台阶类零部件搬运机械臂
阅读说明：本技术 台阶类零部件搬运机械臂 (Mechanical arm for carrying step parts ) 是由 王通 侯生树 陶祥玉 焦春 贺兵晖 肖顺峰 于 2021-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及台阶类零部件的搬运问题,也就是把台阶类零部件从转运框搬运至机床工作台上或者从工作台上转运至转运框里的搬运问题,对台阶类零部件的搬运提供了一种新的解决方案。一种台阶类零部件搬运机械臂,包括一个组合支架,所述组合支架包括中间框架以及对称连接在中间框架左右两侧的一对安装架；中间框架上竖直固定有一个套筒,套筒内自上而下活动套设有一个芯轴；左、右安装架下方都连接有一对滑道块；芯轴的底部左右两侧各转动连接有一个连杆,左右两个连杆分别与左右两个滑块靠近套筒的一侧转动连接；每个滑块上均固定有一个卡臂,两个卡臂的下端伸出滑块槽下方并相向弯折,弯折段的末端呈和台阶类零部件相配的卡位头。(The invention relates to a carrying problem of step parts, in particular to a carrying problem of carrying the step parts from a transfer frame to a machine tool workbench or from the workbench to the transfer frame, and provides a new solution for carrying the step parts. A mechanical arm for carrying step parts comprises a combined support, wherein the combined support comprises a middle frame and a pair of mounting frames symmetrically connected to the left side and the right side of the middle frame; a sleeve is vertically fixed on the middle frame, and a mandrel is movably sleeved in the sleeve from top to bottom; a pair of slide way blocks are connected below the left mounting frame and the right mounting frame; the left side and the right side of the bottom of the mandrel are respectively and rotatably connected with a connecting rod, and the left connecting rod and the right connecting rod are respectively and rotatably connected with one sides of the left sliding block and the right sliding block, which are close to the sleeve; each sliding block is fixed with a clamping arm, the lower ends of the two clamping arms extend out of the lower part of the sliding block groove and are bent oppositely, and the tail end of each bending section is a clamping head matched with a step-like part.)
技术领域
本发明涉及台阶类零部件的搬运问题，也就是把台阶类零部件从转运框搬运至机床工作台上或者从工作台上转运至转运框里的搬运问题，对台阶类零部件的搬运提供了一种新的解决方案。
背景技术
我们生产加工的台阶类零部件，在铣床或者镗铣加工中心加工之前，都要把零部件从转运框搬运至机床的工作台面上，加工后又要把零部件从工作台面上搬运至转运框里。对于尺寸较小或者重量较轻的零部件来说，为了方便，操作工人往往直接用手把工件搬到机床的操作台面上，加工完成后又直接用手搬回去；但对于尺寸较大或者比较重的工件，再用手直接搬转的话就比较吃力的，操作工人往往就用吊带或者钢丝绳把工件吊至工作台上。由于吊带或者钢丝绳都是绑住工件的台阶处或者从工件内孔穿出，吊装时，工件就会倾斜，再次转运后进行放置时，由于工件的倾斜，容易导致工件上先接触转运框的部位被磕碰；同时，由于工件被吊带或者钢丝绳绑定，在松绑零部件时钢丝绳或者吊带不宜解开，造成时间上的浪费；再者，钢丝绳上的钢丝头还容易把操作者的手臂划伤，存在安全隐患。
发明内容
本发明为解决目前台阶类零部件转运中采用钢丝绳直接吊运容易发生倾斜、磕碰等技术问题，提供一种台阶类零部件搬运机械臂。
本发明是采用以下技术方案实现的：一种台阶类零部件搬运机械臂，包括一个组合支架，所述组合支架包括中间框架以及对称连接在中间框架左右两侧的一对安装架；中间框架上竖直固定有一个套筒，套筒内自上而下活动套设有一个芯轴，套筒侧壁上安装有转轴，转轴在位于套筒内部的部分固定连接有齿轮，转轴位于套筒外部的部分连接有操作手柄，芯轴上竖直固定有和齿轮相啮合的齿条；芯轴的上下两端分别由套筒的顶部和底部伸出，芯轴的顶部连接有法兰盖；左、右安装架下方都连接有一对滑道块；一对滑道块平行间隔设置且都呈左右走向，一对滑道块相向的一侧均开有呈左右水平走向的滑道，两个滑道共同构成一个滑块槽，每个滑块槽内均滑动设有一个滑块；芯轴的底部左右两侧各转动连接有一个连杆，左右两个连杆分别与左右两个滑块靠近套筒的一侧转动连接；每个滑块上均固定有一个卡臂，两个卡臂的下端伸出滑块槽下方并相向弯折，弯折段的末端呈和台阶类零部件相配的卡位头；芯轴的侧壁上开有与芯轴轴线平行的凹槽，套筒的外壁上设有一个紧定螺钉，所述紧定螺钉位于套筒内部的端头卡入芯轴的凹槽内。
工作时，通过转动操作手柄，调整芯轴的高度，进而通过连杆带动滑块在滑块槽内滑动，最终实现一对卡臂间距的调节，方便不同规格型号的台阶类工件的夹取。需要松开台阶类工件时，反方向转动操作手柄即可。卡臂端部的卡位头与台阶类工件的外圆相配合，能够合理可靠的夹取工件，避免磕碰工件；连杆两端分别与芯轴和滑块转动连接，这样滑块可在芯轴以及连杆的带动下，沿着滑块槽内左右滑动；法兰盖可防止芯轴完全落入套筒内；转运工件时，吊车直接吊住组合支架，避免了与工件的直接接触。连杆能够穿过滑块槽的间隙（一对滑道块之间的间隔），便于带动滑块运动且不受影响。紧定螺钉能够保证芯轴不会发生转动，同时在卡臂夹住工件后，可以通过拧动紧定螺钉把芯轴锁住，这样卡臂就能将工件夹紧。
卡位头和工件的外形相贴合，工件为方形，卡位头就为长条方块结构，工件为圆型，卡位头就为圆弧状结构。卡位头卡在台阶类工件某一层台阶的下方，这样能够将工件卡紧，不至于脱落。
本发明通过两卡臂，直接抱住工件台阶下的外圆，将工件放置到工作台上或者转运框里，然后松开卡臂，使工件底端面接触工作台或者转运框，避免工件的倾斜放置，使线接触转变为面接触，从而避免了工件的磕碰。
进一步的，滑块中部开有上下贯通的通槽，滑块后部开有与通槽连通的且与滑块滑动方向（左右）一致的长槽；所述通槽直径大于长槽宽度，通槽内部自上而下呈台阶状收缩结构；所述卡臂上端为T型结构，T型结构卡在通槽内部的台阶状结构处，T型结构上方安装有端盖。
通槽用于固定卡臂的T型结构；安装时，卡臂的T型结构下部部分能够穿过长槽，然后T型结构落入通槽内的台阶状结构处，上方通过端盖固定。上述结构方便了卡臂的安装，其能够防止卡臂在随滑块滑动过程中的转动。
本发明的有益效果是：
① 避免了工件在转运时线接触，减少了工件的磕碰；
② 工人不用直接用手搬运，大大降低了工人的劳动强度，也减少了工件对工人造成的碰伤；
③ 装、卸方便，节省转运时间。
附图说明
图1本发明所述搬运机械臂结构示意图。
图2滑块主视（剖面）结构示意图。
图3滑块俯视结构示意图。
图4滑道块与滑道座的主视结构示意图。
图5滑道块与滑道座的侧视结构示意图。
图6芯轴、套筒结构示意图。
图7机械臂工作时的立体结构示意图。
图8芯轴、套筒结构立体示意图。
图9滑块合件、滑块槽结构立体示意图。
1-组合支架，2-套筒，3-芯轴，4-操作手柄，5-法兰盖，6-滑道块，7-滑块槽，8-滑块，9-连杆，10-卡臂，11-卡位头，12-紧定螺钉，13-长槽，14-T型结构，15-端盖，16-限位台阶，17-滑道座，18-螺钉，19-吊环，20-台阶类工件。
具体实施方式
实施例1
一种台阶类零部件搬运机械臂，包括一个组合支架1，所述组合支架1包括中间框架以及对称连接在中间框架左右两侧的一对安装架；中间框架上竖直固定有一个套筒2，套筒2内自上而下活动套设有一个芯轴3，套筒2侧壁上安装有转轴，转轴在位于套筒2内部的部分固定连接有齿轮，转轴位于套筒2外部的部分连接有操作手柄4，芯轴3上竖直固定有和齿轮相啮合的齿条；芯轴3的上下两端分别由套筒2的顶部和底部伸出，芯轴3的顶部连接有法兰盖5；左、右安装架下方都连接有一对滑道块6；一对滑道块6平行间隔设置且都呈左右走向，一对滑道块6相向的一侧均开有呈左右水平走向的滑道，两个滑道共同构成一个滑块槽7，每个滑块槽7内均滑动设有一个滑块8；芯轴3的底部左右两侧各转动连接有一个连杆9，左右两个连杆9分别与左右两个滑块8靠近套筒2的一侧转动连接；每个滑块8上均固定有一个卡臂10，两个卡臂10的下端伸出滑块槽7下方并相向弯折，弯折段的末端连接有卡位头11；芯轴3的侧壁上开有与芯轴3轴线平行的凹槽，套筒2的外壁上设有一个紧定螺钉12，所述紧定螺钉12位于套筒2内部的端头卡入芯轴3的凹槽内。
实施例2
如图2、3所示，在实施例1的基础上，滑块8中部开有上下贯通的通槽，滑块后部开有与通槽连通的且与滑块滑动方向（左右）一致的长槽13；所述通槽直径大于长槽13宽度，通槽内部自上而下呈台阶状收缩结构；所述卡臂上端为T型结构14，T型结构卡在通槽内部的台阶状结构处，T型结构上方安装有端盖15。
实施例3
如图3所示，在前述实施例的基础上，滑块8靠近套筒2的一侧呈U型开口，U型开口两边均开有销孔，连杆9上也开有销孔；上述销孔内穿有销轴实现连杆9与滑块8的转动连接。
实施例4
如图4、5所示，在前述各实施例的基础上，每个安装架下端均连接有一个滑道座17，所述滑道座17由一对相互平行间隔的支座以及连接在支座顶部的连接板组成；一对支座均呈左右走向，一对支座的底部水平相向延伸形成延伸段，所述滑道块6位于延伸段之上，滑道块6侧壁与支座侧壁、滑道块6底部与延伸段之间通过螺钉18实现连接；连接板与安装架相连接。
实施例5
在前述各实施例的基础上，卡臂10的卡位头11呈与台阶类零部件外壳相配的圆弧结构，卡位头11裹上塑胶或者垫上胶皮。
实施例6
在前述各实施例的基础上，所述中间框架为竖直状态的方形框架，所述套筒2贯穿固定在方形框架的底部水平段上，方形框架的顶部安装有吊环19，左右安装架分别由方形框架的底部向左右两侧水平延伸而成，左右安装架的端部均竖直向下弯折，滑道座17连接在安装架竖直段的下端；方形框架、左右安装架各个弯折部分均连接有筋板。
实施例7
在前述各实施例的基础上，芯轴3底部左右两侧均连接有连接段，连接段与连杆9转动连接。
以下是对本发明的进一步说明
一、本发明的设计原则
本发明利用齿轮齿条啮合原理以及曲柄滑块结构，通过逆时针或者顺时针旋转操作手柄，把吊装芯轴的上下往复运动，转换为卡臂的前后往复运动，使得卡臂松开或者卡紧工件，达到平稳转运工件的目的。
二、本发明补充说明
① 带动卡臂往复运动的滑块上开有通槽，上面有端盖，并通过螺钉压紧。而卡臂上端是T型结构，这样通过通槽、长槽、T型端头以及端盖的共同作用，能够防止卡臂旋转，也能够阻止卡臂从滑块里脱落，同时也方便卡臂的装卸；端盖要比滑块上端面低1-2mm，而滑块整体又比滑块槽稍微低1-2mm，这样能保证滑块的顺利装卸，间隙过大容易使滑块产生振动，运动不平稳；如图2、图3、图9所示；
② 滑块槽由两个相同的滑道组成，呈开放式，一端开口，使滑块能够从开口一端顺利装入，安装、维修都比较方便；另一端（朝向套筒的一端）设有限位台阶（滑道上下两侧均设有），在工作过程中能够保证滑块不会从滑块槽脱落；同时也因为连杆的连接，滑块也不会从滑块槽开口一端滑出，如图4、图5、图9所示；
③ 两个滑道块与外部支座配合使用才能组成滑块槽，滑道与支座用螺钉连接固定，侧面四个，底部三个，在保证滑道被固定在支座上的同时，也可以通过垫垫片（垫在延伸段）来轻微调整滑道块与支座之间的平行度，以保证滑块工作时能够顺利往返，如图4、图5、图9所示；
④ 组合支架要选择刚性好的钢板或者铸造而成，最好再加上筋板，否则工件稍重就容易变形，影响使用效果，如图1所示；
⑤ 卡臂上跟工件接触的部位，要裹上塑胶或者垫上胶皮，以免在转运过程中卡伤工件；
⑥ 上下往复运动的芯轴，除做为齿条使用外，上面要开有一平行于轴线的凹槽，紧定螺钉放在凹槽里面，这样既防止芯轴在套筒里面转动，又可以防止芯轴的上下运动，起到锁紧作用，如图6、图8所示；套筒上向外鼓起一部分，齿轮和转轴就安装在这一区域，图6中可见齿轮与芯轴上的齿条相啮合；
⑦ 芯轴上部连接有法兰盖，用螺钉连接，让芯轴容易装到套筒里面的同时，也防止芯轴整体从套筒脱落，形成安全隐患，如图6、图8所示。
三、本发明的使用说明
①顺时针旋转操作手柄，使芯轴上升；芯轴通过连杆，带动滑块向里滑动；
②卡臂又与滑块固定在一起，滑块带动卡臂向里运动，使卡臂接触工件；
③旋紧紧定螺钉，使芯轴与滑块完全固定，然后就可以起吊整个设备了；
④放置工件时，先松开紧定螺钉，逆时针旋转操作手柄，使芯轴下降，通过连杆带动滑块和卡臂松开工件。
其装夹效果如图1、图7所示，把工件平平的放置在机床的工作台上，使工件的接触位置是端面接触，而非是线接触，这样既能减轻工人的劳动强度，又能减少对工件的磕碰，保证了零部件的加工质量；零部件放置后又能快速收起机械臂，节省转运时间。
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