenient feeding, increased efficiency and safety, and saved time and effort. The invention pays more attention to saving grasping space, improving grasping accuracy, improving unstable grasping center of gravity and easy sliding, etc. A feeding manipulator arm for circular wood rotary cutting machine consists of a claw structure for realizing round wood grabbing and a standard six-degree-of-freedom manipulator arm, in which the claw structure includes flange, connecting sheet, angle iron, guide rail, rack, claw groove, claw and fastening claw, and a six-degree-of-freedom manipulator includes a base of the manipulator connected with the feeding mechanism, a waist rotary seat, a large arm, an elbow joint, a small arm and a fastening claw. The wrist part. When working, the manipulator moves to the designated position according to the signal, the two racks adjust the relative distance according to the requirement to adapt to the grasping center of gravity, the semi-circular claw groove is fastened on the log and the back claw is ejected to wrap the log, and the fastening claw is ejected to fix the log.

【技术实现步骤摘要】
一种用于圆木旋切机的上料机械手臂
本专利技术涉及工业机械手领域，尤其涉及的是一种用于圆木旋切机的上料机械手臂。
技术介绍
随着智能化、自动化工业的发展与推进，越来越多的机械手设备运用于实际生产流水线中，自动化去送物料的机械手种类越来越多，功能越来越强大。目前，多数木材加工设备机械手臂应用面较窄，尤其是旋木机等加工圆木的设备，相关功能的机械手臂更加匮乏。旋切机是一种从设备上方进料的木材加工设备。设备工作时刀具高速运转，人工上料的准度及效率很难提高，同时危险性也成为隐患。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于一种自动化程度高，方便上料，增加效率和安全性，省时省力的一种应用于圆木旋切机的上料机械手臂。本专利技术在节省抓取空间、提升抓取精度、改善抓取重心不稳和易滑动等方面较为注重。为了实现上述目的，本专利技术提高的技术方案是：一种用于圆木旋切机的上料机械手臂，包括实现圆木抓取的手爪结构和标准六自由度机械臂；其中爪部结构包括法兰盘、连接片、角铁、导轨、齿条、爪槽、手爪、紧固爪；六自由度机械臂包括与进料机构连接的机械臂底座、腰部回转座、大臂、肘部关节、小臂与手腕部分。所述六自由度机械臂和爪部结构通过法兰盘铰接。所述连接片与法兰盘刚性连接；所述导轨和连接片通过角铁刚性连接；所述导轨两端各滑动连接一个齿条，齿条面上下交错并且可以分别沿导轨T型轨道滑动；所述两侧齿条下部分别与各自的爪槽刚性连接；所述手爪与爪槽的内部轨道滑动连接，手爪可沿爪槽弧面滑动；所述紧固爪与爪槽内部另一轨道滑动连接，紧固爪可沿爪槽竖直面滑动。所述机械臂底座缺省固定；所述腰部回转座与机械臂底座铰接；所述大臂与腰部回转座铰接；所述肘部关节与大臂铰接；所述小臂与肘部关节铰接；所述手腕部分与小臂铰接。所述手爪与爪槽连接的轨道处装有气泵，从而推动手爪的伸缩；气泵吹起吸气通过PLC信号控制。所述紧固爪与爪槽连接的轨道处装有气泵，从而推动紧固爪的伸缩；气泵吹起吸气通过PLC信号控制。所述爪部结构装有相机，用于识别圆木长度及位置。所述爪部结构与手腕部的法兰铰接处装有伺服电机；所述伺服电机与PLC模块电性连接，通过PLC控制旋转方向和角度；所述电机旋转方向装有限位电磁阀。所述手腕部和小臂铰接处装有伺服电机；所述伺服电机与PLC模块电性连接，通过PLC控制旋转方向和角度；所述电机旋转方向装有限位电磁阀。所述小臂和肘部关节铰接处装有伺服电机；所述伺服电机与PLC模块电性连接，通过PLC控制旋转方向和角度；所述电机旋转方向装有限位电磁阀。所述肘部关节和大臂铰接处装有伺服电机；所述伺服电机与PLC模块电性连接，通过PLC控制旋转方向和角度；所述电机旋转方向装有限位电磁阀。所述大臂和腰部回转座铰接处装有液压泵；所述液压泵与PLC模块电性连接，通过PLC控制旋转方向和角度。所述腰部回转座和机械臂底座铰接处装有伺服电机；所述伺服电机与PLC模块电性连接，通过PLC控制旋转方向和角度；所述电机旋转方向装有限位电磁阀。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为；1本专利技术设计结构简单，省时省力，可以提升圆木加工设备的效率和稳定性。2本专利技术取代了传统的人工上料。3在实现自动化上料的同时，采用手爪-爪槽结构大幅度减少了夹取圆木时所需的空间。提升了准确度，避免了手爪和设备的相互接触、损伤。4通过相机识别传递圆木长度信号，从而改变两只手爪的爪距，进一步改善了抓取时重心不稳的弊端。5通过紧固装置可以在夹取完成后，弹出紧固手爪，从而避免夹取过程中圆木滑动。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的整体机构侧视图。图3位本专利技术的爪部结构示意图。图4为本专利技术的爪部结构正视图。图5为本专利技术的爪部结构侧视图。附图中的零部件名称为：1机械臂底座；2腰部回转座；3大臂；4肘部关节；5小臂；6手腕部分；7法兰盘；8连接片；9角铁；10导轨；11齿条；12爪槽；13手爪；14紧固爪。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用不同于在此描绘的其他方法来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实例的限制。结合图1、图2、图3、图4和图5，本实施例的一种六自由度上料机械手臂，包括1机械臂底座；2腰部回转座；3大臂；4肘部关节；5小臂；6手腕部分；7法兰盘；8连接片；9角铁；10导轨；11齿条；12爪槽；13手爪；14紧固爪。所述底座1通过竖直方向放置的第一轴与腰部回转座2铰连接；所述的腰部回转座2通过水平方向放置的第二轴与大臂3一端进行铰连接；所述大臂3另一端通过水平放置的第三轴与肘部关节4的一端铰连接，第三轴与第二轴相互平行放置；所述肘部关节4的另一端通过水平放置的第四轴与小臂5的一端铰连接，第四轴与第三轴相互垂直放置；所述的小臂5的另一端通过水平放置的第五轴与手腕部6的一端铰连接，第五轴与第四轴相互垂直放置；所述手腕部6的另一端与法兰盘7铰连接，第六轴与第五轴相互垂直放置；所述连接片8与法兰盘7刚性连接；所述导轨10和连接片8通过角铁9刚性连接；所述导轨10两端各滑动连接一个齿条11，齿条面上下交错并且可以分别沿导轨T型轨道滑动；所述两侧齿条11下部分别与各自的爪槽12刚性连接；所述手爪13与爪槽12的内部轨道滑动连接，手爪13可沿爪槽弧面滑动；所述紧固爪14与爪槽12内部另一轨道滑动连接，紧固爪14可沿爪槽12竖直面滑动。参见图1，机械手臂底座1刚性连接在进料桌面上，安装有PLC控制模块、伺服电机。所述腰部回转座2和大臂3连接处装有液压缸，为大臂提供所需较大动力；所述大臂3和肘部关节4铰接后，通过连接处装有的伺服电机驱动；肘部关节4和小臂5连接处装有小型伺服电机；小臂5与手腕部分6连接处装有小型伺服电机；所述伺服电机和液压缸都通过PLC发出的电信号控制，根据实际要求完成动作。参见图3，齿条11与导轨10滑动连接，齿条11下端有凹形槽，半包围连接到导轨10的T型轨道上；所述齿条11共两个，分别安装在导轨两侧；所述两侧齿条沿导轨10上下错开，增大了相对移动距离，避免在移动在产生碰撞；导轨10上两个圆孔处分别装有伺服电机，通过电机控制所述齿条11的相对距离，进一步的来调节夹取圆木时的重心位置；爪槽12与齿条11刚性连接，从而带动手爪13和紧固爪14跟随齿条进行移动；所述爪槽内部有沿爪槽曲面的弧形内槽，手爪13与爪槽内部滑动连接，爪槽内部装有气泵；工作时，手爪收缩在爪槽内部；通过PLC信号控制机械手臂带动爪部机构，从而沿正确方向将半圆形爪槽扣到圆木上；进一步的气缸充气，把手爪弹出，整个爪部机构包住圆木；紧固爪14是一种优化夹取的装置，它可以在上述夹取动作完成时，通过气缸充气弹出，弹出的圆弧面挤压在圆木上起到紧固的作用，防止圆木侧滑；由于旋木机是从上方进料，且进料口较窄不易操作，用这种爪槽-手爪夹取方法可以节省夹取空间，也可以在上料时更靠近进料口，增强准确度和安全性；整套夹取动作完成后，通过PLC电信号控制机械手臂移动，带动圆木对准进料口；上述动作完成后，爪槽内部气缸吸气，手爪13和紧固爪14收缩，圆木自由落体进入进料口。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于圆木旋切机的上料机械手臂，包括实现圆木抓取的手爪结构和标准六自由度机械臂；其中爪部结构包括法兰盘、连接片、角铁、导轨、齿条、爪槽、手爪、紧固爪；所述连接片与法兰盘刚性连接；所述导轨和连接片通过角铁刚性连接；所述导轨两端各滑动连接一个齿条，齿条面上下交错并且可以分别沿导轨T型轨道滑动；所述两侧齿条下部分别与各自的爪槽刚性连接；所述手爪与爪槽的内部轨道滑动连接，手爪可沿爪槽弧面滑动；所述紧固爪与爪槽内部另一轨道滑动连接，紧固爪可沿爪槽竖直面滑动。

【技术特征摘要】
1.一种用于圆木旋切机的上料机械手臂，包括实现圆木抓取的手爪结构和标准六自由度机械臂；其中爪部结构包括法兰盘、连接片、角铁、导轨、齿条、爪槽、手爪、紧固爪；所述连接片与法兰盘刚性连接；所述导轨和连接片通过角铁刚性连接；所述导轨两端各滑动连接一个齿条，齿条面上下交错并且可以分别沿导轨T型轨道滑动；所述两侧齿条下部分别与各自的爪槽刚性连接；所述手爪与爪槽的内部轨道滑动连接，手爪可沿爪槽弧面滑动；所述紧固爪与爪槽内部另一轨道滑动连接，紧固爪可沿爪槽竖直面滑动。2.如权利要求1所述的一种用于圆木旋切机的上料机械手臂，其特征在于：所述爪槽与导轨水平方向滑动连接；齿条下端有凹形槽，半包围连接到导轨的T型轨道上；所述导轨两侧各有一个爪槽与其滑动连接；所述两侧爪槽分别连有相同长...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，王春岩，林浩，廉博超，房银杰，李超艺，王志奇，王凯泽，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23