CN102601783A - 一种用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，该用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：包括机械臂行走横梁、机械臂行走支架、行走轮、升降丝杆电机、行走电机、行走驱动齿轮、行走齿条、机械臂升降支架、升降直线导轨、升降臂、升降丝杆、伸缩手抓、旋转动力机构、旋转齿条、旋转轴和伸缩气缸；所述行走轮安装在机械臂行走支架上，该行走轮和机械臂行走横梁接触，所述行走电机固定在机械臂行走支架上，该行走电机的电机轴和行走驱动齿轮连接，所述行走齿条固定在机械臂行走横梁上，该行走齿条和行走驱动齿轮相匹配。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：搬运效率高，使用安全可靠，安装方便，维护成本低。

Description

一种用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置

技术领域

本发明涉及一种机械手装置，特别是涉及一种用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，属于玻璃纤维加工领域。

背景技术

公开号为102225546的中国专利，公开了一种机械手臂，该机械手臂包括底座，底座上固定有扭转台座，所述的扭转台座上可转动的安装有扭转台；所述扭转台一侧固定有悬梁臂，所述的悬梁臂上设有供滑块滑动的导轨，所述的滑块上设有抓手架固定板；所述的悬梁臂和扭转台上安装有气缸架，气缸架上安装有第二气缸；所述的抓手架固定板的一侧固定有固定架，所述的固定架上固定有第三气缸；所述的第三气缸的活塞杆连接有抓手固定板，抓手固定板下端连接有抓手；所述的扭转台通过扭转台固定块与第一气缸活塞杆头部的推块可转动连接；所述的第一气缸固定在底座的底板上。该机械手臂可以通过扭转台360度扭转，但是该机械手臂不能在上下方向移动，而且也不能在左右方向移动，限制了使用。

公开号为201376280的中国专利，公开了一种机械手臂，该机械手臂包含一个基座，具有一个底板；一个连接臂，具一个连接部，该连动臂以该连接部与该基座的底板万向连接，且该连接臂内部呈中空；以及一个主动臂，一端插入该连接臂内，另一端受驱动而在一个虚拟的平面上位移，令该主动臂以该连接臂的连接部为中心而摆动，该连接臂并受该主动臂的连接而以该连接部为中心进行摆动。该机械手臂虽然由于万向连接而能够具有很高的活动自由度，但是该机械手臂不能方便的搬运原丝筒，该机械手臂的头部不能水平伸进原丝筒内，使用不方便，而且万向连接的机械手臂驱动机构较复杂，不易维护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，结构简单，使用方便，转动灵活，能够快捷准确地搬运原丝筒的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其结构特点是：包括机械臂行走横梁、机械臂行走支架、行走轮、升降丝杆电机、行走电机、行走驱动齿轮、行走齿条、机械臂升降支架、升降直线导轨、升降臂、升降丝杆、伸缩手抓、旋转动力机构、旋转齿条、旋转轴和伸缩气缸；所述行走轮安装在机械臂行走支架上，该行走轮和机械臂行走横梁接触，所述行走电机固定在机械臂行走支架上，该行走电机的电机轴和行走驱动齿轮连接，所述行走齿条固定在机械臂行走横梁上，该行走齿条和行走驱动齿轮相匹配；所述机械臂升降支架固定在机械臂行走支架上，所述升降直线导轨安装在机械臂升降支架上，所述升降丝杆电机的电机轴和升降丝杆连接，该升降臂和升降丝杆相配合，该升降臂活动安装在升降直线导轨上；所述旋转动力机构固定在升降臂上，该旋转动力机构和旋转齿条相连，所述旋转齿条和旋转轴相配合，所述旋转轴活动安装在升降臂上，该旋转轴的一端和伸缩气缸相连，所述伸缩气缸和伸缩手抓相连。行走电机固定在机械臂行走支架上，行走电机的电机轴和行走驱动齿轮连接，行走齿条固定在机械臂行走横梁上，行走齿条和行走驱动齿轮相匹配，启动行走电机就能令行走驱动齿轮在行走齿条上转动，从而带动机械臂行走支架运动，实现机械臂行走支架在机械臂行走横梁上左右移动，方便快捷。将行走电机安装在机械臂行走支架而不是安装在机械臂行走横梁上，可以令行走电机安装更加方便，节约空间，而且可以令行走电机和行走齿条直接连接，减少传动部件，使得结构更加简单。机械臂升降支架固定在机械臂行走支架上，升降直线导轨安装在机械臂升降支架上，升降丝杆电机的电机轴和升降丝杆连接，升降臂和升降丝杆相配合，该升降臂活动安装在升降直线导轨上。机械臂升降支架可以随着机械臂行走支架一起左右移动，升降臂可以在升降直线导轨上滑动，升降丝杆电机安装在机械臂行走支架上，可以节约空间，升降臂可以通过升降丝杆的转动来调节高度，方便伸缩手抓高度的调节，可以使伸缩手抓伸进不同高度的原丝筒内。旋转动力机构固定在升降臂上，旋转动力机构和旋转齿条相连，旋转齿条和旋转轴相配合，旋转轴的一端和伸缩气缸相连，伸缩气缸和伸缩手抓相连。旋转动力机构可以伸缩旋转齿条，旋转齿条可以带动旋转轴转动，旋转轴转动带动伸缩手抓转动，从而方便地控制伸缩手抓旋转。使用旋转齿条传动，结构简单，维护方便。

本发明还包括定向导轮，该定向导轮安装在机械臂行走支架上，所述定向导轮和机械臂行走横梁相配合。定向导轮卡住机械臂行走横梁，使得机械臂行走支架不会倾翻或者滑出机械臂行走横梁，保证使用安全，而且不妨碍机械臂行走支架在机械臂行走横梁上滚动。

本发明所述升降臂上设置有螺纹孔，该螺纹孔和升降丝杆相匹配。升降臂通过螺纹和升降丝杆相连接，使得升降丝杆转动可以带动升降臂上下运动，在升降丝杆停止运动的时候，升降臂也不会掉落下来，安全可靠，结构简单，传动效率高，调节精度也高。

本发明还包括防护板，该防护板安装在机械臂升降支架上。防护板可以防护机械臂升降支架内的升降丝杆，提高升降丝杆的使用寿命。

本发明所述升降丝杆安装在机械臂升降支架内部。节约空间，而且令升降丝杆得到有效防护。

本发明所述机械臂升降支架为长方体结构。长方体结构制造简单，维护方便，空间利用率高，便于安装升降丝杆和升降直线导轨。

本发明还包括旋转轴齿轮，该旋转轴齿轮套装在旋转轴上，所述旋转轴齿轮与旋转齿条相匹配。结构简单，直接传动，控制精度高。

本发明所述旋转动力机构为旋转气缸或者旋转电机。旋转气缸具有结构简单，可靠性高等特点，旋转电机具有无需气源，控制方便的优势，使用者可以根据不同的使用环境选用不同的旋转动力机构。

本发明还包括PLC，所述PLC和行走电机电连接，该PLC和升降丝杆电机电连接，该PLC和旋转电机电连接。通过PLC可以做到精密控制，而且也提高了控制精度，减少了出错率，提高了工作效率，使用者控制更加方便，还可以根随时更改程序适应工艺改进。通过PLC控制由叫纱按钮发出运行指令，用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置接受指令后自动执行并完成取放原丝筒动作。用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置通过PLC的控制可做水平直线方向，垂直方向，水平旋转，水平伸缩8个方向的动作。

本发明还包括输入模块、输出模块、计数模块、电器控制元件、扁平电缆、电缆拖链、变频器、感应开关以及其它电器控制元件。极大地提高了自动化程度，也方便了使用。

本发明还包括支撑立柱，所述支撑立柱和机械臂行走横梁连接。提高了稳定性和负重能力，增加了安全性。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：搬运效率高，使用安全可靠，安装方便，维护成本低，能够自由调节高度，结构简单，使用寿命长，搬运原丝筒准确快捷，控制方便。

附图说明

图1是本发明实施例中用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置的主视结构示意图。

图2是图1的俯视结构示意图。

图3是本发明实施例中用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置的使用状态图。

图4是图1中A处的放大示意图。

图5是本发明实施例的立体结构示意图。

图6是本发明实施例中伸缩手抓等部件的结构示意图。

图7是本发明实施例中伸缩手抓和机械臂行走横梁平行时的状态示意图。

图8是本发明实施例中伸缩手抓和机械臂行走横梁垂直，且伸缩手抓方向向左的状态示意图。

图9是本发明实施例中伸缩手抓和机械臂行走横梁垂直，且伸缩手抓方向向右的状态示意图。

图10是本发明实施例中伸缩手抓和机械臂行走横梁夹角为70度，且伸缩手抓方向斜向左的状态示意图。

图11是本发明实施例中伸缩手抓和机械臂行走横梁夹角为70度，且伸缩手抓方向斜向右的状态示意图。

图12是本发明实施例中用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置的使用状态图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

如图1-图12所示，本实施例中的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置包括机械臂行走横梁1、机械臂行走支架2、行走轮3、升降丝杆电机4、行走电机5、行走驱动齿轮6、行走齿条7、机械臂升降支架8、升降直线导轨9、升降臂10、升降丝杆11、伸缩手抓12、旋转动力机构13、旋转齿条14、旋转轴15、伸缩气缸16、定向导轮17、旋转轴齿轮18和支撑立柱22。机械臂行走支架2和机械臂升降支架8组成机械臂主体。

行走轮3安装在机械臂行走支架2上，行走轮3和机械臂行走横梁1接触，行走轮3可以在机械臂行走横梁1上滚动，本实施例中的机械臂行走支架2安装有八个行走轮3，确保了机械臂行走支架2的稳定运行。机械臂行走横梁1有支撑立柱22支撑，机械臂行走横梁1包括两条长条形结构的横梁条组成，每条横梁条上都有两个行走轮3滚动。

支撑立柱22固定在地面上，机械臂行走横梁1固定在支撑立柱22上，支撑立柱22具有支撑作用，确保机械臂行走支架2平稳运行。

行走电机5固定在机械臂行走支架上，行走电机5可以为变频电机，也可以为伺服电机等其他电机。行走电机5的电机轴和行走驱动齿轮6连接，行走齿条7固定在机械臂行走横梁1上，行走齿条7和机械臂行走横梁1平行安装，行走驱动齿轮6和行走齿条7相匹配，行走电机5转动带动行走驱动齿轮6转动，由于行走驱动齿轮6上的齿和行走齿条7上的齿相啮合，行走驱动齿轮6转动带动机械臂行走支架2移动。通过控制行走电机5的转动速度就可以控制机械臂行走支架2的移动速度，通过控制行走电机5的转动角度就可以控制机械臂行走支架2的移动位置，控制方便，结构简单，安装和维护都很方便。

机械臂升降支架8固定在机械臂行走支架2上，机械臂升降支架8的上端和机械臂行走支架2固定，机械臂升降支架8为长方体结构，有利于有效利用空间，机械臂升降支架8为空心框架结构，有利于内部安装其他部件，结构简单。

升降直线导轨9固定在机械臂升降支架8内，升降臂10活动安装在升降直线导轨9上，升降臂10可以在升降直线导轨9上滑动，升降直线导轨9可以防止升降臂10跑偏，从而使得升降丝杆11受到径向力而损坏，升降直线导轨9具有安全保护的作用。

升降丝杆电机4的电机轴和升降丝杆11连接，升降臂10和升降丝杆11相配合，升降臂10上设置有螺纹孔，该螺纹孔内具有内螺纹，升降丝杆11上具有外螺纹，该内螺纹和外螺纹相匹配，升降丝杆11转动可以使升降臂10上下移动，控制升降丝杆电机4的旋转角度可以将升降臂10停留在所需要的高度，方便控制。升降丝杆11和升降丝杆电机4在同一直线上，有利于提高控制精度，也有利于提高升降丝杆11的使用寿命。

旋转动力机构13固定在升降臂10上，旋转动力机构13和旋转齿条14相连，旋转动力机构13伸缩可以令旋转齿条14也伸缩。旋转齿条14和旋转轴15相配合，旋转轴15上设置有旋转轴齿轮18，旋转轴齿轮18和旋转齿条14啮合，旋转齿条14伸缩可以带动旋转轴齿轮18转动，通过控制旋转动力机构13伸缩量可以控制旋转轴15的旋转角度。旋转轴15的下端和伸缩气缸16相连，伸缩气缸16和伸缩手抓12相连，旋转轴15活动安装在升降臂10上，旋转轴15可以在升降臂10上转动。旋转动力机构13可以为旋转电机或者旋转气缸，其中旋转电机的电机轴为空心轴，旋转电机和旋转轴15可以同步转动。

伸缩气缸16可以伸缩，使得伸缩手抓12可以向前伸出或者向后收缩，使得伸缩手抓12可以进入原丝筒19内部。伸缩气缸上设置有伸缩直线导轨、上连接板和下连接板，上连接板和旋转轴15连接，上连接板和下连接板上通过螺栓固定。伸缩直线导轨可以保证伸缩手抓直线运动。

定向导轮17共有四个，分别安装在机械臂行走支架2的四个角上，定向导轮17和机械臂行走横梁1相接触，定向导轮17可以在机械臂行走横梁1外侧面上滚动，机械臂行走横梁1的外侧面是指图3中机械臂行走横梁1向下或者向上的侧面。定向导轮17可以防止机械臂行走支架2在机械臂行走横梁1上侧翻或者脱离轨道，保证机械臂行走支架2的安全运行。定向导轮17还具有防止机械臂行走支架2运行时偏移，提高定位精度的功能。

本实施例中使用PLC控制用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，通过PLC的控制可做水平直线方向，垂直方向，水平旋转，水平伸缩等动作。由叫纱按钮23发出运行指令，用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置接受指令后自动执行并完成取放原丝筒19的动作。用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置是根据玻璃纤维生产络纱的特定环节和区域限制所研发的更适用于玻璃纤维络纱生产线的智能机械手。叫纱按钮23安装在络纱纱架上的每个原丝筒19放置位置的下方，对应该原丝筒19放置位置，只需按动叫纱按钮23，用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置就会自动将原丝筒19放入该叫纱按钮23对应的原丝筒19放置位置内，实现智能控制。叫纱按钮23和PLC电连接，工作的时候，按动叫纱按钮23，PLC接收到该叫纱按钮23所对应的位置信息，然后动作。

本实施例中的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置还包括输入模块、输出模块、计数模块、电器控制元件、扁平电缆、电缆拖链、变频器、感应开关以及其它电器控制元件。

使用的时候，将原丝小车20推到特定的位置上，启动用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置。行走电机5工作，带动机械臂行走支架2左右移动到合适的位置并停止，升降丝杆电机4工作，通过升降丝杆11将升降臂10升降到合理的位置，旋转动力机构13工作，令伸缩气缸16可以旋转到朝向原丝筒19的方向，伸缩气缸16伸长，伸缩手抓12进入原丝筒内，升降丝杆电机4动作，将原丝筒19提高，伸缩气缸16收缩，令原丝筒19离开原丝小车20。

旋转动力机构13动作，转过90度角，令原丝筒19和机械臂行走横梁1平行。行走电机5和升降丝杆电机4工作，将原丝筒19运送到需要的位置，旋转动力机构13动作，转过70度角，伸缩气缸16伸长，并且升降丝杆电机4工作，将原丝筒19放入络纱纱架21中。

重复上述步骤，直到将原丝筒19搬运完毕。

在用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置搬运过程中，是按照先进先出的顺序搬运，用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置从原丝小车20将原丝筒19搬运进络纱纱架21的顺序是按照原丝筒19搬运进原丝小车20同样的顺序进行。使得可以将不同规格的原丝筒19混杂搬运，不易弄混。

本发明中的机械臂升降支架8上可以安装有一片或者多片防护板，防护板具有保护升降臂10和升降丝杆11等部件的作用。

本发明中也可以由电机代替旋转动力机构13。

本发明行走驱动齿轮6也可以有多条。

本发明中的行走轮3和定向导轮17的功能可以用直线导轨来替代。

本发明中伸缩气缸16的可以用电机通过丝杆或者链条传动替代。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：包括机械臂行走横梁、机械臂行走支架、行走轮、升降丝杆电机、行走电机、行走驱动齿轮、行走齿条、机械臂升降支架、升降直线导轨、升降臂、升降丝杆、伸缩手抓、旋转动力机构、旋转齿条、旋转轴和伸缩气缸；所述行走轮安装在机械臂行走支架上，该行走轮和机械臂行走横梁接触，所述行走电机固定在机械臂行走支架上，该行走电机的电机轴和行走驱动齿轮连接，所述行走齿条固定在机械臂行走横梁上，该行走齿条和行走驱动齿轮相匹配；所述机械臂升降支架固定在机械臂行走支架上，所述升降直线导轨安装在机械臂升降支架上，所述升降丝杆电机的电机轴和升降丝杆连接，该升降臂和升降丝杆相配合，该升降臂活动安装在升降直线导轨上；所述旋转动力机构固定在升降臂上，该旋转动力机构和旋转齿条相连，所述旋转齿条和旋转轴相配合，所述旋转轴活动安装在升降臂上，该旋转轴的一端和伸缩气缸相连，所述伸缩气缸和伸缩手抓相连。

2.根据权利要求1所述的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：还包括定向导轮，该定向导轮安装在机械臂行走支架上，所述定向导轮和机械臂行走横梁相配合。

3.根据权利要求1或2所述的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：所述升降臂上设置有螺纹孔，该螺纹孔和升降丝杆相匹配。

4.根据权利要求1或2所述的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：还包括防护板，该防护板安装在机械臂升降支架上。

5.根据权利要求1或2所述的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：所述升降丝杆安装在机械臂升降支架内部。

6.根据权利要求1或2所述的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：所述机械臂升降支架为长方体结构。

7.根据权利要求1或2所述的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：还包括旋转轴齿轮，该旋转轴齿轮套装在旋转轴上，所述旋转轴齿轮与旋转齿条相匹配。

8.根据权利要求1或2所述的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：所述旋转动力机构为旋转气缸或者旋转电机。

9.根据权利要求8所述的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：还包括PLC，所述PLC和行走电机电连接，该PLC和升降丝杆电机电连接，该PLC和旋转电机电连接。

10.根据权利要求1或2所述的用于玻璃纤维原丝筒自动摆放智能机械手装置，其特征是：还包括支撑立柱，所述支撑立柱和机械臂行走横梁连接。

Images