一种翻转装卸用机械手臂的设计与实现

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一种翻转装卸用机械手臂的设计与实现

　摘要：本文主要介绍了一种翻转装卸用机械手臂的设计与实现，该机械手臂包括机械臂与底

板、下机械臂、推管、液压、电机、转轴、定位柱等装置，能够适用于较重、表面容易破损的

物品的搬运和传递。该设计的主要特点由上机械臂与下机械臂组成，其中下机械臂用于物品的

定位与固定，而上机械臂则用于物品的紧固以及再定位。

　　关键词：机械手臂；翻转；液压缸；

　　 1　前言

机械手臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医

学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形

态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维或二维空

间上的某一点进行作业。对于大多数大型的机械设备，翻转的机械设备为不可或缺的一部分。

目前的机械手，一般采用第三方零件或仪器检测来实现原点定位，操作不方便，也提高了工

作成本。

针对现有技术的不足，本设计的目的在于提供一种主要用于较重、表面容易破损的物品的搬运

和传递的翻转装卸用机械手臂。

1.1 结构设计（见图 1）

结构主体主要包括机械臂与底板 1, 其中所述底板 1 下四角上分别设有底座 19, 底板 1 上设有定

位台 2, 定位台 2 上设有下机械臂 3, 下机械臂 3 上设有定位盘 4, 下机械臂 3 后设有转动推轴 14,

转动推轴 14 后设有推管 15, 推管 15 内设有推动液压缸 18, 推管 15 后设有固定座 17, 固定座 17

上方设有限位杆 16, 下机械臂 3 的末端设有连接臂 12, 连接臂 12 下端设有转轴座 13, 转轴座 13

固定在底板 1 上，连接臂 12 上端设有锁止液压缸 11, 连接臂 12 上设有电机 10, 电机 10 上方设

有上机械臂 6, 电机 10 的转轴固定在上机械臂 6 内，电机 10 的主体上设有转轮 9, 上机械臂 6

的首端上方设有伸缩液压缸 7, 上机械臂 6 的首端下方设有定位柱。所述底座 19 中间设有通孔

21, 底座 19 的外侧面上设有固定盖 20.所述转轮 9 与所述上机械臂 6侧面上均设有锁紧座 8, 所

述锁紧液压缸的活塞杆穿过所述锁紧座 8.所述上机械臂 6 的末端设有弹片，弹片位于转轮 9 的

外侧。所述定位柱位于所述定位盘 4 的正上方。

图1 翻转装卸用机械手臂的结构示意图

1 底板；2 定位台；3 下机械臂；4 定位盘；5 定位管；6 上机械臂；7 伸缩液压缸；8 锁紧座；

9 转轮；10 电机；11 锁止液压缸；12, 连接臂；13 转轴座；14 转动推轴；15 推管；16 限位

杆；17 固定座；18 推动液压缸；19 底座；20 固定盖；21 通孔

2.1 动作实现

本机械手臂固定在大型机械上或固定在底面上，翻转时，电机 10 带动上机械臂 6 转动，再将

物品置于定位盘 4 上，上机械臂 6 转回原位，锁止液压缸 11 穿过锁紧座 8 锁定，伸缩液压缸

7 推动定位管 5 向下定位住物品，然后推动液压缸 18 推动机械臂从而导致机械臂转动直达限

位杆 16 处，翻转后，机械臂回原点。

基于上述，本机械手臂可作为大型机器的一部分，主要由上机械臂 6 与下机械臂 3 组成，其

中下机械臂 3 用于物品的定位与固定，而上机械臂 6 则用于物品的紧固以及再定位。本机械手

臂下的底座 19 可以用于支撑本机械手臂，并且可以连接本机械臂与大型机械的本体，而底板

1 与下机械臂 3 之间的定位台 2 则用于定位下机械臂 3, 下机械臂 3 上的定位盘 4 用于定位物品

本身，下机械臂 3 后的推管 15 与推动液压缸 18 则用于推动机械臂本身，而转轴座 13 限制了

机械臂的前后移动，故在推动液压缸 18 的作用下，机械臂会绕着转轴座 13 转动，而限位杆

16 可以防止机械臂转动过度，使得物品及机械臂转动 90 度即可。下机械臂 3 末端的连接臂 12

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一种翻转装卸用机械手臂的设计与实现　摘要：本文主要介绍了一种翻转装卸用机械手臂的设计与实现，该机械手臂包括机械臂与底板、下机械臂、推管、液压、电机、转轴、定位柱等装置，能够适用于较重、表面容易破损的物品的搬运和传递。该设计的主要特点由上机械臂与下机械臂组成，其中下机械臂用于物品的定位与固定，而上机械臂则用于物品的紧固以及再定位。　　关键词：机械手臂；翻转；液压缸；　　1　前言机械手臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精...

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