[發明專利]三自由度大型板材高空安裝機械手

有效

• 申請號: 201610094117.X
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN105538303B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 李鐵軍;李賀立;張改萍;曹偉濤;楊冬
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J9/04;B25J15/06
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 陳松

技術領域

本發明涉及一種機械手，具體涉及一種三自由度大型板材高空安裝機械手。

背景技術

大型建筑的幕墻裝修工程，主要采用大型玻璃板材等材料。這些板材具有質量大、尺寸大，易損壞安裝精度要求高等特點，人工安裝施工效率低下，安全性差。因此，設計一種操作方便，工作穩定，抗干擾能力強適合于高空作業的大型板材機械手具有重要的現實意義。現存的高空板材安裝機械手只能經板材吸附在機械手末端，只在高空搬運過程中提供了助力在安裝過程中還需要高空作業人員手動調節板材的位置，無法從根本上實現自動安裝，克服人工安裝帶來的問題。因此提供一種能夠對大致對準安裝位置的板材進行精確位置調節的機械手，成為實現大型板材高空安裝自動化時的一個主要技術問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種三自由度大型板材高空安裝機械手。該機械手安裝于吊車等重載機械末端，能夠對待安裝的大型板材進行俯仰、旋轉和擺動三個自由度的調節，滿足大型板材的高空安裝作業的需要，從而實現大型板材的高空自動安裝。

為解決現有技術中的問題本發明采用的技術方案為：

提供一種三自由度大型板材高空安裝機械手，其特征是包括四個真空吸盤1、吸盤架2、主電動推桿3、主電動推桿架4、主支撐臂6、旋轉絲杠推桿7、擺動絲桿推桿8、俯仰支撐板9、擺動支撐板10、主軸11、平面連桿12和與真空吸盤匹配的真空泵；

所述真空吸盤矩形分布固定在吸盤架上，四個真空吸盤的吸盤末端位于同一平面，以該平面為吸附平面，以四個吸盤軸線與吸附平面交點組成的矩形為吸盤平面矩形；

主軸兩端分別與吸盤架和擺動支撐板垂直連接，主軸垂直于吸附平面，主軸軸線與吸附平面的交點位于四個吸盤軸線與吸附平面交點組成的矩形的中心，所述旋轉絲杠推桿的推桿座與擺動支撐板固定連接，旋轉絲杠推桿的推桿平行于擺動支撐板且推桿端部與吸盤架鉸接，當旋轉絲杠推桿的推桿伸出和收回時可以帶動吸盤架旋轉，所述吸盤架底邊相對于水平面的旋轉角度范圍為±20°；

所述擺動支撐板以貼近吸盤架一面為正面，擺動支撐板的背面與俯仰支撐板的樞軸安裝面通過樞軸連接機構13連接，所述樞軸連接機構的樞軸軸線平行于擺動支撐板，樞軸軸線吸附平面上的投影與吸盤平面矩形通過上下底邊的對稱軸線重合，所述擺動絲杠推桿的推桿座與俯仰支撐板固定連接，擺動絲杠推桿的推桿端部與擺動支撐板鉸接，當擺動絲杠推桿的推桿伸出和收回時可以帶動擺動支撐板以樞軸連接機構的樞軸為轉動軸相對俯仰支撐板擺動，擺動時擺動支撐板與俯仰支撐板左右兩端的最大夾角為20°；

所述俯仰支撐板的樞軸安裝面的背面為俯仰機構安裝面，所述俯仰機構安裝面中部具有主鉸接座，主支撐臂末端通過主鉸接座鉸接在俯仰機構安裝面上，所述主鉸接座的轉動軸線平行于俯仰機構安裝面且與樞軸軸線垂直，所述俯仰機構安裝面接近端部具有連桿鉸接座，連桿鉸接座的軸線與主鉸接座的軸線平行，所述平面連桿由鉸接的第三連桿1201、第四連桿1202和第五連桿1203組成。第四連桿兩端分別與第三連桿和第五連桿的一端鉸接，第三連桿和第五連桿的另一端作為平面連桿的兩端分別鉸接在連桿鉸接座和主支撐臂中部，第四連桿和第五連桿夾角角度固定在135～145°之間，形成L形連桿，平面連桿、主支撐臂與俯仰支撐板構成的平面四連桿機構，所述主電動推桿的的推桿座鉸接在與主支撐臂根部固定連接的主電動推桿架上，主電動推桿的推桿與所述平面四連桿機構的運動平面平行且推桿末端鉸接在第四連桿和第五連桿形成的夾角上。通過主電動推桿的推桿伸出及收回可以帶動俯仰支撐板即吸盤吸附平面實現80°的俯仰運動范圍。

所述的三自由度大型板材高空安裝機械手，其特征是所述構成平面四連桿機構的第三連桿長度l₃，第四連桿長度l₄，第五連桿長度l₅，連桿鉸接座與主鉸接座之間的距離l₂，主鉸接座距到主支撐臂與第五連桿鉸接位置的距離l₁的關系為，l₁：l₂：l₃：l₄：l₅＝100:170～175:65～130：40～70:90～210。

所述的三自由度大型板材高空安裝機械手，其特征是主電動推桿與主支撐臂的夾角范圍為3.5-6度。

本發明技術方案的的有益效果為：