一種簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手，其包括立柱、固定在立柱上的電機(jī)、減速齒輪組合、懸臂橫梁、用于平衡懸臂橫梁及其末端工作載荷造成的力矩的配重、安裝在懸臂橫梁上用于檢測(cè)起始位置的接近傳感器、安裝在立柱上的塊、驅(qū)動(dòng)末端夾持器做升降運(yùn)動(dòng)的豎直氣缸、給末端夾持器的升降運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的多個(gè)導(dǎo)桿、中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)夾持器做夾緊動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)氣缸，所述電機(jī)通過(guò)減速齒輪組合驅(qū)動(dòng)懸臂橫梁在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述夾持器的夾緊動(dòng)作通過(guò)氣缸帶動(dòng)中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，采用配重提高機(jī)械手的穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)始研制的。機(jī)械手能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。
[0003]機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來(lái)抓持工件(或工具)的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱(chēng)為機(jī)械手的自由度，自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜?？刂葡到y(tǒng)是通過(guò)對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來(lái)完成特定動(dòng)作，同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。
[0004]目前能夠用于工業(yè)生產(chǎn)，具備大載荷、高可靠性與安全性的機(jī)械手一般采用液壓或氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)均比較復(fù)雜，而且價(jià)格昂貴。而且，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，有很多工件的搬運(yùn)動(dòng)作很簡(jiǎn)單，使用通用的多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人，顯然代價(jià)太高。
[0005]因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種用于工件定點(diǎn)簡(jiǎn)單搬運(yùn)的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手，以克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手，其特征在于:其包括立柱、固定在立柱上的電機(jī)、減速齒輪組合、懸臂橫梁、用于平衡懸臂橫梁及其末端工作載荷造成的力矩的配重、安裝在懸臂橫梁上用于檢測(cè)起始位置的接近傳感器、安裝在立柱上的塊、驅(qū)動(dòng)末端夾持器做升降運(yùn)動(dòng)的豎直氣缸、給末端夾持器的升降運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的多個(gè)導(dǎo)桿、中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)夾持器做夾緊動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)氣缸，所述電機(jī)通過(guò)減速齒輪組合驅(qū)動(dòng)懸臂橫梁在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述夾持器的夾緊動(dòng)作通過(guò)氣缸帶動(dòng)中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
[0009]優(yōu)選的，在上述簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手中，所述導(dǎo)桿包括四個(gè)。
[0010]優(yōu)選的，在上述簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手中，所述機(jī)械手水平轉(zhuǎn)軸內(nèi)安裝有在出現(xiàn)異常時(shí)阻止齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的限位塊。
[0011]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且造價(jià)低廉，同時(shí)，采用配重提高了機(jī)械手的穩(wěn)定性。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013](I)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0014](2)造價(jià)低廉。
[0015](3)采用配重提高了機(jī)械手的穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手的立體示意圖。
[0018]其中:1、立柱；2、電機(jī)；3、減速齒輪組合；4、配重；5、接近傳感器；6、塊；7、懸臂橫梁；8、豎直氣缸；9、導(dǎo)桿10、中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；11、驅(qū)動(dòng)氣缸。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明公開(kāi)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手。
[0020]該簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手，其特征在于:其包括立柱、固定在立柱上的電機(jī)、減速齒輪組合、懸臂橫梁、用于平衡懸臂橫梁及其末端工作載荷造成的力矩的配重、安裝在懸臂橫梁上用于檢測(cè)起始位置的接近傳感器、安裝在立柱上的塊、驅(qū)動(dòng)末端夾持器做升降運(yùn)動(dòng)的豎直氣缸、給末端夾持器的升降運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的多個(gè)導(dǎo)桿、中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)夾持器做夾緊動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)氣缸，所述電機(jī)通過(guò)減速齒輪組合驅(qū)動(dòng)懸臂橫梁在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述夾持器的夾緊動(dòng)作通過(guò)氣缸帶動(dòng)中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
[0021]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)桿包括四個(gè)。
[0022]進(jìn)一步的，所述機(jī)械手水平轉(zhuǎn)軸內(nèi)安裝有在出現(xiàn)異常時(shí)阻止齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的限位塊。
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手可實(shí)現(xiàn)水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)與垂直方向的平動(dòng)。本發(fā)明公開(kāi)的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手包括立柱1、固定在立柱I上的電機(jī)2、減速齒輪組合3、懸臂橫梁7以及配重4。該配重4用于平衡懸臂橫梁7及其末端工作載荷造成的力矩，提聞機(jī)械手的穩(wěn)定性。
[0025]本發(fā)明公開(kāi)的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手還包括安裝在懸臂橫梁7上用于檢測(cè)起始位置的接近傳感器5、安裝在立柱I上的塊6、驅(qū)動(dòng)末端夾持器12做升降運(yùn)動(dòng)的豎直氣缸8、給末端夾持器12的升降運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的多個(gè)導(dǎo)桿9、中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)10、驅(qū)動(dòng)夾持器做夾緊動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)氣缸11，所述電機(jī)2通過(guò)減速齒輪組合3驅(qū)動(dòng)懸臂橫梁7在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述夾持器的夾緊動(dòng)作通過(guò)驅(qū)動(dòng)氣缸11帶動(dòng)中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)10實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明實(shí)施例的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且造價(jià)低廉，同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)采用配重，提高了機(jī)械手的穩(wěn)定性。
[0026]在本發(fā)明實(shí)施例中，導(dǎo)桿9包括四個(gè)，當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，并不局限于四個(gè)，在此并不做具體限制，任何其他數(shù)量的導(dǎo)桿均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0027]本發(fā)明的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手為了考慮到工業(yè)生產(chǎn)中的安全性，在機(jī)械手水平轉(zhuǎn)軸內(nèi)還安裝有限位塊，當(dāng)出現(xiàn)異常電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度超限時(shí)，齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)受到限位塊的阻擋，電機(jī)力矩增加，伺服系統(tǒng)自動(dòng)停止工作，電機(jī)2停止。
[0028]本發(fā)明的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手的工作原理是:操作前，先利用末端夾持器12夾緊待傳送料件，其中，末端夾持器12的夾緊動(dòng)作通過(guò)驅(qū)動(dòng)氣缸11帶動(dòng)中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)10實(shí)現(xiàn)；然后，固定在立柱I上的電機(jī)2通過(guò)減速齒輪組合3驅(qū)動(dòng)懸臂橫梁7在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)末端夾持器12在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，末端夾持器12在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)待傳送料件在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)；此時(shí)，配重4用于平衡懸臂橫梁7及其末端工作載荷造成的力矩，提高機(jī)械手的穩(wěn)定性，分別安裝在懸臂橫梁7與立柱I上的接近傳感器5與塊6用于檢測(cè)起始位置；當(dāng)待傳送料件到達(dá)水平位置的目的位置時(shí)，豎直氣缸8運(yùn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)末端夾持器12做升降運(yùn)動(dòng)，末端夾持器12做升降運(yùn)動(dòng)的升降運(yùn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)待傳送料件做升降運(yùn)動(dòng)，末端夾持器12運(yùn)動(dòng)中依靠四個(gè)導(dǎo)桿9導(dǎo)向，當(dāng)待傳送料件到達(dá)目標(biāo)位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)氣缸11帶動(dòng)中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)10實(shí)現(xiàn)末端夾持器12松開(kāi)料件；然后，豎直氣缸8運(yùn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)末端夾持器12做升降運(yùn)動(dòng)；最后電機(jī)2通過(guò)減速齒輪組合3驅(qū)動(dòng)懸臂橫梁7在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)末端夾持器12在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)到原始位置。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且造價(jià)低廉，同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)采用配重，提高了機(jī)械手的穩(wěn)定性。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0031](I)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0032](2)造價(jià)低廉。
[0033](3)采用配重提高了機(jī)械手的穩(wěn)定性。
[0034]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0035]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手，其特征在于:其包括立柱、固定在立柱上的電機(jī)、減速齒輪組合、懸臂橫梁、用于平衡懸臂橫梁及其末端工作載荷造成的力矩的配重、安裝在懸臂橫梁上用于檢測(cè)起始位置的接近傳感器、安裝在立柱上的塊、驅(qū)動(dòng)末端夾持器做升降運(yùn)動(dòng)的豎直氣缸、給末端夾持器的升降運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的多個(gè)導(dǎo)桿、中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)夾持器做夾緊動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)氣缸，所述電機(jī)通過(guò)減速齒輪組合驅(qū)動(dòng)懸臂橫梁在水平面內(nèi)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述夾持器的夾緊動(dòng)作通過(guò)氣缸帶動(dòng)中心對(duì)稱(chēng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手，其特征在于:所述導(dǎo)桿包括四個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)易兩自由度機(jī)械手，其特征在于:所述機(jī)械手水平轉(zhuǎn)軸內(nèi)安裝有在出現(xiàn)異常時(shí)阻止齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的限位塊。
【文檔編號(hào)】B25J9/08GK103786149SQ201210429111
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】雷恩·李·哈里森, 張淑云 申請(qǐng)人:蘇州久工自動(dòng)化科技有限公司