專利名稱：一種用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械手裝置，特別是涉及一種用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，屬于玻璃纖維加工領域。
背景技術：
公開號為102225546的中國專利，公開了一種機械手臂，該機械手臂包括底座，底座上固定有扭轉臺座，所述的扭轉臺座上可轉動的安裝有扭轉臺；所述扭轉臺一側固定有懸梁臂，所述的懸梁臂上設有供滑塊滑動的導軌，所述的滑塊上設有抓手架固定板；所述的懸梁臂和扭轉臺上安裝有氣缸架，氣缸架上安裝有第二氣缸；所述的抓手架固定板的一側固定有固定架，所述的固定架上固定有第三氣缸；所述的第三氣缸的活塞桿連接有抓手固定板，抓手固定板下端連接有抓手；所述的扭轉臺通過扭轉臺固定塊與第一氣缸活塞桿頭部的推塊可轉動連接；所述的第一氣缸固定在底座的底板上。該機械手臂可以通過扭轉臺 360度扭轉，但是該機械手臂不能在上下方向移動，而且也不能在左右方向移動，限制了使用。公開號為201376280的中國專利，公開了一種機械手臂，該機械手臂包含一個基座，具有一個底板；一個連接臂，具一個連接部，該連動臂以該連接部與該基座的底板萬向連接，且該連接臂內部呈中空；以及一個主動臂，一端插入該連接臂內，另一端受驅動而在一個虛擬的平面上位移，令該主動臂以該連接臂的連接部為中心而擺動，該連接臂并受該主動臂的連接而以該連接部為中心進行擺動。該機械手臂雖然由于萬向連接而能夠具有很高的活動自由度，但是該機械手臂不能方便的搬運原絲筒，該機械手臂的頭部不能水平伸進原絲筒內，使用不方便，而且萬向連接的機械手臂驅動機構較復雜，不易維護。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理， 結構簡單，使用方便，轉動靈活，能夠快捷準確地搬運原絲筒的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置。本發明解決上述問題所采用的技術方案是該用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其結構特點是包括機械臂行走橫梁、機械臂行走支架、行走輪、升降絲桿電機、行走電機、行走驅動齒輪、行走齒條、機械臂升降支架、升降直線導軌、升降臂、升降絲桿、伸縮手抓、旋轉動力機構、旋轉齒條、旋轉軸和伸縮氣缸；所述行走輪安裝在機械臂行走支架上，該行走輪和機械臂行走橫梁接觸，所述行走電機固定在機械臂行走支架上，該行走電機的電機軸和行走驅動齒輪連接，所述行走齒條固定在機械臂行走橫梁上，該行走齒條和行走驅動齒輪相匹配；所述機械臂升降支架固定在機械臂行走支架上，所述升降直線導軌安裝在機械臂升降支架上，所述升降絲桿電機的電機軸和升降絲桿連接，該升降臂和升降絲桿相配合，該升降臂活動安裝在升降直線導軌上；所述旋轉動力機構固定在升降臂上， 該旋轉動力機構和旋轉齒條相連，所述旋轉齒條和旋轉軸相配合，所述旋轉軸活動安裝在升降臂上，該旋轉軸的一端和伸縮氣缸相連，所述伸縮氣缸和伸縮手抓相連。行走電機固定在機械臂行走支架上，行走電機的電機軸和行走驅動齒輪連接，行走齒條固定在機械臂行走橫梁上，行走齒條和行走驅動齒輪相匹配，啟動行走電機就能令行走驅動齒輪在行走齒條上轉動，從而帶動機械臂行走支架運動，實現機械臂行走支架在機械臂行走橫梁上左右移動，方便快捷。將行走電機安裝在機械臂行走支架而不是安裝在機械臂行走橫梁上，可以令行走電機安裝更加方便，節約空間，而且可以令行走電機和行走齒條直接連接，減少傳動部件，使得結構更加簡單。機械臂升降支架固定在機械臂行走支架上，升降直線導軌安裝在機械臂升降支架上，升降絲桿電機的電機軸和升降絲桿連接，升降臂和升降絲桿相配合，該升降臂活動安裝在升降直線導軌上。機械臂升降支架可以隨著機械臂行走支架一起左右移動，升降臂可以在升降直線導軌上滑動，升降絲桿電機安裝在機械臂行走支架上，可以節約空間，升降臂可以通過升降絲桿的轉動來調節高度，方便伸縮手抓高度的調節，可以使伸縮手抓伸進不同高度的原絲筒內。旋轉動力機構固定在升降臂上，旋轉動力機構和旋轉齒條相連，旋轉齒條和旋轉軸相配合，旋轉軸的一端和伸縮氣缸相連，伸縮氣缸和伸縮手抓相連。旋轉動力機構可以伸縮旋轉齒條，旋轉齒條可以帶動旋轉軸轉動，旋轉軸轉動帶動伸縮手抓轉動，從而方便地控制伸縮手抓旋轉。使用旋轉齒條傳動，結構簡單，維護方便。本發明還包括定向導輪，該定向導輪安裝在機械臂行走支架上，所述定向導輪和機械臂行走橫梁相配合。定向導輪卡住機械臂行走橫梁，使得機械臂行走支架不會傾翻或者滑出機械臂行走橫梁，保證使用安全，而且不妨礙機械臂行走支架在機械臂行走橫梁上滾動。本發明所述升降臂上設置有螺紋孔，該螺紋孔和升降絲桿相匹配。升降臂通過螺紋和升降絲桿相連接，使得升降絲桿轉動可以帶動升降臂上下運動，在升降絲桿停止運動的時候，升降臂也不會掉落下來，安全可靠，結構簡單，傳動效率高，調節精度也高。本發明還包括防護板，該防護板安裝在機械臂升降支架上。防護板可以防護機械臂升降支架內的升降絲桿，提高升降絲桿的使用壽命。本發明所述升降絲桿安裝在機械臂升降支架內部。節約空間，而且令升降絲桿得到有效防護。本發明所述機械臂升降支架為長方體結構。長方體結構制造簡單，維護方便，空間利用率高，便于安裝升降絲桿和升降直線導軌。本發明還包括旋轉軸齒輪，該旋轉軸齒輪套裝在旋轉軸上，所述旋轉軸齒輪與旋轉齒條相匹配。結構簡單，直接傳動，控制精度高。本發明所述旋轉動力機構為旋轉氣缸或者旋轉電機。旋轉氣缸具有結構簡單，可靠性高等特點，旋轉電機具有無需氣源，控制方便的優勢，使用者可以根據不同的使用環境選用不同的旋轉動力機構。本發明還包括PLC，所述PLC和行走電機電連接，該PLC和升降絲桿電機電連接，該 PLC和旋轉電機電連接。通過PLC可以做到精密控制，而且也提高了控制精度，減少了出錯率，提高了工作效率，使用者控制更加方便，還可以根隨時更改程序適應工藝改進。通過PLC 控制由叫紗按鈕發出運行指令，用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置接受指令后自動執行并完成取放原絲筒動作。用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置通過PLC 的控制可做水平直線方向，垂直方向，水平旋轉，水平伸縮8個方向的動作。
本發明還包括輸入模塊、輸出模塊、計數模塊、電器控制元件、扁平電纜、電纜拖鏈、變頻器、感應開關以及其它電器控制元件。極大地提高了自動化程度，也方便了使用。本發明還包括支撐立柱，所述支撐立柱和機械臂行走橫梁連接。提高了穩定性和負重能力，增加了安全性。本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果搬運效率高，使用安全可靠，安裝方便，維護成本低，能夠自由調節高度，結構簡單，使用壽命長，搬運原絲筒準確快捷，控制方便。


圖I是本發明實施例中用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置的主視結構示意圖。圖2是圖I的俯視結構示意圖。圖3是本發明實施例中用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置的使用狀態圖。圖4是圖I中A處的放大示意圖。圖5是本發明實施例的立體結構示意圖。圖6是本發明實施例中伸縮手抓等部件的結構示意圖。圖7是本發明實施例中伸縮手抓和機械臂行走橫梁平行時的狀態示意圖。圖8是本發明實施例中伸縮手抓和機械臂行走橫梁垂直，且伸縮手抓方向向左的狀態示意圖。圖9是本發明實施例中伸縮手抓和機械臂行走橫梁垂直，且伸縮手抓方向向右的狀態示意圖。圖10是本發明實施例中伸縮手抓和機械臂行走橫梁夾角為70度，且伸縮手抓方向斜向左的狀態示意圖。圖11是本發明實施例中伸縮手抓和機械臂行走橫梁夾角為70度，且伸縮手抓方向斜向右的狀態示意圖。圖12是本發明實施例中用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置的使用狀態圖。
具體實施例方式下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。實施例。如圖I-圖12所示，本實施例中的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置包括機械臂行走橫梁I、機械臂行走支架2、行走輪3、升降絲桿電機4、行走電機5、行走驅動齒輪6、行走齒條7、機械臂升降支架8、升降直線導軌9、升降臂10、升降絲桿11、伸縮手抓
12、旋轉動力機構13、旋轉齒條14、旋轉軸15、伸縮氣缸16、定向導輪17、旋轉軸齒輪18和支撐立柱22。機械臂行走支架2和機械臂升降支架8組成機械臂主體。行走輪3安裝在機械臂行走支架2上，行走輪3和機械臂行走橫梁I接觸，行走輪3可以在機械臂行走橫梁I上滾動，本實施例中的機械臂行走支架2安裝有八個行走輪3， 確保了機械臂行走支架2的穩定運行。機械臂行走橫梁I有支撐立柱22支撐，機械臂行走橫梁I包括兩條長條形結構的橫梁條組成，每條橫梁條上都有兩個行走輪3滾動。支撐立柱22固定在地面上，機械臂行走橫梁I固定在支撐立柱22上，支撐立柱22 具有支撐作用，確保機械臂行走支架2平穩運行。行走電機5固定在機械臂行走支架上，行走電機5可以為變頻電機，也可以為伺服電機等其他電機。行走電機5的電機軸和行走驅動齒輪6連接，行走齒條7固定在機械臂行走橫梁I上，行走齒條7和機械臂行走橫梁I平行安裝，行走驅動齒輪6和行走齒條7相匹配，行走電機5轉動帶動行走驅動齒輪6轉動，由于行走驅動齒輪6上的齒和行走齒條7 上的齒相嚙合，行走驅動齒輪6轉動帶動機械臂行走支架2移動。通過控制行走電機5的轉動速度就可以控制機械臂行走支架2的移動速度，通過控制行走電機5的轉動角度就可以控制機械臂行走支架2的移動位置，控制方便，結構簡單，安裝和維護都很方便。機械臂升降支架8固定在機械臂行走支架2上，機械臂升降支架8的上端和機械臂行走支架2固定，機械臂升降支架8為長方體結構，有利于有效利用空間，機械臂升降支架8為空心框架結構，有利于內部安裝其他部件，結構簡單。升降直線導軌9固定在機械臂升降支架8內，升降臂10活動安裝在升降直線導軌 9上，升降臂10可以在升降直線導軌9上滑動，升降直線導軌9可以防止升降臂10跑偏，從而使得升降絲桿11受到徑向力而損壞，升降直線導軌9具有安全保護的作用。升降絲桿電機4的電機軸和升降絲桿11連接，升降臂10和升降絲桿11相配合， 升降臂10上設置有螺紋孔，該螺紋孔內具有內螺紋，升降絲桿11上具有外螺紋，該內螺紋和外螺紋相匹配，升降絲桿11轉動可以使升降臂10上下移動，控制升降絲桿電機4的旋轉角度可以將升降臂10停留在所需要的高度，方便控制。升降絲桿11和升降絲桿電機4在同一直線上，有利于提聞控制精度，也有利于提聞升降絲桿11的使用壽命。旋轉動力機構13固定在升降臂10上，旋轉動力機構13和旋轉齒條14相連，旋轉動力機構13伸縮可以令旋轉齒條14也伸縮。旋轉齒條14和旋轉軸15相配合，旋轉軸15 上設置有旋轉軸齒輪18，旋轉軸齒輪18和旋轉齒條14嚙合，旋轉齒條14伸縮可以帶動旋轉軸齒輪18轉動，通過控制旋轉動力機構13伸縮量可以控制旋轉軸15的旋轉角度。旋轉軸15的下端和伸縮氣缸16相連，伸縮氣缸16和伸縮手抓12相連，旋轉軸15活動安裝在升降臂10上,旋轉軸15可以在升降臂10上轉動。旋轉動力機構13可以為旋轉電機或者旋轉氣缸，其中旋轉電機的電機軸為空心軸，旋轉電機和旋轉軸15可以同步轉動。伸縮氣缸16可以伸縮，使得伸縮手抓12可以向前伸出或者向后收縮，使得伸縮手抓12可以進入原絲筒19內部。伸縮氣缸上設置有伸縮直線導軌、上連接板和下連接板，上連接板和旋轉軸15連接，上連接板和下連接板上通過螺栓固定。伸縮直線導軌可以保證伸縮手抓直線運動。定向導輪17共有四個，分別安裝在機械臂行走支架2的四個角上，定向導輪17和機械臂行走橫梁I相接觸，定向導輪17可以在機械臂行走橫梁I外側面上滾動，機械臂行走橫梁I的外側面是指圖3中機械臂行走橫梁I向下或者向上的側面。定向導輪17可以防止機械臂行走支架2在機械臂行走橫梁I上側翻或者脫離軌道，保證機械臂行走支架2的安全運行。定向導輪17還具有防止機械臂行走支架2運行時偏移，提高定位精度的功能。
本實施例中使用PLC控制用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，通過 PLC的控制可做水平直線方向，垂直方向，水平旋轉，水平伸縮等動作。由叫紗按鈕23發出運行指令，用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置接受指令后自動執行并完成取放原絲筒19的動作。用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置是根據玻璃纖維生產絡紗的特定環節和區域限制所研發的更適用于玻璃纖維絡紗生產線的智能機械手。叫紗按鈕 23安裝在絡紗紗架上的每個原絲筒19放置位置的下方，對應該原絲筒19放置位置，只需按動叫紗按鈕23，用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置就會自動將原絲筒19放入該叫紗按鈕23對應的原絲筒19放置位置內，實現智能控制。叫紗按鈕23和PLC電連接， 工作的時候，按動叫紗按鈕23，PLC接收到該叫紗按鈕23所對應的位置信息，然后動作。本實施例中的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置還包括輸入模塊、輸出模塊、計數模塊、電器控制元件、扁平電纜、電纜拖鏈、變頻器、感應開關以及其它電器控制兀件。使用的時候，將原絲小車20推到特定的位置上，啟動用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置。行走電機5工作，帶動機械臂行走支架2左右移動到合適的位置并停止，升降絲桿電機4工作，通過升降絲桿11將升降臂10升降到合理的位置，旋轉動力機構 13工作，令伸縮氣缸16可以旋轉到朝向原絲筒19的方向,伸縮氣缸16伸長，伸縮手抓12 進入原絲筒內，升降絲桿電機4動作，將原絲筒19提高，伸縮氣缸16收縮，令原絲筒19離開原絲小車20。旋轉動力機構13動作，轉過90度角，令原絲筒19和機械臂行走橫梁I平行。行走電機5和升降絲桿電機4工作，將原絲筒19運送到需要的位置，旋轉動力機構13動作， 轉過70度角，伸縮氣缸16伸長，并且升降絲桿電機4工作，將原絲筒19放入絡紗紗架21中。重復上述步驟，直到將原絲筒19搬運完畢。在用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置搬運過程中，是按照先進先出的順序搬運，用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置從原絲小車20將原絲筒19搬運進絡紗紗架21的順序是按照原絲筒19搬運進原絲小車20同樣的順序進行。使得可以將不同規格的原絲筒19混雜搬運，不易弄混。本發明中的機械臂升降支架8上可以安裝有一片或者多片防護板，防護板具有保護升降臂10和升降絲桿11等部件的作用。本發明中也可以由電機代替旋轉動力機構13。本發明行走驅動齒輪6也可以有多條。本發明中的行走輪3和定向導輪17的功能可以用直線導軌來替代。本發明中伸縮氣缸16的可以用電機通過絲桿或者鏈條傳動替代。本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明所作的舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是包括機械臂行走橫梁、機械臂行走支架、行走輪、升降絲桿電機、行走電機、行走驅動齒輪、行走齒條、機械臂升降支架、升降直線導軌、升降臂、升降絲桿、伸縮手抓、旋轉動力機構、旋轉齒條、旋轉軸和伸縮氣缸；所述行走輪安裝在機械臂行走支架上，該行走輪和機械臂行走橫梁接觸，所述行走電機固定在機械臂行走支架上，該行走電機的電機軸和行走驅動齒輪連接，所述行走齒條固定在機械臂行走橫梁上，該行走齒條和行走驅動齒輪相匹配；所述機械臂升降支架固定在機械臂行走支架上，所述升降直線導軌安裝在機械臂升降支架上，所述升降絲桿電機的電機軸和升降絲桿連接，該升降臂和升降絲桿相配合，該升降臂活動安裝在升降直線導軌上；所述旋轉動力機構固定在升降臂上，該旋轉動力機構和旋轉齒條相連，所述旋轉齒條和旋轉軸相配合，所述旋轉軸活動安裝在升降臂上，該旋轉軸的一端和伸縮氣缸相連，所述伸縮氣缸和伸縮手抓相連。
2.根據權利要求I所述的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是 還包括定向導輪，該定向導輪安裝在機械臂行走支架上，所述定向導輪和機械臂行走橫梁相配合。
3.根據權利要求I或2所述的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是所述升降臂上設置有螺紋孔，該螺紋孔和升降絲桿相匹配。
4.根據權利要求I或2所述的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是還包括防護板，該防護板安裝在機械臂升降支架上。
5.根據權利要求I或2所述的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是所述升降絲桿安裝在機械臂升降支架內部。
6.根據權利要求I或2所述的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是所述機械臂升降支架為長方體結構。
7.根據權利要求I或2所述的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是還包括旋轉軸齒輪，該旋轉軸齒輪套裝在旋轉軸上，所述旋轉軸齒輪與旋轉齒條相匹配。
8.根據權利要求I或2所述的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是所述旋轉動力機構為旋轉氣缸或者旋轉電機。
9.根據權利要求8所述的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是 還包括PLC，所述PLC和行走電機電連接，該PLC和升降絲桿電機電連接，該PLC和旋轉電機電連接。
10.根據權利要求I或2所述的用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是還包括支撐立柱，所述支撐立柱和機械臂行走橫梁連接。
全文摘要
本發明涉及一種用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，該用于玻璃纖維原絲筒自動擺放智能機械手裝置，其特征是包括機械臂行走橫梁、機械臂行走支架、行走輪、升降絲桿電機、行走電機、行走驅動齒輪、行走齒條、機械臂升降支架、升降直線導軌、升降臂、升降絲桿、伸縮手抓、旋轉動力機構、旋轉齒條、旋轉軸和伸縮氣缸；所述行走輪安裝在機械臂行走支架上，該行走輪和機械臂行走橫梁接觸，所述行走電機固定在機械臂行走支架上，該行走電機的電機軸和行走驅動齒輪連接，所述行走齒條固定在機械臂行走橫梁上，該行走齒條和行走驅動齒輪相匹配。本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果搬運效率高，使用安全可靠，安裝方便，維護成本低。
文檔編號B25J18/00GK102601783SQ201210086098
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日
發明者姚峰 申請人:巨石集團有限公司