本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多自由度吊裝機(jī)械手。

背景技術(shù)：

目前國(guó)內(nèi)的小型起重設(shè)備是由起重臂、轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)架、支腿等部分組成。通過(guò)吊臂變幅、伸縮、卷?yè)P(yáng)等機(jī)構(gòu)的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)小吊車的機(jī)械動(dòng)作，通過(guò)不同動(dòng)作的組合實(shí)現(xiàn)起重作業(yè)，其存在著諸多的缺陷：吊臂的擺幅常用液壓缸的伸縮來(lái)控制，需人手來(lái)壓液壓桿來(lái)控制油缸的伸縮，效率低，特別費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且液壓油的泄露無(wú)法完全避免，造成工作環(huán)境的污染；卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程噪聲大，定位精度低，重物容易在起升過(guò)程中擺動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，而且安全系數(shù)不高；結(jié)構(gòu)單一，吊臂運(yùn)動(dòng)范圍小，不能將重物同時(shí)實(shí)現(xiàn)多方向的移動(dòng)功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計(jì)合理、使用穩(wěn)定性好且適用性強(qiáng)的多自由度吊裝機(jī)械手。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種多自由度吊裝機(jī)械手，包括底座、設(shè)置在所述底座上的立柱和設(shè)置在所述立柱上的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械手結(jié)構(gòu)包括第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、懸臂機(jī)構(gòu)、減速電機(jī)、擺臂機(jī)構(gòu)和機(jī)頭，所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述立柱的頂部，所述上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的頂部且所述上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向塊和移動(dòng)塊，所述移動(dòng)塊與減速電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒條活動(dòng)連接，所述懸臂機(jī)構(gòu)包括第一連桿、第二連桿、復(fù)位拉簧和三角形連接塊，所述第一連桿的左端通過(guò)第一鉸鏈軸連接在導(dǎo)向塊的上端，所述第二連桿的左端通過(guò)第二鉸鏈軸連接在導(dǎo)向塊的中部，所述第一鉸鏈軸設(shè)置在移動(dòng)塊的移動(dòng)軌跡頂端，所述第二鉸鏈軸設(shè)置在移動(dòng)塊的移動(dòng)軌跡上，所述復(fù)位彈簧的兩端分別設(shè)置在所述第二連桿的右端與導(dǎo)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(gè)頂角處，所述擺臂機(jī)構(gòu)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(gè)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接，所述機(jī)頭連接在第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上。

還設(shè)有擺幅調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述擺幅調(diào)整機(jī)構(gòu)包括第五連桿和第六連桿，所述第五連桿的左端通過(guò)第三鉸鏈軸連接在在移動(dòng)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(dǎo)向塊的側(cè)面上設(shè)有豎向?qū)Щ?，所述移?dòng)塊為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，在L型移動(dòng)塊的豎桿上設(shè)有與所述豎向?qū)Щ巯嗯浜系膶?dǎo)滑凸塊，在L型移動(dòng)塊的豎桿外側(cè)面設(shè)有齒槽，在L型移動(dòng)塊的橫桿上設(shè)有條形槽孔，所述第三鉸鏈軸設(shè)置在所述條形槽孔內(nèi)。

所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括吊裝轉(zhuǎn)塔，設(shè)置在所述吊裝轉(zhuǎn)塔上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸底座，在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸底座的對(duì)稱側(cè)邊上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)夾板，所述轉(zhuǎn)動(dòng)夾板通過(guò)螺釘固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸底座的側(cè)面上，在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸底板內(nèi)自下而上依次設(shè)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(zhuǎn)塔的底部且所述上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向塊底部卡固在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)夾板之間。

所述第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括T字形旋轉(zhuǎn)塊、套設(shè)在T字形旋轉(zhuǎn)塊豎桿外側(cè)的第二軸承承和用于將第二軸承套固定在T字形旋轉(zhuǎn)塊上的鎖位螺母，在所述第二軸承套與T字形旋轉(zhuǎn)塊的豎桿之間自上而下依次設(shè)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(jī)頭設(shè)置在T字形旋轉(zhuǎn)塊的豎桿底端，所述第三連桿和第四連桿設(shè)置在T字形旋轉(zhuǎn)塊的橫桿兩端。

所述機(jī)頭包括機(jī)頭座、設(shè)置在所述機(jī)頭座兩側(cè)面上的手柄、設(shè)置在所述機(jī)頭座左側(cè)面的復(fù)位按鈕和操作搖桿和設(shè)置在機(jī)頭座右端的吊裝掛軸，所述機(jī)頭座的頂面與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的T字形旋轉(zhuǎn)塊豎桿相連接。

還設(shè)有與所述加速電機(jī)相連接的減速箱。

本發(fā)明具有積極的效果： 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，其減少了油壓缸的使用，從而可以避免油壓缸帶來(lái)的技術(shù)不足，一定程度上提高了工作效率，同時(shí)其可有效的提高吊裝機(jī)的工作范圍和重物起吊的定位精度，傳統(tǒng)的起重機(jī)的上下機(jī)構(gòu)為卷?yè)P(yáng)機(jī)的形式，即卷?yè)P(yáng)滾筒對(duì)吊繩的收放來(lái)控制重物的上升或下降，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)噪聲大，運(yùn)行不平穩(wěn)，但這個(gè)機(jī)械手起重上下控制是靠齒輪齒條機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行平穩(wěn)，容易控制，從而也可以減少吊機(jī)的噪聲，提高了使用穩(wěn)定性和安全系數(shù)，適用性強(qiáng)且實(shí)用生好。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中移動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的爆炸示意圖；

圖4為本發(fā)明的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的機(jī)頭結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

（實(shí)施例1）

圖1至圖5顯示了本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，其中圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中移動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的爆炸示意圖；圖4為本發(fā)明的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的機(jī)頭結(jié)構(gòu)示意圖。

見圖1至圖5，一種多自由度吊裝機(jī)械手，包括底座1、設(shè)置在所述底座1上的立柱2和設(shè)置在所述立柱2上的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械手結(jié)構(gòu)包括第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5、懸臂機(jī)構(gòu)6、減速電機(jī)7、擺臂機(jī)構(gòu)8和機(jī)頭9，所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3設(shè)置在所述立柱2的頂部，所述上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的頂部且所述上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括導(dǎo)向塊51和移動(dòng)塊52，所述移動(dòng)塊52與減速電機(jī)7通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒條活動(dòng)連接，所述懸臂機(jī)構(gòu)6包括第一連桿61、第二連桿62、復(fù)位拉簧63和三角形連接塊64，所述第一連桿61的左端通過(guò)第一鉸鏈軸65連接在導(dǎo)向塊51的上端，所述第二連桿62的左端通過(guò)第二鉸鏈軸66連接在導(dǎo)向塊51的中部，所述第一鉸鏈軸設(shè)置在移動(dòng)塊的移動(dòng)軌跡頂端，所述第二鉸鏈軸設(shè)置在移動(dòng)塊的移動(dòng)軌跡上，所述復(fù)位彈簧63的兩端分別設(shè)置在所述第二連桿62的右端與導(dǎo)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(gè)頂角處，所述擺臂機(jī)構(gòu)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(gè)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4相連接，所述機(jī)頭9連接在第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4上。用穩(wěn)定的四邊形連桿機(jī)構(gòu)取代用油缸的伸縮機(jī)構(gòu)來(lái)控制懸臂擺幅的變化，此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，改變懸臂擺幅的效率高，在提升重物的過(guò)程中可隨意變換擺臂的姿態(tài)，操作簡(jiǎn)單，適用多種工作環(huán)境的重物移載；

該吊裝機(jī)械手在立柱和機(jī)頭的位置分別有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)角度均為360°吊裝機(jī)頭能以立柱做自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)，增加了吊裝機(jī)的工作范圍，同時(shí)機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)能把起重物按需求任意的角度擺放，省去重復(fù)裝吊；

重物的起升過(guò)程采用減速電機(jī)輸出，齒輪齒條傳動(dòng)，起重上升過(guò)程平穩(wěn)、安全、噪聲?。?/p>

上升起重過(guò)程采用無(wú)級(jí)變速搖桿控制，操縱感強(qiáng)，上下運(yùn)動(dòng)控制精準(zhǔn)、平穩(wěn)；

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，占用空間小。

還設(shè)有擺幅調(diào)整機(jī)構(gòu)10，所述擺幅調(diào)整機(jī)構(gòu)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(guò)第三鉸鏈軸103連接在在移動(dòng)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(dǎo)向塊51的側(cè)面上設(shè)有豎向?qū)Щ?3，所述移動(dòng)塊52為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，在L型移動(dòng)塊的豎桿上設(shè)有與所述豎向?qū)Щ巯嗯浜系膶?dǎo)滑凸塊54，在L型移動(dòng)塊的豎桿外側(cè)面設(shè)有齒槽55，在L型移動(dòng)塊的橫桿上設(shè)有條形槽孔56，所述第三鉸鏈軸103設(shè)置在所述條形槽孔56內(nèi)。

所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3包括吊裝轉(zhuǎn)塔31，設(shè)置在所述吊裝轉(zhuǎn)塔31上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸底座32，在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸底座32的對(duì)稱側(cè)邊上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)夾板33，所述轉(zhuǎn)動(dòng)夾板33通過(guò)螺釘固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸底座32的側(cè)面上，在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸底板內(nèi)自下而上依次設(shè)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(zhuǎn)塔的底部且所述上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向塊底部卡固在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)夾板之間。

所述第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4包括T字形旋轉(zhuǎn)塊41、套設(shè)在T字形旋轉(zhuǎn)塊41豎桿外側(cè)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(zhuǎn)塊41上的鎖位螺母43，在所述第二軸承套與T字形旋轉(zhuǎn)塊的豎桿之間自上而下依次設(shè)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(jī)頭設(shè)置在T字形旋轉(zhuǎn)塊的豎桿底端，所述第三連桿和第四連桿設(shè)置在T字形旋轉(zhuǎn)塊的橫桿兩端。

所述機(jī)頭9包括機(jī)頭座91、設(shè)置在所述機(jī)頭座兩側(cè)面上的手柄92、設(shè)置在所述機(jī)頭座左側(cè)面的復(fù)位按鈕93和操作搖桿94和設(shè)置在機(jī)頭座右端的吊裝掛軸95，所述機(jī)頭座的頂面與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的T字形旋轉(zhuǎn)塊豎桿相連接。

還設(shè)有與所述加速電機(jī)相連接的減速箱。

其中第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理如下：

吊裝轉(zhuǎn)塔固定在立柱上不動(dòng)，軸承套、轉(zhuǎn)動(dòng)軸座板、轉(zhuǎn)動(dòng)夾板這三個(gè)零件為剛性連接，其中軸承套內(nèi)裝有軸承，下端采用個(gè)深溝球軸承，中間采用一個(gè)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(nèi)圈與隔套接觸，，上端采用一個(gè)深溝球軸承，并用軸承壓環(huán)壓住軸承內(nèi)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(zhuǎn)過(guò)程中深溝球軸承的內(nèi)部和推力球軸承下圈不動(dòng)，深溝球軸承的外圈和推力球軸承的上圈會(huì)隨著機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)。此機(jī)構(gòu)很好的分配了受力情況，提高機(jī)構(gòu)的使用壽命和穩(wěn)定性能，也可用于其他設(shè)備受力方向主要為軸向和徑向力的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中。

上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理如下：

傳動(dòng)箱輸出齒輪的正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒條副運(yùn)動(dòng)使整個(gè)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上做上下運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上的4個(gè)滾輪在滑槽中滾動(dòng)。

懸臂機(jī)構(gòu)、擺幅調(diào)整機(jī)構(gòu)、擺臂機(jī)構(gòu)工作原理如下：

該3個(gè)機(jī)構(gòu)均為平行四邊形機(jī)構(gòu)，其中擺幅調(diào)整機(jī)構(gòu)的一個(gè)第三鉸鏈軸可在移動(dòng)塊的條形槽孔中滑動(dòng),。

第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理與第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相同。

整個(gè)機(jī)械手的工作原理如下：

操作機(jī)頭上的操作搖桿，控制減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)到減速箱再傳動(dòng)到輸出齒輪上，輸出齒輪帶動(dòng)齒條，使上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上（下）運(yùn)動(dòng)，上下滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的腹板支撐擺幅調(diào)整機(jī)構(gòu)的一個(gè)鉸鏈，在通過(guò)連桿6把力傳遞到懸臂機(jī)構(gòu)，此時(shí)懸臂機(jī)構(gòu)會(huì)繞著第一鉸鏈軸和第二鉸鏈軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而懸臂機(jī)構(gòu)的另一端會(huì)上升從而帶動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)的上升，達(dá)到機(jī)頭起重或移載在目的。在使用過(guò)程中同時(shí)手動(dòng)擺動(dòng)機(jī)頭來(lái)控制機(jī)械手的姿態(tài)。

吊裝機(jī)械手工作使用說(shuō)明：

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

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，其減少了油壓缸的使用，從而可以避免油壓缸帶來(lái)的技術(shù)不足，一定程度上提高了工作效率，同時(shí)其可有效的提高吊裝機(jī)的工作范圍和重物起吊的定位精度，傳統(tǒng)的起重機(jī)的上下機(jī)構(gòu)為卷?yè)P(yáng)機(jī)的形式，即卷?yè)P(yáng)滾筒對(duì)吊繩的收放來(lái)控制重物的上升或下降，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)噪聲大，運(yùn)行不平穩(wěn)，但這個(gè)機(jī)械手起重上下控制是靠齒輪齒條機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行平穩(wěn)，容易控制從而也可以減少吊機(jī)的噪聲，提高了使用穩(wěn)定性和安全系數(shù)，適用性強(qiáng)且實(shí)用生好。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。