机械手取放机构及使用该机构的自动摆盘机

1.机械手取放机构，包括机械手安装座、安装在机械手安装座上的机械手，所述机械手包括相对设置的第一夹持臂和第二夹持臂，其特征在于：所述第一夹持臂是固定在机械手安装座上，所述第二夹持臂铰接在机械手安装座上，所述第二夹持臂上传动连接有驱动第二夹持臂转动而与第一夹持臂张合配合的驱动装置，所述第一夹持臂和第二夹持臂设有相对应的夹持凹部。
2.根据权利要求1所述的机械手取放机构，其特征在于：所述第二夹持臂是由夹持体和夹持体上远离夹持凹部的一端固连的夹持体拐臂构成，所述夹持臂驱动装置是由具有伸缩杆的伸缩气缸和设置在第二夹持臂和机械手安装座之间对第二夹持臂提供向夹持位转动的力的复位弹簧构成，所述伸缩杆顶压设置在所述夹持体拐臂上并在伸长时顶压夹持体拐臂而驱动第二夹持臂转动。
3.自动摆盘机，包括机架、设置在机架上的机械手取放机构，所述机械手取放机构包括机械手安装座、带动机械手安装座运动的机械手臂和安装在机械手安装座上的机械手，所述机械手包括相对设置的第一夹持臂和第二夹持臂，其特征在于：所述第一夹持臂是固定在机械手安装座上，所述第二夹持臂铰接在机械手安装座上，所述第二夹持臂上传动连接有驱动第二夹持臂转动而与第一夹持臂张合配合的驱动装置，所述第一夹持臂和第二夹持臂设有相对应的夹持凹部。
4.根据权利要求3所述的自动摆盘机，其特征在于：所述第二夹持臂是由夹持体和夹持体上远离夹持凹部的一端固连的夹持体拐臂构成，所述夹持臂驱动装置是由具有伸缩杆的伸缩气缸和设置在第二夹持臂和机械手安装座之间对第二夹持臂提供向夹持位转动的力的复位弹簧构成，所述伸缩杆顶压设置在所述夹持体拐臂上并在伸长时顶压夹持体拐臂而驱动第二夹持臂转动。
5.根据权利要求3或4所述的自动摆盘机，其特征在于：所述机械手臂包括沿竖直方向延伸设置在机架上的竖向导轨、导向装配在竖向导轨上的竖向滑块，还包括固定在竖向滑块上沿水平方向导向设置的横向导轨、导向装配在横向导轨上的横向滑块和固设在横向滑块上供所述机械手座固连的连接杆；所述竖向滑块和横向滑块分别是通过竖向驱动装置和横向驱动装置而实现竖向运动和横向运动，所述竖向驱动装置和横向驱动装置均是由平面连杆机构和对应的驱动装置构成。
6.根据权利要求5所述的自动摆盘机，其特征在于：所述竖向驱动装置包括一端铰接在机架上的竖向驱动摆杆，所述竖向驱动摆杆的另一端与所述竖向滑块通过连杆铰接而构成在竖向驱动摆杆摆动时带动竖向滑块上下运动的曲柄滑块机构。
7.根据权利要求6所述的自动摆盘机，其特征在于：所述横向驱动装置包括沿上下方向延伸设置在所述横向滑块上的导向槽、铰接在所述机架上的横向摆杆，所述横向摆杆具有与所述导向槽适配而构成用于带动横向滑块沿横向滑轨导向移动的正切机构的传动连接结构。
8.根据权利要求7所述的自动摆盘机，其特征在于：所述横向摆杆的铰接端连接有用于带动横向摆杆转动的摆杆拐臂而构成回旋臂，所述机架上铰接有在对应的横向驱动凸轮驱动下摆动的横向驱动摆杆，所述横向驱动摆杆与所述回旋臂通过回旋臂连接杆连接以带动回旋臂转动。
9.根据权利要求8所述的自动摆盘机，其特征在于：所述竖向驱动摆杆装配在对应的竖向驱动凸轮上而在竖向驱动凸轮的驱动下转动；所述横向驱动凸轮和竖向驱动凸轮的凸轮轴是同轴设置并由同一驱动电机驱动。
10.根据权利要求3或4所述的自动摆盘机，其特征在于：所述机械手下方对应设有用于输送对应的饺子盛装托盘的托盘输送装置。

机械手取放机构及使用该机构的自动摆盘机
技术领域
[0001] 本实用新型涉及机械手取放机构及使用该机构的自动摆盘机。
背景技术
[0002] 速冻饺子的制造工序大体上分为制馅、制面、饺子成型、速冻和包装等。目前制馅、制面、饺子成型工序基本都实现了自动化，但是，饺子成型后需要转移到下一速冻工序，目前厂家一般采用传统的人工转移饺子的方式，即饺子在饺子机上成形以后，由工人用手捏起饺子摆放到周转托盘的凹槽内，托盘上的凹槽摆满后，再将托盘摆放到输送带，由输送带输送到下一速冻工序。采用手工转移的方式，不但生产率低下，制约了饺子生产的整体效率，而且需要依靠多名操作工人，增加了劳动成本。同时，由于工人需要用手接触到饺子，存在有卫生安全隐患，也不能保证饺子摆放的一致性。
[0003] 目前，在其他工业生产领域中存在采用机械手模拟人手的动作来实现物品的转运的技术，比如申请号为201210189672.2的中国专利公开了一种多机械手同步抱抓机构，包括机械手取放机构和带动机械手取放机构移位的机械手臂。机械手取放机构包括联接座、分别通过两对应的水平导向件导向装配在联接座上的两机械手安装座、分别安装在对应的机械手安装座上的多只第一夹持臂和多只第二夹持臂，两机械手安装座通过拉绳和滑轮连接而实现相反方向的同步移动，其中一个机械手安装座上设置有带动其运动的伸缩气缸，从而在伸缩气缸动作时带动第一夹持臂和第二夹持臂相向运动合拢或相背运动分开而实现张合动作，将物品夹紧或松开，同时配合机械手臂的动作，实现物品的夹持、转移和松开。
但是，由于各只第一夹持臂和第二夹持臂是沿张合方向并排设置，机械手安装座的长度方向尺寸较大，并需要移动空间，结构复杂，占用空间大，并且各只机械手的收合是依靠拉绳和伸缩气缸驱动实现，各夹持臂的传动精度低，可靠性差，而不能适用于饺子的抓取。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种结构紧凑的机械手取放机构，及使用该机构的自动摆盘机。
[0005] 本实用新型中机械手取放机构所采用的技术方案是：机械手取放机构，包括机械手安装座、安装在机械手安装座上的机械手，所述机械手包括相对设置的第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂是固定在机械手安装座上，所述第二夹持臂铰接在机械手安装座上，所述第二夹持臂上传动连接有驱动第二夹持臂转动而与第一夹持臂张合配合的驱动装置，所述第一夹持臂和第二夹持臂设有相对应的夹持凹部。
[0006] 采用上述技术方案，第一夹持臂固定设置，第二夹持臂相对第一夹持臂转动设置，夹持臂驱动装置只要驱动第二夹持臂在夹持位和释放位之间转动即可实现物品的夹紧和释放，第一夹持臂和第二夹持臂设有相对应的夹持凹部，便于物品的牢固夹持并能够避免损坏物品。与现有技术中采用的拉绳和两个同步滑块相比，机构简单，结构紧凑，动作可靠。
[0007] 所述第二夹持臂是由夹持体和夹持体上远离夹持凹部的一端固连的夹持体拐臂构成，所述夹持臂驱动装置是由具有伸缩杆的伸缩气缸和设置在第二夹持臂和机械手安装座之间对第二夹持臂提供向夹持位转动的力的复位弹簧构成，所述伸缩杆顶压设置在所述夹持体拐臂上并在伸长时顶压夹持体拐臂而驱动第二夹持臂转动。设置夹持臂拐臂便于夹持臂驱动装置的布置，减小装置的空间占用，夹持臂驱动装置采用复位弹簧和具有伸缩杆的伸缩气缸，结构简单，动作灵活，可靠性高，便于保养维修。
[0008] 本实用新型中自动摆盘机采用的技术方案是：自动摆盘机，包括机架、设置在机架上的机械手取放机构，所述机械手取放机构包括机械手安装座、带动机械手安装座运动的机械手臂和安装在机械手安装座上的机械手，所述机械手包括相对设置的第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂是固定在机械手安装座上，所述第二夹持臂铰接在机械手安装座上，所述第二夹持臂上传动连接有驱动第二夹持臂转动而与第一夹持臂张合配合的驱动装置，所述第一夹持臂和第二夹持臂设有相对应的夹持凹部。采用上述技术方案，第一夹持臂固定设置，第二夹持臂相对第一夹持臂转动设置，夹持臂驱动装置只要驱动第二夹持臂在夹持位和释放位之间转动即可实现物品的夹紧和释放，第一夹持臂和第二夹持臂设有相对应的夹持凹部，便于物品的牢固夹持且施力均匀，能够避免物品变形。与现有技术中采用的拉绳和两个同步滑块相比，机构简单，结构紧凑，动作可靠。
[0009] 所述第二夹持臂是由夹持体和夹持体上远离夹持凹部的一端固连的夹持体拐臂构成，所述夹持臂驱动装置是由具有伸缩杆的伸缩气缸和设置在第二夹持臂和机械手安装座之间对第二夹持臂提供向夹持位转动的力的复位弹簧构成，所述伸缩杆顶压设置在所述夹持体拐臂上并在伸长时顶压夹持体拐臂而驱动第二夹持臂转动。设置夹持臂拐臂便于夹持臂驱动装置的布置，减小装置的空间占用，夹持臂驱动装置采用复位弹簧和具有伸缩杆的伸缩气缸，结构简单，动作灵活，可靠性高，便于保养维修。
[0010] 所述机械手臂包括沿竖直方向延伸设置在机架上的竖向导轨、导向装配在竖向导轨上的竖向滑块，还包括固定在竖向滑块上沿水平方向导向设置的横向导轨、导向装配在横向导轨上的横向滑块和固设在横向滑块上供所述机械手座固连的连接杆；所述竖向滑块和横向滑块分别是通过竖向驱动装置和横向驱动装置而实现竖向运动和横向运动，所述竖向驱动装置和横向驱动装置均是由平面连杆机构和对应的驱动装置构成。上述竖向导向杆、竖向滑块和竖向驱动装置能够实现固定在竖向滑块上的横向导向杆的竖向运动，再配合横向滑块沿横向导向杆移动，即可实现固连在横向滑块上的连接杆和连接杆上的机械手座、机械手的竖向移动和横向移动，实现物品的转移，采用平面连杆机构结构简单，动作可靠，便于保养维修。
[0011] 所述竖向驱动装置包括一端铰接在机架上的竖向驱动摆杆，所述竖向驱动摆杆的另一端与所述竖向滑块通过连杆铰接而构成在竖向驱动摆杆摆动时带动竖向滑块上下运动的曲柄滑块机构。采用曲柄滑块机构驱动，结构紧凑，运行可靠。
[0012] 所述横向驱动装置包括沿上下方向延伸设置在所述横向滑块上的导向槽、铰接在所述机架上的横向摆杆，所述横向摆杆具有与所述导向槽适配而构成用于带动横向滑块沿横向滑轨导向移动的正切机构的传动连接结构。采用曲正切机构驱动，结构紧凑，运行可靠，便于保养维修。
[0013] 所述横向摆杆的铰接端连接有用于带动横向摆杆转动的摆杆拐臂而构成回旋臂，所述机架上铰接有在对应的横向驱动凸轮驱动下摆动的横向驱动摆杆，所述横向驱动摆杆与所述回旋臂通过回旋臂连接杆连接以带动回旋臂转动。采用凸轮驱动的方式能够保证竖向位移和横向位移的准确性，且结构紧凑，可靠性好。
[0014] 所述竖向驱动摆杆装配在对应的竖向驱动凸轮上而在竖向驱动凸轮的驱动下转动；所述横向驱动凸轮和竖向驱动凸轮的凸轮轴是同轴设置并由同一驱动电机驱动。横向驱动凸轮和竖向驱动凸轮各自的凸轮轴是同轴设置并由同一驱动电机驱动能够保证机械手横向位移和竖向位移的协调配合，保证机械手到达设定的取放位置。
[0015] 所述机械手下方对应设有用于输送对应的饺子盛装托盘的托盘输送装置。设置托盘输送装置便于与下一工序的衔接。
附图说明
[0016] 图1：本实用新型中自动摆盘机的一个实施例的主视图；
[0017] 图2：本实用新型中机械手取放机构的一个实施例的结构示意图；
[0018] 图3：图1的俯视图（省去了机械手取放机构）；
[0019] 图4：图1的右视图。
[0020] 图中各附图标记对应的名称为：1机架，20机械手臂，21竖向导轨，22竖向滑块，23横向导轨，24横向滑块，241导向槽，25连接杆，3机械手安装座，4机械手，40夹持凹部，41第一夹持臂，42第二夹持臂，421夹持体拐臂，422夹持体，5饺子输送带，6饺子，70横向摆杆，71摆杆拐臂，72回旋臂连接杆，73横向驱动摆杆，74横向驱动摆杆转轴，75横向驱动凸轮，80连杆，81竖向驱动摆杆，82竖向驱动摆杆转轴，83竖向驱动凸轮，9伸缩气缸，91伸缩杆，10复位弹簧，11托盘输送装置，12饺子盛装托盘，13驱动电机。
具体实施方式
[0021] 本实用新型中自动摆盘机的一个实施例如图1~图4所示，用于饺子的自动摆盘，包括机架1、机械手安装座3、带动机械手安装座3运动的机械手臂20和安装在机械手安装座3上的机械手4，机械手4包括相对设置的第一夹持臂41和第二夹持臂42，本实施例中，机械手4沿机械手座延伸的直线方向设置有六组，相邻两组的间距相等，且间距与对应的饺子输送带5上饺子6的排列间距相等。各组中的第一夹持臂41和第二夹持臂42均设有相对应的夹持凹部40，用于与所要夹持的饺子的外形适配。上述机械手臂20、机械手安装座3和机械手4构成机械手取放机构。机械手4下方对应设有用于输送对应的饺子盛装托盘12的托盘输送装置11。
[0022] 机械手臂20包括沿竖直方向导向设置在机架1上的竖向导轨21、导向装配在竖向导轨21上的竖向滑块22、固定在竖向滑块22上沿水平方向导向设置的横向导轨23、导向装配在横向导轨23上的横向滑块24和固设在横向滑块24上供机械手安装座3固连的连接杆25。竖向滑块22上传动连接有带动竖向滑块22沿上下方向运动到设定位置的竖向驱动装置，横向滑块24上传动连接有带动横向滑块24沿左右方向运动到设定位置的横向驱动装置，竖向驱动装置和横向驱动装置均是由平面连杆机构和对应的驱动装置构成。本实施例中，横向滑块24上设有沿上下方向延伸的导向槽241，横向驱动装置包括铰接在机架1上且一端通过对应的滚轮与导向槽241导向装配并绕滚轮轴线转动的横向摆杆70，横向摆杆70与横向滑块24构成在横向摆杆70转动时带动横向滑块24沿导向方向移动的正切机构；竖向驱动机构包括一端铰接在机架1上的竖向驱动摆杆81，竖向驱动摆杆81的另一端与竖向滑块22通过连杆80铰接而构成在竖向驱动摆杆81摆动时带动竖向滑块22上下运动的曲柄滑块机构。横向摆杆70的铰接端连接有用于带动横向摆杆70转动的摆杆拐臂71而构成回旋臂，机架1上铰接有在对应的横向驱动凸轮75驱动下摆动的横向驱动摆杆73，横向驱动摆杆73与回旋臂通过回旋臂连接杆72连接以带动回旋臂转动；竖向驱动摆杆81装配在对应的竖向驱动凸轮83上而在竖向驱动凸轮83的驱动下转动；横向驱动凸轮75和竖向驱动凸轮83的凸轮轴是同轴设置并由同一驱动电机13驱动。
[0023] 第一夹持臂41是固定在机械手安装座3上，第二夹持臂42是通过转轴铰接设置在机械手安装座3上。第二夹持臂42上传动连接有驱动第二夹持臂42转动而与第一夹持臂41张合配合的驱动装置。本实施例中，第二夹持臂42是由夹持体422和夹持体422上远离夹持凹部的一端固连的夹持体拐臂421构成，所述夹持臂驱动装置是由具有伸缩杆91的伸缩气缸9和设置在第二夹持臂42和机械手安装座3之间对第二夹持臂42提供向夹持位转动的力的复位弹簧10构成，所述伸缩杆91顶压设置在所述夹持体拐臂421上并在伸长时顶压夹持体拐臂421而驱动第二夹持臂42由夹持位转动到释放位。
[0024] 使用时，饺子6在饺子输送带5上被输送到机械手4下方并在与各机械手4对应的位置暂停移动。在相应的控制装置控制下，伸缩气缸9动作，伸缩杆91伸长顶压在夹持体拐臂421上，克服复位弹簧10拉力使第二夹持臂42沿转轴由夹持位转动到释放位；接着，驱动电机13带动竖向驱动凸轮83和横向驱动凸轮75运动，竖向驱动摆杆81在竖向驱动凸轮83的作用下摆动，通过上述包括连杆80的曲柄滑块机构驱动竖向滑块22向下运动到设定位置，横向导轨23、横向滑块24、连接杆25和机械手4座同时随竖向滑块22向下运动，机械手4也同时向下运动，使饺子6进入各组机械手4的第一夹持臂41的夹持凹部40并处于第一夹持臂41与第二夹持臂42之间；然后，伸缩气缸9动作，伸缩杆91缩回，夹持体拐臂421在复位弹簧10的作用下由释放位转动到夹持位，将饺子6夹紧；接着，竖向驱动摆杆81在竖向驱动凸轮83的作用下摆动，通过上述曲柄滑块机构驱动竖向滑块22向上运动到设定位置，同时横向驱动摆杆73在横向驱动凸轮的作用下摆动，通过上述回旋臂连接杆25带动回旋臂转动从而通过上述包括回旋臂的正切机构驱动横向滑块24向前运动，连接杆25伸出，将饺子6输送到对应的托盘输送装置11上的饺子盛装托盘12上方；接着，竖向驱动摆杆81在竖向驱动凸轮83的作用下摆动，通过上述曲柄滑块机构驱动竖向滑块22向下运动到与饺子盛装托盘12对应的设定位置，伸缩气缸9动作，伸缩杆91伸长顶压在夹持体拐臂421上，克服复位弹簧10拉力使第二夹持臂42沿转轴由夹持位转动到释放位，饺子6释放到饺子盛装托盘12上。最后，机械手4在横向驱动凸轮75和竖向驱动凸轮83的作用下，由机械手臂20带动回到初始位置，托盘输送装置11对应转动设定距离，饺子输送带5将饺子6输送设定的距离，供机械手4的下一次抓取，完成一个工作循环。如此反复，即可实现饺子6从饺子输送带5到饺子盛装托盘12的自动摆盘。
[0025] 本实用新型中机械手取放机构的一个实施例即上述自动摆盘机的一个实施例中的机械手取放机构，此处不再赘述。另外，在本实用新型的其他实施例中，自动摆盘机和机械手取放机构也可以使用于饺子生产以外的领域。
[0026] 在上述实施例中，第二夹持臂42于转轴位置设置有夹持体拐臂421，夹持臂驱动装置采用的是伸缩气缸9。在本实用新型的其他实施例中，夹持体拐臂421也可以省去，对应第二夹持臂42张合转动的方向设置对应的夹持臂驱动装置即可，例如，在第二夹持臂42的转动周向的对应位置设置电磁铁，并在第二夹持臂42上设置铁块，即可利用电磁铁的得电和失电驱动第二夹持臂42运动。而复位弹簧10也不是必须的，例如在第二夹持臂42的转轴处设置电机，利用电机直接带动第二夹持臂42合拢转动和分开转动，同样能够实现夹紧动作和放松动作。另外，上述实施例中的横向驱动装置和竖向驱动装置采用的是连杆机构实现，并依靠凸轮驱动，在其他实施例中，横向驱动装置和竖向驱动装置也可以采用其他的形式代替，例如将上述实施例中的横向导轨23和竖向导轨21均替换成丝杠，并设置驱动各丝杠转动的步进电机，横向滑块24和竖向滑块22设置与对应丝杠适配的螺纹孔与丝杠构成丝杠螺母副，通过控制各步进电机，同样能够实现横向驱动和竖向驱动。再者，机械手
4下方对应设置的托盘输送装置11是非必须结构，也可以省去，在使用时另行装配即可。