一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手制造技术

一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，包括y轴伸缩装置，y轴伸缩装置包括多块相互叠加的叠加板，叠加板外围角落分别设置有多个同步带轮，同步带轮环设有同步带，同步带环绕在叠加板外围；叠加板的正面板体中部设置有滑轨，滑轨上安装有滑块；y轴伸缩装置还包括同步带刚性连接块，每层叠加板设置有上下两个同步带刚性连接块，同步带刚性连接块呈现半工字型夹持在叠加板背部，下一层的叠加板背部的同步带刚性连接块安装在上一层的叠加板的滑块上，多个叠加板依次叠加。本发明专利技术采用同步带传动和一个电机作为动力源，实现动力在不同层叠加板之间逐层传递，朝两个相反的方向做伸缩运动，通过x轴、y轴和z轴三个方向的移动实现物料存取。

A Rectangular Coordinate Manipulator with Folding and Telescopic Structure

【技术实现步骤摘要】
一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手
本专利技术涉及物料仓储机械设备
，尤其涉及一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手。
技术介绍
一些产品在自动存取物料的时候，由于产品生产线的空间比较紧凑，各个工位比较狭窄，无法放置较大的工业机器人来进行存取物料，因此多采用折叠伸缩结构的机械手来进行存取，目前市面上主要有直线模组叠加结构的机械手和交叉剪刀式结构的机械手，如图1所示，采用多个直线运动模组叠加在一起，上层的直线运动模组的模座连接到其下一层的直线运动模组的滑块上，此类结构由于每一层都由完整的直线运动模组组成，每一层都具有驱动电机和传动结构，以及每一层都要配备单独的电机驱动器，不仅成本高，而且结构冗余，对运动控制比较复杂和浪费；再图2所示，对于交叉式剪刀式结构的机械手，由于存在最小剪刀角，因此此类结构只能往一个方向作伸缩运动，并且容易在最大或最小行程时剪切分力过大，出现卡死的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对
技术介绍
中的缺陷，提出一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，采用同步带传动和一个电机作为动力源，实现动力在不同层叠加板之间逐层传递，朝两个相反的方向做伸缩运动，通过x轴、y轴和z轴三个方向的移动实现物料存取。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，包括y轴伸缩装置，所述y轴伸缩装置包括多块相互叠加的叠加板，所述叠加板外围角落分别设置有多个同步带轮，所述同步带轮环设有同步带，所述同步带环绕在所述叠加板外围；所述叠加板的正面板体中部设置有滑轨，所述滑轨上安装有滑块；所述y轴伸缩装置还包括同步带刚性连接块，每层叠加板设置有上下两个所述同步带刚性连接块，所述同步带刚性连接块呈现半工字型夹持在所述叠加板背部，下一层的所述叠加板背部的同步带刚性连接块安装在上一层的所述叠加板的滑块上，多个所述叠加板依次叠加。优选的，每一层所述叠加板的运动时间、运动速度和运动位移完全同步。优选的，所述y轴伸缩装置有且只有一个驱动电机，用于驱动所述同步带在所述同步带轮上转动；所有所述叠加板上的同步带的转动方向完全一种，转动速率相同且转动方向包括顺时针转动或逆时针转动，优选的，所述叠加板的尺寸逐层减小，第一层所述叠加板的尺寸最大；下一层叠加板的运动行程是上一层叠加板的滑轨的一半。优选的，直角坐标机械手还包括z轴升降装置，所述z轴升降装置还包括安装在最后一层所述叠加板上的升降固定板，所述升降固定板上固定安装有且只有一个驱动电机；所述驱动电机下方固定连接垂直升降的机械手安装板，所述机械手安装板下方安装有吸料装置，所述吸料装置上设置有多个吸盘。优选的，直角坐标机械手还包括x轴滑动装置，所述x轴滑动装置包括伸缩装置安装柱和滑动架，所述滑动架上设置有滑轨，所述伸缩装置安装柱底部滑动安装在所述滑动架的滑轨上，所述伸缩装置沿所述滑动架的滑轨往复滑动。优选的，夹持在第一层所述叠加板背面的同步带刚性连接块固定安装在所述伸缩装置安装柱上；所述伸缩装置安装柱的底部设置有三角稳固板。优选的，所述滑动架的侧旁设置有拖链，所述拖链与所述伸缩装置安装柱的底部侧边连接，所述拖链的长度与所述伸缩装置安装柱在所述滑动架上滑动的行程成正比。优选的，所述叠加板外围正反面的板体上设置有多个同步带轮安装条，所述同步带轮安装条的末端固定住所述同步带轮的中心点；所述叠加板靠近所述同步带轮的位置处设置有弧度且两者之间存在间隙。优选的，所述同步带刚性连接块上设置有穿孔，所述同步带穿过所述穿孔绕所述叠加板的外围转动。附图说明图1是本专利技术的整体设备结构示意图；图2是本专利技术的y轴伸缩装置的结构示意图；图3是本专利技术的y轴伸缩装置的传动工作原理图；图4是本专利技术的y轴展开后的结构示意图。其中：叠加板1、同步带轮11、同步带12、滑轨13、滑块14、同步带刚性连接块15、同步带轮安装条16、直线运动执行器17、驱动电机2、升降固定板31、机械手安装板32、吸料装置33、吸盘34、伸缩装置安装柱41、滑动架42、三角稳固板43。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本实施例的一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，如图1和图2所示，包括y轴伸缩装置，所述y轴伸缩装置包括多块相互叠加的叠加板1，所述叠加板1外围角落分别设置有多个同步带轮11，所述同步带轮11环设有同步带12，所述同步带12环绕在所述叠加板1外围；每一层叠加板1的四周均设置有多个同步带轮11，并且利用同步带12环绕每一层的叠加板1，通过同步带轮11与同步带12的配合，带动每一层的叠加板1朝同一方向运动，通过多层叠加板1的叠加，实现y轴方向的长度伸缩。每一层同步带12在进行张紧之后，各个叠加板1之间的传动误差有效的减少了，对于整个y轴伸缩装置来说，对运动精度起到了很好的保证。所述叠加板1的正面板体中部设置有滑轨13，所述滑轨13上安装有滑块14；所述y轴伸缩装置还包括同步带刚性连接块15，每层叠加板1设置有上下两个所述同步带刚性连接块15，所述同步带刚性连接块15呈现半工字型夹持在所述叠加板1背部，下一层的所述叠加板1背部的同步带刚性连接块15安装在上一层的所述叠加板1的滑块14上，多个所述叠加板1依次叠加。下一层叠加板1与上一层叠加板1之间通过滑块14进行刚性连接，利用滑块14在滑轨13上的滑动，实现多层叠加板1的展开来延伸或收缩y轴方向的长度。优选的，每一层所述叠加板1的运动时间、运动速度和运动位移完全同步。优选的，所述y轴伸缩装置有且只有一个驱动电机2，用于驱动所述同步带12在所述同步带轮11上转动；所有所述叠加板1上的同步带12的转动方向完全一种，转动速率相同且转动方向包括顺时针转动或逆时针转动。由于只采用一个驱动电机2作为动力源，通过叠加板1之间的折叠与伸展，实现了不同动力在不同叠加板1之间逐层传递，且各层叠加板1的运动速度、运动时间和运动位移都是完全同步的，及时叠加再多层，上述特性仍然维持不变，结构设计紧凑，体积较小，运动控制简单，并能向两个相反的方向做伸缩运动，运动阻力小不容易卡死，并且由于只有一个驱动电机2作为动力源，控制起来非常简单，运动行程也很好计算且通过PLC编程来实现。优选的，所述叠加板1的尺寸逐层减小，第一层所述叠加板1的尺寸最大；下一层叠加板1的运动行程是上一层叠加板1的滑轨13的一半。针对传统的直线运动单元而言，本专利技术突破了其运动形成的长度不能超过直线运动单元本身长度，而且有效行程的长度只为本身长度的80％这一结构的局限性，对于本专利技术而言，如果叠加板1的数量足够多，其行程长度可以达到自身收缩状态下长度尺寸的无限多倍。优选的，直角坐标机械手还包括z轴升降装置，所述z轴升降装置还包括安装在最后一层所述叠加板1上的升降固定板31，所述升降固定板31上固定安装有且只有一个驱动电机2；所述驱动电机2下方固定连接垂直升降的机械手安装板32，所述机械手安装板32下方安装有吸料装置33，所述吸料装置33上设置有多个吸盘34。在y轴伸缩装置完全张开之后，z轴升降装置通过驱动电机2的驱动，所述升降固定板31进行上下方向，即z轴方向的升降，并且由于升降固定板31下方安装有机械手安装板32，机械手安装板32安装有吸料装置33，随之也带动吸料装置33上下升降，并且利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，其特征在于：包括y轴伸缩装置，所述y轴伸缩装置包括多块相互叠加的叠加板，所述叠加板外围角落分别设置有多个同步带轮，所述同步带轮环设有同步带，所述同步带环绕在所述叠加板外围；所述叠加板的正面板体中部设置有滑轨，所述滑轨上安装有滑块；所述y轴伸缩装置还包括同步带刚性连接块，每层叠加板设置有上下两个所述同步带刚性连接块，所述同步带刚性连接块呈现半工字型夹持在所述叠加板背部，下一层的所述叠加板背部的同步带刚性连接块安装在上一层的所述叠加板的滑块上，多个所述叠加板依次叠加。

【技术特征摘要】
1.一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，其特征在于：包括y轴伸缩装置，所述y轴伸缩装置包括多块相互叠加的叠加板，所述叠加板外围角落分别设置有多个同步带轮，所述同步带轮环设有同步带，所述同步带环绕在所述叠加板外围；所述叠加板的正面板体中部设置有滑轨，所述滑轨上安装有滑块；所述y轴伸缩装置还包括同步带刚性连接块，每层叠加板设置有上下两个所述同步带刚性连接块，所述同步带刚性连接块呈现半工字型夹持在所述叠加板背部，下一层的所述叠加板背部的同步带刚性连接块安装在上一层的所述叠加板的滑块上，多个所述叠加板依次叠加。2.根据权利要求1所述一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，其特征在于：每一层所述叠加板的运动时间、运动速度和运动位移完全同步。3.根据权利要求1所述一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，其特征在于：所述y轴伸缩装置有且只有一个驱动电机，用于驱动所述同步带在所述同步带轮上转动；所有所述叠加板上的同步带的转动方向完全一种，转动速率相同且转动方向包括顺时针转动或逆时针转动。4.根据权利要求1所述一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，其特征在于：所述叠加板的尺寸逐层减小，第一层所述叠加板的尺寸最大；下一层叠加板的运动行程是上一层叠加板的滑轨的一半。5.根据权利要求3所述一种折叠伸缩式结构的直角坐标机械手，其特征在于：直角坐标机械手还包括z轴升降装置，所述z轴升降装置还包括安装在最后一层所述叠加板上的升降固定板...

【专利技术属性】
技术研发人员：余意，刘强，王斌，黄之峰，张定，
申请(专利权)人：广东工业大学，河源市美晨智能研究院，深圳永来达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44