多自由度吊裝機械手的制作方法

本實用新型屬于機械設備技術領域，具體涉及一種多自由度吊裝機械手。

背景技術：

目前國內的小型起重設備是由起重臂、轉臺、機架、支腿等部分組成。通過吊臂變幅、伸縮、卷揚等機構的動作來實現小吊車的機械動作，通過不同動作的組合實現起重作業，其存在著諸多的缺陷：吊臂的擺幅常用液壓缸的伸縮來控制，需人手來壓液壓桿來控制油缸的伸縮，效率低，特別費時費力，而且液壓油的泄露無法完全避免，造成工作環境的污染；卷揚機構的運動過程噪聲大，定位精度低，重物容易在起升過程中擺動、旋轉，而且安全系數不高；結構單一，吊臂運動范圍小，不能將重物同時實現多方向的移動功能。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種設計合理、使用穩定性好且適用性強的多自由度吊裝機械手。

實現本實用新型目的的技術方案是一種多自由度吊裝機械手，包括底座、設置在所述底座上的立柱和設置在所述立柱上的機械手結構，所述機械手結構包括第一旋轉機構、第二旋轉機構、上下滑動機構、懸臂機構、減速電機、擺臂機構和機頭，所述第一旋轉機構設置在所述立柱的頂部，所述上下滑動機構設置在所述第一旋轉機構的頂部且所述上下滑動機構包括導向塊和移動塊，所述移動塊與減速電機通過驅動齒條活動連接，所述懸臂機構包括第一連桿、第二連桿、復位拉簧和三角形連接塊，所述第一連桿的左端通過第一鉸鏈軸連接在導向塊的上端，所述第二連桿的左端通 過第二鉸鏈軸連接在導向塊的中部，所述第一鉸鏈軸設置在移動塊的移動軌跡頂端，所述第二鉸鏈軸設置在移動塊的移動軌跡上，所述復位彈簧的兩端分別設置在所述第二連桿的右端與導向塊上，所述第一連桿的右端和第二連桿的右端分別連接在三角形連接塊的兩個頂角處，所述擺臂機構包括第三連桿、第四連桿，所述第三連桿的頂部連接在三角形連接塊的一個頂角處且與第二連桿的端部相連接，所述第四連桿的頂部連接在三角形連接塊的剩余頂角處，所述第三連桿和第四連桿的底端均與第二旋轉機構相連接，所述機頭連接在第二旋轉機構上。

還設有擺幅調整機構，所述擺幅調整機構包括第五連桿和第六連桿，所述第五連桿的左端通過第三鉸鏈軸連接在在移動塊上，所述第五連桿的右端連接在第三連桿的頂部，所述第六連桿的頂端連接在第二連桿的左臂，所述第六連桿的底端連接在第三鉸鏈軸上。

在所述導向塊的側面上設有豎向導滑槽，所述移動塊為L型結構，在L型移動塊的豎桿上設有與所述豎向導滑槽相配合的導滑凸塊，在L型移動塊的豎桿外側面設有齒槽，在L型移動塊的橫桿上設有條形槽孔，所述第三鉸鏈軸設置在所述條形槽孔內。

所述第一旋轉機構包括吊裝轉塔，設置在所述吊裝轉塔上的轉動軸底座，在所述轉動軸底座的對稱側邊上設有轉動夾板，所述轉動夾板通過螺釘固定在轉動軸底座的側面上，在所述轉動軸底板內自下而上依次設有第一深溝球軸承、第一隔套、第一推力球軸承、第一軸承套和固定螺母，所述立柱固定在吊裝轉塔的底部且所述上下滑動機構的導向塊底部卡固在兩個轉動夾板之間。

所述第二旋轉機構包括T字形旋轉塊、套設在T字形旋轉塊豎桿外側的第二軸承承和用于將第二軸承套固定在T字形旋轉塊上的鎖位螺母，在所述第二軸承套與T字形旋轉塊的豎桿之間自上而下依次設有第二深溝球軸承、第二推力球軸承、第二隔套和第三深溝球軸承，所述機頭設置在T字形旋轉塊的豎桿底端，所述第三連桿和第四連桿設置在T字形旋轉塊的橫桿兩端。

所述機頭包括機頭座、設置在所述機頭座兩側面上的手柄、設置在所 述機頭座左側面的復位按鈕和操作搖桿和設置在機頭座右端的吊裝掛軸，所述機頭座的頂面與第二旋轉機構的T字形旋轉塊豎桿相連接。

還設有與所述減速電機相連接的減速箱。

本實用新型具有積極的效果：本實用新型的結構設計合理，其減少了油壓缸的使用，從而可以避免油壓缸帶來的技術不足，一定程度上提高了工作效率，同時其可有效的提高吊裝機的工作范圍和重物起吊的定位精度，傳統的起重機的上下機構為卷揚機的形式，即卷揚滾筒對吊繩的收放來控制重物的上升或下降，卷揚機構噪聲大，運行不平穩，但這個機械手起重上下控制是靠齒輪齒條機構來實現的，運行平穩，容易控制，從而也可以減少吊機的噪聲，提高了使用穩定性和安全系數，適用性強且實用生好。

附圖說明

為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的上下滑動機構中移動塊的結構示意圖；

圖3為本實用新型的第一旋轉機構的爆炸示意圖；

圖4為本實用新型的第二旋轉機構的結構示意圖；

圖5為本實用新型的機頭結構示意圖。

具體實施方式

(實施例1)

圖1至圖5顯示了本實用新型的一種具體實施方式，其中圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的上下滑動機構中移動塊的結構示意圖；圖3為本實用新型的第一旋轉機構的爆炸示意圖；圖4為本實用新型的第二旋轉機構的結構示意圖；圖5為本實用新型的機頭結構示意圖。

見圖1至圖5，一種多自由度吊裝機械手，包括底座1、設置在所述底座1上的立柱2和設置在所述立柱2上的機械手結構，所述機械手結構包括第一旋轉機構3、第二旋轉機構4、上下滑動機構5、懸臂機構6、減速 電機7、擺臂機構8和機頭9，所述第一旋轉機構3設置在所述立柱2的頂部，所述上下滑動機構5設置在所述第一旋轉機構3的頂部且所述上下滑動機構5包括導向塊51和移動塊52，所述移動塊52與減速電機7通過驅動齒條活動連接，所述懸臂機構6包括第一連桿61、第二連桿62、復位拉簧63和三角形連接塊64，所述第一連桿61的左端通過第一鉸鏈軸65連接在導向塊51的上端，所述第二連桿62的左端通過第二鉸鏈軸66連接在導向塊51的中部，所述第一鉸鏈軸設置在移動塊的移動軌跡頂端，所述第二鉸鏈軸設置在移動塊的移動軌跡上，所述復位彈簧63的兩端分別設置在所述第二連桿62的右端與導向塊51上，所述第一連桿61的右端和第二連桿62的右端分別連接在三角形連接塊64的兩個頂角處，所述擺臂機構8包括第三連桿81、第四連桿82，所述第三連桿81的頂部連接在三角形連接塊64的一個頂角處且與第二連桿62的端部相連接，所述第四連桿82的頂部連接在三角形連接塊64的剩余頂角處，所述第三連桿81和第四連桿82的底端均與第二旋轉機構4相連接，所述機頭9連接在第二旋轉機構4上。用穩定的四邊形連桿機構取代用油缸的伸縮機構來控制懸臂擺幅的變化，此結構穩定可靠，改變懸臂擺幅的效率高，在提升重物的過程中可隨意變換擺臂的姿態，操作簡單，適用多種工作環境的重物移載；

該吊裝機械手在立柱和機頭的位置分別有旋轉機構，旋轉角度均為360°吊裝機頭能以立柱做自轉或公轉，增加了吊裝機的工作范圍，同時機頭的旋轉能把起重物按需求任意的角度擺放，省去重復裝吊；

重物的起升過程采用減速電機輸出，齒輪齒條傳動，起重上升過程平穩、安全、噪聲小；

上升起重過程采用無級變速搖桿控制，操縱感強，上下運動控制精準、平穩；

結構簡單緊湊，占用空間小。

還設有擺幅調整機構10，所述擺幅調整機構10包括第五連桿101和第六連桿102，所述第五連桿101的左端通過第三鉸鏈軸103連接在在移動塊52上，所述第五連桿101的右端連接在第三連桿81的頂部，所述第六連桿102的頂端連接在第二連桿62的左臂，所述第六連桿102的底端連接在第 三鉸鏈軸103上。

在所述導向塊51的側面上設有豎向導滑槽53，所述移動塊52為L型結構，在L型移動塊的豎桿上設有與所述豎向導滑槽相配合的導滑凸塊54，在L型移動塊的豎桿外側面設有齒槽55，在L型移動塊的橫桿上設有條形槽孔56，所述第三鉸鏈軸103設置在所述條形槽孔56內。

所述第一旋轉機構3包括吊裝轉塔31，設置在所述吊裝轉塔31上的轉動軸底座32，在所述轉動軸底座32的對稱側邊上設有轉動夾板33，所述轉動夾板33通過螺釘固定在轉動軸底座32的側面上，在所述轉動軸底板內自下而上依次設有第一深溝球軸承34、第一隔套35、第一推力球軸承36、第一軸承套37和固定螺母38，所述立柱固定在吊裝轉塔的底部且所述上下滑動機構的導向塊底部卡固在兩個轉動夾板之間。

所述第二旋轉機構4包括T字形旋轉塊41、套設在T字形旋轉塊41豎桿外側的第二軸承承42和用于將第二軸承套42固定在T字形旋轉塊41上的鎖位螺母43，在所述第二軸承套與T字形旋轉塊的豎桿之間自上而下依次設有第二深溝球軸承44、第二推力球軸承45、第二隔套46和第三深溝球軸承47，所述機頭設置在T字形旋轉塊的豎桿底端，所述第三連桿和第四連桿設置在T字形旋轉塊的橫桿兩端。

所述機頭9包括機頭座91、設置在所述機頭座兩側面上的手柄92、設置在所述機頭座左側面的復位按鈕93和操作搖桿94和設置在機頭座右端的吊裝掛軸95，所述機頭座的頂面與第二旋轉機構的T字形旋轉塊豎桿相連接。

還設有與所述減速電機相連接的減速箱。

其中第一旋轉機構的工作原理如下：

吊裝轉塔固定在立柱上不動，軸承套、轉動軸座板、轉動夾板這三個零件為剛性連接，其中軸承套內裝有軸承，下端采用個深溝球軸承，中間采用一個推力球軸承，并用隔套隔開下端的深溝球軸承，讓下端的深溝球軸承的內圈與隔套接觸，上端采用一個深溝球軸承，并用軸承壓環壓住軸承內圈，上端再鎖上圓螺母和卡簧。深溝球軸承主要承受徑向載荷，推力球軸承主要承受軸向載荷。旋轉過程中深溝球軸承的內部和推力球軸承下 圈不動，深溝球軸承的外圈和推力球軸承的上圈會隨著機構的旋轉一起旋轉。此機構很好的分配了受力情況，提高機構的使用壽命和穩定性能，也可用于其他設備受力方向主要為軸向和徑向力的旋轉運動中。

上下滑動機構的工作原理如下：

傳動箱輸出齒輪的正反轉帶動齒條副運動使整個滑動機構上做上下運動，滑動機構上的4個滾輪在滑槽中滾動。

懸臂機構、擺幅調整機構、擺臂機構工作原理如下：

該3個機構均為平行四邊形機構，其中擺幅調整機構的一個第三鉸鏈軸可在移動塊的條形槽孔中滑動。

第二旋轉機構的工作原理與第一旋轉機構相同。

整個機械手的工作原理如下：

操作機頭上的操作搖桿，控制減速電機轉動，運轉傳動到減速箱再傳動到輸出齒輪上，輸出齒輪帶動齒條，使上下滑動機構上(下)運動，上下滑動機構的腹板支撐擺幅調整機構的一個鉸鏈，在通過連桿6把力傳遞到懸臂機構，此時懸臂機構會繞著第一鉸鏈軸和第二鉸鏈軸轉動，而懸臂機構的另一端會上升從而帶動擺臂機構的上升，達到機頭起重或移載在目的。在使用過程中同時手動擺動機頭來控制機械手的姿態。

吊裝機械手工作使用說明：

首先重物用吊裝帶掛在吊裝掛軸上，手握機頭手柄，然后控制操作桿(操作桿上推則機頭向上運動，反之則向下運動，操作搖桿的擺動幅度來控制上升下降的速度)當重物提升到需要位置時，松掉搖桿，搖桿會自己復位到零點，機頭停止運動。在重物提升或下降過程中可隨時手動控制機頭的方向使重物按需要的方向擺放；同時也可控制擺臂的擺幅使重物擺放在需要的位置。

本實用新型的結構設計合理，其減少了油壓缸的使用，從而可以避免油壓缸帶來的技術不足，一定程度上提高了工作效率，同時其可有效的提高吊裝機的工作范圍和重物起吊的定位精度，傳統的起重機的上下機構為卷揚機的形式，即卷揚滾筒對吊繩的收放來控制重物的上升或下降，卷揚機構噪聲大，運行不平穩，但這個機械手起重上下控制是靠齒輪齒條機構 來實現的，運行平穩，容易控制從而也可以減少吊機的噪聲，提高了使用穩定性和安全系數，適用性強且實用生好。

顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本實用新型的實質精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本實用新型的保護范圍。