CN112659156A - 用于易开盖涂胶的高速并联机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于易开盖涂胶的高速并联机械手装置，高速并联机械手装置包括：安装架；第一驱动装置，安装于所述安装架。第二驱动装置，安装于所述安装架并与所述第一驱动装置间隔设置。第一连杆组件，连接于所述第一驱动装置；第二连杆组件，连接于所述第二驱动装置。涂胶架，可转动连接于所述第一连杆组件的自由端及所述第二连杆组件的自由端，且所述第一连杆组件的自由端及所述第二连杆组件的自由端间隔设置。其中，所述第一驱动装置驱动所述第一连杆组件转动；和/或，所述第二驱动装置驱动所述第二连杆组件转动，所述涂胶架在所述第一连杆组件及第二连杆组件的带动下相对于所述安装架平移或偏转。

Description

用于易开盖涂胶的高速并联机械手装置

技术领域

本发明涉及机械手领域，具体涉及一种用于易开盖涂胶的高速并联机械手装置。

背景技术

在相关技术中，食品易开盖的涂胶工序采用机械凸轮的方式完成，同一机械凸轮只能完成一种涂胶轨迹。机械凸轮的涂胶工序存在涂胶效率低，高速下涂胶效果差，机械设计及维护不方便。并且，机械凸轮存在高速下机械震动大，涂胶精度低。特别是对于异型易开盖，凸轮设计难度很大，因此需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于易开盖涂胶的高速并联机械手装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种用于易开盖涂胶的高速并联机械手装置，包括：

安装架；

第一驱动装置，安装于所述安装架；

第二驱动装置，安装于所述安装架并与所述第一驱动装置间隔设置；

第一连杆组件，连接于所述第一驱动装置；

第二连杆组件，连接于所述第二驱动装置；

涂胶架，可转动连接于所述第一连杆组件的自由端及所述第二连杆组件的自由端，且所述第一连杆组件的自由端及所述第二连杆组件的自由端间隔设置；其中，

所述第一驱动装置驱动所述第一连杆组件转动；和/或，所述第二驱动装置驱动所述第二连杆组件转动，所述涂胶架在所述第一连杆组件及第二连杆组件的带动下相对于所述安装架平移或偏转。

在一实施例中，所述第一连杆组件的转动平面相对于所述第二连杆组件的转动平面平行或重合。

在一实施例中，所述第一连杆组件和所述第二连杆组件对称设置。

在一实施例中，所述第一连杆组件包括主驱动架和铰接连接于所述主驱动架的主传动臂，所述第一驱动装置固定连接于所述主驱动架，所述主传动臂铰接连接于所述涂胶架。

在一实施例中，所述第一连杆组件还包括平衡架、铰接连接于所述平衡架的副驱动架和副传动臂，所述副驱动架铰接连接于所述安装架，所述副传动臂铰接连接于所述涂胶架，所述主驱动架及主传动臂铰接连接于所述平衡架，所述副驱动架平行于所述主驱动架，所述副传动臂平行于所述主传动臂。

在一实施例中，所述副驱动架的第一距离等于所述主驱动架的第二距离，其中，第一距离为所述副驱动架相对于平衡架转动的轴线与所述副驱动架相对于安装架转动的轴线之间的距离；第二距离为所述主驱动架相对于平衡架转动的轴线与所述主驱动架相对于安装架转动的轴线之间的距离。

在一实施例中，所述副传动臂的第三距离等于所述主传动臂的第四距离，其中，第三距离为所述副传动臂相对于平衡架转动的轴线与所述副传动臂相对于涂胶架转动的轴线之间的距离；第四距离为所述主传动臂相对于平衡架转动的轴线与所述主传动臂相对于涂胶架转动的轴线之间的距离。

在一实施例中，所述平衡架包括第一连接臂、相交至所述第一连接臂的第二连接臂、安装于所述第一连接臂的第一连接轴、安装于所述第二连接臂的第二连接轴、及位于所述第一连接臂和所述第二连接臂相交相互的转动部，所述副驱动架连接于所述第一连接轴，所述副传动臂连接于所述第二连接轴，所述主传动臂连接于所述转动部。

在一实施例中，所述主传动臂包括上支杆、与所述上支杆相对设置的下支杆、连接所述上支杆和所述下支杆的加强杆、第一转轴及第二转轴，所述主驱动架可转动连接于所述第一转轴且位于所述上支杆和下支杆之间，所述涂胶架可转动连接于所述第二转轴且位于所述上支杆和下支杆之间。

在一实施例中，所述第一驱动装置包括电机组件和连接于所述电机组件的减速组件，所述第一连杆组件连接于所述减速组件。

本发明的有益效果：第一驱动装置驱动第一连杆组件运动，第二驱动装置驱动第二连杆组件运动，以使涂胶架在第一连杆组件和第二连杆组件的带动下实现平移或转动等涂胶动作，实现易开盖对应区域的涂胶工序，操纵灵活且精确。涂胶架由第一连杆组件和第二连杆组件共同驱动，运动稳定性高并且可以适配高速涂胶工艺，扩大涂胶工艺的使用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中高速并联机械手装置的立体结构示意图。

图2是本发明中高速并联机械手装置的仰视结构示意图。

图3是本发明中高速并联机械手装置的主视结构示意图。

图4是本发明中主驱动架的结构示意图。

图5是本发明中第一连杆组件及第二连杆组件连接涂胶架的放大结构示意图。

图中：安装架10；第一驱动装置20；电机组件21；减速组件22；第二驱动装置30；第一连杆组件40；主驱动架41；主传动臂42；上支杆421；下支杆422；加强杆423；第一转轴424；第二转轴425；避让孔426；副驱动架43；副传动臂44；减重孔441；平衡架45；第二连接臂451；第一连接臂452；第三连接臂453；第一连接轴454；第二连接轴455；转动部456；第二连杆组件50；涂胶架60；架体61；安装部611；本体部612；第一铰接轴62；第二铰接轴63。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明公开了一种用于易开盖涂胶的高速并联机械手装置，高速并联机械手装置包括：安装架10、第一驱动装置20、第二驱动装置30、第一连杆组件40、第二连杆组件50和涂胶架60。其中，第一驱动装置20及第二驱动装置30间隔设置安装于安装架10，第一连杆组件40连接于所述第一驱动装置20，第二连杆组件50连接于所述第二驱动装置30。

涂胶架60可转动连接于所述第一连杆组件40的自由端及所述第二连杆组件50的自由端，且所述第一连杆组件40的自由端及所述第二连杆组件50的自由端间隔设置。其中，所述第一驱动装置20驱动所述第一连杆组件40转动；和/或，所述第二驱动装置30驱动所述第二连杆组件50转动，所述涂胶架60在所述第一连杆组件40及第二连杆组件50的带动下相对于所述安装架10平移或偏转。

第一驱动装置20能够独立控制第一连杆组件40运动，第二驱动装置30能够独立控制第二连杆组件50运动，第一连杆组件40及所述第二连杆组件50的另一端间隔连接于涂胶架60，以实现高速并联机械手装置的多驱动源联合驱动的效果，以使涂胶架60适应不同的动作要求及运动轨迹，提高涂胶架60运行的平稳性。涂胶架60用于安装一个及以上数量的胶枪，以同步喷涂一个及以上数量的食品易开盖的涂胶区域。

第一驱动装置20和第二驱动装置30均固定安装于安装架10，并且第一驱动装置20和第二驱动装置30间隔设置，两者互不干涉。安装架10配置为刚性结构件，如，安装架10配置为板状结构或框架型结构，以固定第一驱动装置20和第二驱动装置30。

在一实施例中，所述第一驱动装置20包括电机组件21和连接于所述电机组件21的减速组件22，所述主传动臂42连接于所述减速组件22。电机组件21用于驱动第一连杆组件40运动，继而带动涂胶架60移动。电机组件21配置为伺服电机，以通过程序控制并执行高精度的转动角度。减速组件22连接于电机组件21的输出轴，以调节电机组件21输出的转速及扭矩力，以使涂胶架60能够安装预计的角度及速度运行，以涂覆胶接剂。可选地，减速组件22配置为变速箱。

第一驱动装置20和第二驱动装置30间隔设置于安装架10，第一驱动装置20控制第一连杆组件40，第二驱动装置30控制第二连杆组件50，以实现独立控制并根据控制指令协同工作，操作效果好。可选地，第二驱动装置30的结构与第一驱动装置20的结构相同，以提高装配及运行的一致性。

如图2和图3所示，第一连杆组件40和第二连杆组件50分别于涂胶架60可转动连接，并且第一连杆组件40和第二连杆组件50其中一者运动能够通过涂胶架60带动另一者连通，以使涂胶架60形成平移或转动等运动轨迹。在一实施例中，所述第一连杆组件40的转动平面相对于所述第二连杆组件50的转动平面平行或重合。第一连杆组件40在第一驱动装置20驱动转动，以形成一个第一回转平面。第二连杆组件50在第二驱动装置30驱动转动，以形成一个第二回转平面。其中，第一回转平面和第二回转平面平行或重合时，涂胶架60的活动平面平行或重合于第一回转平面，即，涂胶架60的平移及转动处于同一回转平面内，以方便调节涂胶架60的涂胶精度。

第一连杆组件40和第二连杆组件50配置为弯曲运动的多连杆结构，以推动涂胶架60移动。当第一连杆组件40和第二连杆组件50相对于涂胶架60的伸缩量相同时，涂胶架60执行平移运动。当第一连杆组件40和第二连杆组件50其中一者相对于涂胶架60的伸缩量不同时，则涂胶架60执行平移及偏转运动。在一可选地实施例中，所述第一连杆组件40和所述第二连杆组件50对称设置，以提高涂胶架60调节及移动的控制精度，并能根据程序控制涂覆异形易开盖结构。

第一连杆组件40和第二连杆组件50相对设置，两者的运动原理及结构基本上相同，以下以第一连杆为例进行示例性说明，第二连杆组件50可参照理解，在此不再赘述。

在一实施例中，所述第一连杆组件40包括主驱动架41和铰接连接于所述主驱动架41的主传动臂42，所述第一驱动装置20固定连接于所述主驱动架41，所述主传动臂42铰接连接于所述涂胶架60。主驱动架41固定连接于第一驱动装置20的输出轴上，以在第一驱动装置20的驱动下绕输出轴的轴线转动。主传动臂42的一端铰接连接于主驱动架41，另一端铰接连接于涂胶架60，以带动涂胶架60直线移动或相对于主传动臂42转动。第一连杆组件40和第二连杆组件50相对设置并且共同连接至涂胶架60，以使第一连杆组件40、安装架10、第二连杆组件50及涂胶架60构成多连杆结构，以使涂胶架60的运动轨迹平行于安装架10的端面或者相对于安装架10的前端面倾斜。主驱动架41与主传动臂42铰接连接，可选地，主驱动架41与主传动臂42通过销轴可转动连接，以使两者装配方便。可选地，主驱动架41与主传动臂42其中一者设置有轴状凸台，另一者配置有孔状的轴孔，其中，轴状凸台插接连接于轴孔，以使两者可转动连接。

进一步地，所述第一连杆组件40还包括平衡架45、铰接连接于所述平衡架45的副驱动架43和副传动臂44，所述副驱动架43铰接连接于所述安装架10，所述副传动臂44铰接连接于所述涂胶架60。所述主驱动架41及主传动臂42铰接连接于所述平衡架45，所述副驱动架43平行于所述主驱动架41，所述副传动臂44平行于所述主传动臂42。平衡架45连接于主驱动架41与主传动臂42铰接部位的销轴处，以使平衡架45可转动连接于主驱动架41与主传动臂42铰接部位的销轴处，以使平衡架45随主驱动架41的转动而转动，并且平衡架45能够相对于主驱动架41转动。副驱动架43连接平衡架45及安装架10，以使平衡架45随主驱动架41转动过程中驱动副驱动架43相对于安装架10转动，以提高主驱动架41的转动平衡性。主驱动架41与副驱动架43相互平行，以形成平行连杆结构。主传动臂42与副传动臂44相互平行，以形成平行连杆结构。涂胶架60铰接连接主传动臂42与副传动臂44，以使主传动臂42与副传动臂44共同限定涂胶架60，提高涂胶架60的运动平稳性且处于同一运动平面，防止外力冲击下倾斜。

平衡架45构成第一连杆组件40的关节转接部位，以调整第一连杆组件40的转动方向及转动的可调节性。可选地，平衡架45呈板状结构，主驱动架41、主传动臂42、副驱动架43和副传动臂44连接于平衡架45的三个铰接点。在一实施例中，所述平衡架45包括第一连接臂452、相交至所述第一连接臂452的第二连接臂451、安装于所述第一连接臂452的第一连接轴454、安装于所述第二连接臂451的第二连接轴455、及位于所述第一连接臂452和所述第二连接臂451相交相互的转动部456。所述副驱动架43连接于所述第一连接轴454，所述副传动臂44连接于所述第二连接轴455，所述主传动臂42连接于所述转动部456。在本实施例中，平衡架45呈框架或支架形结构，以减低平衡架45的整体重量，提高第一连杆组件40运行的稳定性并减小重力引起的偏转。第一连接臂452和第二连接臂451倾斜相交，以分别连接主驱动架41、副驱动架43、主传动臂42和副传动臂44。可选地，平衡架45还包括连接第一连接臂452和第二连接臂451的第三连接臂453，以使平衡架45构成三角架结构，结构稳定性好，整体强度高。

主驱动架41与副驱动架43相互平行，并且，主驱动架41与副驱动架43的一端连接于安装架10，主驱动架41与副驱动架43的另一端连接至平衡架45，以构成四边形结构。可选地，所述副驱动架43的第一距离等于所述主驱动架41的第二距离，其中，第一距离为所述副驱动架43相对于平衡架45转动的轴线与所述副驱动架43相对于安装架10转动的轴线之间的距离；第二距离为所述主驱动架41相对于平衡架45转动的轴线与所述主驱动架41相对于安装架10转动的轴线之间的距离。即，主驱动架41、副驱动架43相对于安装架10及第一连接臂452转动的轴线的连线构成平行四边形结构，以使主驱动架41和副驱动架43转动处于同一平面且转动同步性好，结构强度高。其中，

在一实施例中，所述副传动臂44的第三距离等于所述主传动臂42的第四距离，其中，第三距离为所述副传动臂44相对于平衡架45转动的轴线与所述副传动臂44相对于涂胶架60转动的轴线之间的距离；第四距离为所述主传动臂42相对于平衡架45转动的轴线与所述主传动臂42相对于涂胶架60转动的轴线之间的距离。即，主传动臂42、副传动臂44相对于涂胶架60及第二连接臂451转动的轴线的连线构成平行四边形结构，以使主传动臂42和副传动臂44转动处于同一平面且转动同步性好，结构强度高。

如图1和图4所示，主驱动架41连接于输出轴，并与主传动臂42可转动连接。可选地，主传动臂42和主驱动架41配置为杆状的连杆结构，以使装配便捷。可选地，所述主传动臂42包括上支杆421、与所述上支杆421相对设置的下支杆422、连接所述上支杆421和所述下支杆422的加强杆423、第一转轴424及第二转轴425，所述主驱动架41可转动连接于所述第一转轴424且位于所述上支杆421和下支杆422之间，所述涂胶架60可转动连接于所述第二转轴425且位于所述上支杆421和下支杆422之间。上支杆421和下支杆422相对间隔设置，加强杆423连接上支杆421及下支杆422，以将上支杆421和下支杆422连接成一体。其中，加强杆423的数量设置为一个及以上，当加强杆423的数量设置为多个时，加强杆423间隔设置。可选地，相邻两根加强杆423平行设置。可选地，相邻两根加强杆423相对倾斜，以提高结构强度。

第一转轴424连接上支杆421和下支杆422，以进一步提高上支杆421和下支杆422的连接强度。可选地，第一转轴424可转动连接于上支杆421和/或下支杆422；或者，第一转轴424固定连接于上支杆421和下支杆422。主驱动架41的一端限定于上支杆421和下支杆422之间，以使主驱动架41连接于第一转轴424，支撑效果好。

可选地，第二转轴425连接上支杆421和下支杆422，以进一步提高上支杆421和下支杆422的连接强度。可选地，第二转轴425可转动连接于上支杆421和/或下支杆422；或者，第二转轴425固定连接于上支杆421和下支杆422。涂胶架60限定于上支杆421和下支杆422之间，并与第二转轴425涂胶架60可转动连接，以使涂胶架60的轴向活动范围限定于上支杆421和下支杆422之间，限定效果好。

可选地，副传动臂44包括间隔分布的减重孔441，上支杆421、下支杆422及加强杆423所形成的避让孔426，减重孔441的中心线方向相对于避让孔426的中心线倾斜，以调整第一连杆组件40的受力形变情况，结构稳定性好。可选地，减重孔441的中心线方向相对于避让孔426的中心线垂直。

如图2和图5所示，涂胶架60用于安装一个及以上数量的胶枪，以通过胶枪对应涂覆食品易开盖的胶接剂。在一实施例中，涂胶架60包括架体61、可转动安装于架体61的二根及以上数量的铰接轴。第一连杆组件40和第二连杆组件50分别铰接连接于铰接轴，继而推动架体61活动。本体部612设置有贯穿的铰接孔，铰接轴插接装配于铰接孔。具体地，涂胶架60包括第一铰接轴62和第二铰接轴63，第一连杆组件40中主传动臂42铰接连接于第一铰接轴62，副传动臂44铰接连接于第三铰接轴。第二连杆组件50与第一连杆组件40相对应，并铰接连接于涂胶架60。其中，涂胶架60还包括第三铰接轴和第四铰接轴，第二连杆组件50分别铰接连接第三铰接轴和第四铰接轴。

其中，架体61包括本体部612及设置本体部612的安装部611，胶枪可拆卸安装于安装部611。安装部611位于本体部612的侧壁处，并且背离安装架10所处的位置。胶枪安装于安装部611移动无阻挡，提高胶枪涂胶的灵活性。值得一提的是，在第一连杆组件40、第二连杆组件50及涂胶架60等配合转动部456位可以配置轴承，以提高转动的灵活性。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (10)

1.一种用于易开盖涂胶的高速并联机械手装置，其特征在于，包括：

安装架；

第一驱动装置，安装于所述安装架；

第二驱动装置，安装于所述安装架并与所述第一驱动装置间隔设置；

第一连杆组件，连接于所述第一驱动装置；

第二连杆组件，连接于所述第二驱动装置；

涂胶架，可转动连接于所述第一连杆组件的自由端及所述第二连杆组件的自由端，且所述第一连杆组件的自由端及所述第二连杆组件的自由端间隔设置；其中，

所述第一驱动装置驱动所述第一连杆组件转动；和/或，所述第二驱动装置驱动所述第二连杆组件转动，所述涂胶架在所述第一连杆组件及第二连杆组件的带动下相对于所述安装架平移或偏转。

2.根据权利要求1所述的高速并联机械手装置，其特征在于，所述第一连杆组件的转动平面相对于所述第二连杆组件的转动平面平行或重合。

3.根据权利要求1所述的高速并联机械手装置，其特征在于，所述第一连杆组件和所述第二连杆组件对称设置。

4.根据权利要求1、2或3所述的高速并联机械手装置，其特征在于，所述第一连杆组件包括主驱动架和铰接连接于所述主驱动架的主传动臂，所述第一驱动装置固定连接于所述主驱动架，所述主传动臂铰接连接于所述涂胶架。

5.根据权利要求4所述的高速并联机械手装置，其特征在于，所述第一连杆组件还包括平衡架、铰接连接于所述平衡架的副驱动架和副传动臂，所述副驱动架铰接连接于所述安装架，所述副传动臂铰接连接于所述涂胶架，所述主驱动架及主传动臂铰接连接于所述平衡架，所述副驱动架平行于所述主驱动架，所述副传动臂平行于所述主传动臂。

6.根据权利要求5所述的高速并联机械手装置，其特征在于，所述副驱动架的第一距离等于所述主驱动架的第二距离，其中，第一距离为所述副驱动架相对于平衡架转动的轴线与所述副驱动架相对于安装架转动的轴线之间的距离；第二距离为所述主驱动架相对于平衡架转动的轴线与所述主驱动架相对于安装架转动的轴线之间的距离。

7.根据权利要求5所述的高速并联机械手装置，其特征在于，所述副传动臂的第三距离等于所述主传动臂的第四距离，其中，第三距离为所述副传动臂相对于平衡架转动的轴线与所述副传动臂相对于涂胶架转动的轴线之间的距离；第四距离为所述主传动臂相对于平衡架转动的轴线与所述主传动臂相对于涂胶架转动的轴线之间的距离。

8.根据权利要求5所述的高速并联机械手装置，其特征在于，所述平衡架包括第一连接臂、相交至所述第一连接臂的第二连接臂、安装于所述第一连接臂的第一连接轴、安装于所述第二连接臂的第二连接轴、及位于所述第一连接臂和所述第二连接臂相交相互的转动部，所述副驱动架连接于所述第一连接轴，所述副传动臂连接于所述第二连接轴，所述主传动臂连接于所述转动部。

9.根据权利要求5所述的高速并联机械手装置，其特征在于，所述主传动臂包括上支杆、与所述上支杆相对设置的下支杆、连接所述上支杆和所述下支杆的加强杆、第一转轴及第二转轴，所述主驱动架可转动连接于所述第一转轴且位于所述上支杆和下支杆之间，所述涂胶架可转动连接于所述第二转轴且位于所述上支杆和下支杆之间。

10.根据权利要求1所述的高速并联机械手装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括电机组件和连接于所述电机组件的减速组件，所述第一连杆组件连接于所述减速组件。

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