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专利号: 2019111127691
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多工位直动型凸轮机械手,包括箱体(1)及与箱体(1)连接的运动构件与传动构件,其特征在于:所述运动构件包括活动连接于箱体(1)顶部两侧的导柱(23),支撑部件(4)的两端与导柱(23)固定连接,支撑部件(4)顶部的一端与后支撑板(6)底部固定连接,支撑部件(4)顶部还滑动连接有顶部导轨部件(14),顶部导轨部件(14)一端通过弹簧(5)与后支撑板(6)中段相连接,顶部导轨部件(14)另一端与前端导向部件(13)固定连接,前端导向部件(13)的导轨(27)上滑动连接有机械手安装板(12),机械手安装板(12)顶部设有导向板滚子(22);后支撑板(6)顶端与顶部气缸(7)的一端相连接,所述顶部气缸(7)的另一端与连接块(10)一侧相连接,连接块(10)与导向板(11)活动连接,导向板(11)底部凹槽与机械手安装板(12)顶部的导向板滚子(22)接触连接;导向板(11)一端设有竖轴(29),所述竖轴(29)与顶部支撑板(9)上设置的通孔(28)活动连接,顶部支撑板(9)一侧与支撑部件(4)固定连接,顶部支撑板(9)的另一侧固定连接有传感器安装板(34),传感器安装板(34)上设有位置传感器(8);

所述传动构件包括设置于箱体(1)底部的电机(24),所述电机(24)的动力输出轴上设置有主动齿轮(25),主动齿轮(25)与从动齿轮(26)相啮合,从动齿轮(26)与凸轮安装轴齿轮(18)相啮合,凸轮安装轴齿轮(18)安装在凸轮安装轴(30)上,凸轮安装轴(30)一端在箱体(1)的一侧与大凸轮(3)和小凸轮(2)相连接,其另一端在箱体(1)的另一侧与升降凸轮(19)相连接;箱体(1)侧壁上方设置有U形凹槽(33),U形凹槽(33)内设有第二凸轮摆杆(21),第二凸轮摆杆(21)靠近后支撑板(6)的一端通过轴与箱体(1)活动连接,第二凸轮摆杆(21)中段设置有升降凸轮滚子(20),升降凸轮滚子(20)与升降凸轮(19)接触连接,第二凸轮摆杆(21)另一端设有滚轮(31),滚轮(31)与支撑部件(4)接触连接;所述箱体(1)底部还设有底部气缸(17),第一凸轮摆杆(16)一端与底部气缸(17)的活塞杆固定连接,第一凸轮摆杆(16)中段设有凸轮摆杆滚子(32),凸轮摆杆滚子(32)与大凸轮(3)或小凸轮(2)接触连接,第一凸轮摆杆(16)另一端设有支撑滚子(35),支撑滚子(35)与滚子支撑块(15)接触连接,滚子支撑块(15)与顶部导轨部件(14)的侧边固定连接;

箱体(1)底部还设有电源、开关电路及单片机,所述电源的电力输出端与开关电路的电力输入端相连接,所述开关电路的电力输出端与电机及气缸的电力输入端相连接;所述单片机信号输出端与开关电路的信号输入端相连接,所述开关电路的信号输出端与单片机的信号输入端相连接;所述位置传感器(8)的信号输出端与单片机的信号输入端相连接;

所述顶部气缸(7)包括并列设置的左侧气缸(71)和右侧气缸(72),两个气缸交错伸缩;

大凸轮(3)与小凸轮(2)为盘形凸轮;

所述小凸轮(2)位于大凸轮(3)外侧;

所述升降凸轮(19)为盘形凸轮;

所述大凸轮(3)、小凸轮(2)、升降凸轮(19)及凸轮安装轴齿轮(18)同轴连接;

所述位置传感器(8)包括传感器安装板(34)上依次设置的第一传感器(81)、第二传感器(82)和第三传感器(83)。

2.基于权利要求1所述的一种多工位直动型凸轮机械手的工作方法,具体包括以下步骤:

1)将装置初始位置设定为凸轮摆杆滚子(32)和大凸轮(3)在大凸轮(3)的推程段开始处接触,升降凸轮滚子(20)与升降凸轮(19)在升降凸轮(19)的远休止段开始时接触;

2)打开电源,电机(24)带动主动齿轮(25)将动力传给与它啮合的从动齿轮(26),再将动力传动给凸轮安装轴齿轮(18),带动大凸轮(3)、小凸轮(2)及升降凸轮(19)同步转动;

3)大凸轮(3)首先与凸轮摆杆滚子(32)接触,推动第一凸轮摆杆(16)摆动,带动顶部 导轨部件(14)和前端导向 部件(13)向前移动,当大凸轮(3)转过远休止段结束时,由弹簧(5)将伸出的部分拉回,实现机械手安装板(12)在C位置的动作;

4)待大凸轮(3)转动到回程段结束时,底部气缸(17)伸出,将第一凸轮摆杆(16)推出,使凸轮摆杆滚子(32)与小凸轮(2)接触,由小凸轮(2)近休止段开始转动,右侧气缸(72)伸出,推动连接块(10)向前移动,带动导向板(11)向左旋转,小凸轮(2)继续转动,使得机械手安装板(12)向左前方移动,实现A位置的动作;

5)待小凸轮(2)转动到回程段结束时,底部气缸(17)向回收缩,使凸轮摆杆滚子(32)与大凸轮(3)接触,大凸轮(3)转动推动第一凸轮摆杆(16)带动前端导向部件(13)和顶部导轨部件(14)移动,使得机械手安装板(12)向左前方移动,实现B位置的动作;

6)待大凸轮(3)转动到回程段结束时,底部气缸(17)伸出,将凸轮摆杆(16)推出,使凸轮摆杆滚子(32)与小凸轮(2)接触,小凸轮(2)转动推动第一凸轮摆杆(16)带动前端导向部件(13)和顶部导轨部件(14)移动,使得机械手安装板(12)向左前方移动,实现A位置的动作;

7)待小凸轮(2)转动到回程段结束时,底部气缸(17)收缩,使凸轮摆杆滚子(32)与大凸轮(3)接触,同时,右侧气缸(72)收缩,拉动连接块(10)向后移动,带动导向板(11)向右旋转,回到初始位置,大凸轮(3)继续转动,使得机械手安装板(12)在中间位置向前移动,实现C位置的动作;

8)待大凸轮(3)转动到回程段结束时,底部气缸(17)伸出,将第一 凸轮摆杆(16)推出,使凸轮摆杆滚子(32)与小凸轮(2)接触,由小凸轮(2)近休止段开始转动,同时,左侧气缸(71)收回,拉动连接块(10)向后移动,带动导向板(11)向右旋转,小凸轮(2)继续转动,使得机械手安装板(12)向右前方移动,实现E位置的动作;

9)待小凸轮(2)转动到回程段结束时,底部气缸(17)向回收缩,使凸轮摆杆滚子(32)与大凸轮(3)接触,大凸轮(3)转动推动第一凸轮摆杆(16)带动前端导向部件(13)和顶部导轨部件(14) 移动,使得机械手安装板(12)向右前方移动,实现D位置的动作;

10)待大凸轮(3)转动到回程段结束时,底部气缸(17)伸出,将第一 凸轮摆杆(16)推出,使凸轮摆杆滚子(32)与小凸轮(2)接触,小凸轮(2)转动推动第一凸轮摆杆(16)带动前端导向部件(13)和顶部导轨部件(14)移动,使得机械手安装板(12)向右前方移动,实现E位置的动作;

11)待小凸轮(2)转动到回程段结束时,底部气缸(17)收缩,使凸轮摆杆滚子(32)与大凸轮(3)接触,同时,左侧气缸(71)伸出,推动连接块(10)向前移动,带动导向板(11)向左旋转,回到初始位置,完成整个周期的动作。

3.根据权利要求2所述的一种多工位直动型凸轮机械手的工作方法,其特征在于:所述升降凸轮(19)每转一圈顶部导轨部件(14)升降两次。