一種柱坐標系浮動導桿與雙級導槽式機械手的制作方法
【專利說明】一種柱坐標系浮動導桿與雙級導槽式機械手
[0001]
技術領域:
本發(fā)明涉及一種柱坐標系浮動導桿與雙級導槽式機械手。
[0002]
【背景技術】:
在工業(yè)自動化領域，各種機械手已經(jīng)得到廣泛應用。機械手在生產(chǎn)設備和生產(chǎn)線上用于物料的搬運和換位，多數(shù)情況下機械手都是多軸的，其運動方式一般是復雜的三維動作。目前的機械手一般是由多個獨立驅(qū)動軸構(gòu)成多自由度的復雜機械手，一般采用2個以上的電機才能實現(xiàn)復雜的三維運動。這種機械手一般采用多軸聯(lián)動的復雜驅(qū)動控制系統(tǒng)，因而存在運轉(zhuǎn)速度慢、抗干擾能力差、工作可靠性差、價格昂貴等缺點，因而在中低端設備上難以得到普及應用。
[0003]因此，確有必要對現(xiàn)有技術進行改進以解決現(xiàn)有技術之不足。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)速度高、抗干擾能力強、可靠性高、通用性強且成本經(jīng)濟的柱坐標系浮動導桿與雙級導槽式機械手。
[0005]本發(fā)明所采用的技術方案有:一種柱坐標系浮動導桿與雙級導槽式機械手，包括機座、電機、花鍵導軸、花鍵軸套、旋轉(zhuǎn)臂、Z軸驅(qū)動銷桿、柱面導板、左限位頂桿、右限位頂桿、R軸導板、R軸驅(qū)動銷桿、框形支架、R軸滑套、R軸導桿、浮動導筒、浮動導桿、浮動桿復位彈簧、浮動桿左端板、浮動桿右端板、回轉(zhuǎn)支撐座板、回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條、回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪、回轉(zhuǎn)軸套、回轉(zhuǎn)導軸和夾具，所述電機和柱面導板固定于機座上，電機的輸出軸與花鍵導軸固定連接，花鍵軸套套設于花鍵導軸上，花鍵軸套通過旋轉(zhuǎn)臂與Z軸驅(qū)動銷桿固定連接;柱面導板上設計有柱面導槽，Z軸驅(qū)動銷桿穿設于柱面導槽中；左限位頂桿和右限位頂桿分設于柱面導板的左右兩端;R軸導板固定于機座上，R軸導板上設有R軸導槽，框形支架固定連接于Z軸驅(qū)動銷桿的端部，R軸滑套固定連接于框形支架上，R軸導桿穿設于R軸滑套中，R軸驅(qū)動銷桿固定連接于R軸導桿的下端且R軸驅(qū)動銷桿穿設于R軸導板上的R軸導槽中；浮動導筒固定連接于R軸導桿的上端，浮動導桿滑動穿設于浮動導筒中，浮動桿左端板和浮動桿右端板分別固定于浮動導桿的左右兩端，回轉(zhuǎn)支撐座板和回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條均設于浮動桿左端板和浮動桿右端板之間，回轉(zhuǎn)軸套設于回轉(zhuǎn)支撐座板上，回轉(zhuǎn)導軸穿接于回轉(zhuǎn)軸套中，回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪和夾具分別固定連接于回轉(zhuǎn)導軸的兩端，且回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪與回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條嚙合。
[0006]進一步地，所述浮動導桿上且位于浮動導筒兩側(cè)分別套設有浮動桿復位彈簧。
[0007]本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明只采用一個電機驅(qū)動，降低了機械手的復雜度，使得機械手的控制變得簡單，整機成本得到降低，并且使得機械手的控制系統(tǒng)程序設計大大簡化，同時由于機械手的控制系統(tǒng)得到簡化，使得機械手的抗干擾性能和可靠性得到大幅提高。
[0008]
【附圖說明】: 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖2為本發(fā)明局部剖視圖。
[0010]其中
1-機座，2-電機，3-花鍵導軸，4-花鍵軸套，5-旋轉(zhuǎn)臂，6-Z軸驅(qū)動銷桿，7-柱面導板，8-柱面導槽，9-左限位頂桿，10-導輪a，ll-右限位頂桿，12-導輪b，13-R軸導板，14- R軸導槽，15- R軸驅(qū)動銷桿，16-框形支架，17-R軸滑套，18-R軸導桿，19-浮動導筒，20-浮動導桿，21-浮動桿復位彈簧，22-浮動桿左端板，23-浮動桿右端板，24-回轉(zhuǎn)支撐座板，25-回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條，26-回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪，27-回轉(zhuǎn)軸套，28-回轉(zhuǎn)導軸，101-夾具。
[0011]
【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0012]如圖1和圖2，本發(fā)明一種柱坐標系浮動導桿與雙級導槽式機械手，包括電機2和柱面導板7，電機2和柱面導板7固定于機座1上，電機2的輸出軸與花鍵導軸3固定連接，花鍵軸套4套設于花鍵導軸3上，且花鍵軸套4可沿花鍵導軸3的軸向方向滑動，花鍵軸套4通過旋轉(zhuǎn)臂5與Z軸驅(qū)動銷桿6固定連接。柱面導板7上設計有柱面導槽8，Z軸驅(qū)動銷桿6穿設于柱面導板7上的柱面導槽8中。左限位頂桿9和右限位頂桿11分設于柱面導板7的左右兩端，導輪alO和導輪bl2分別設于左限位頂桿9和右限位頂桿11的頂端。
[0013]R軸導板13固定于機座1上，R軸導板13上設有R軸導槽14，框形支架16固定連接于Z軸驅(qū)動銷桿6的端部，R軸滑套17固定連接于框形支架16上，R軸導桿18穿設于R軸滑套17中，R軸驅(qū)動銷桿15固定連接于R軸導桿18的下端，且R軸驅(qū)動銷桿15穿設于R軸導板13上的R軸導槽14中。
[0014]浮動導筒19固定連接于R軸導桿18的上端，浮動導桿20滑動穿接于浮動導筒19中，浮動桿左端板22和浮動桿右端板23分別固定于浮動導桿20的左右兩端，浮動導桿20上且位于浮動導筒19兩側(cè)分別套設有浮動桿復位彈簧21，左側(cè)浮動桿復位彈簧21的兩端分別支撐于浮動導筒19上和浮動桿左端板22上，右側(cè)浮動桿復位彈簧21的兩端分別支撐于浮動導筒19上和浮動桿右端板23上。
[0015]回轉(zhuǎn)支撐座板24的兩端分別固定連接于浮動桿左端板22上和浮動桿右端板23上，回轉(zhuǎn)軸套27設于回轉(zhuǎn)支撐座板24上，回轉(zhuǎn)導軸28穿接于回轉(zhuǎn)軸套27中，回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條25的兩端分別固定連接于浮動桿左端板22上和浮動桿右端板23上，回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪26和夾具101分別固定連接于回轉(zhuǎn)導軸28兩端，且回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪26與回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條25嚙合。
[0016]當電機2通過花鍵導軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動Z軸驅(qū)動銷桿6沿柱面導板7上的柱面導槽8運動時，在各軸引導機構(gòu)和復位彈簧的作用下，機械手的夾具可以實現(xiàn)柱坐標系三維空間的四自由度梯次銜接或復合運動。
[0017]以Z軸驅(qū)動銷桿6沿柱面導板7上的柱面導槽8向左運動為例說明如下:
當電機2通過花鍵導軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動Z軸驅(qū)動銷桿6沿柱面導板7上的柱面導槽8向左運動時，固定連接在旋轉(zhuǎn)臂5上的Z軸驅(qū)動銷桿6在柱面導板7上的柱面導槽8引導下按照設計的Θ-Ζ函數(shù)曲線軌跡在柱面導槽8內(nèi)運動(S卩Z軸驅(qū)動銷桿6沿Z軸的運動帶動花鍵軸套4沿花鍵導軸3滑動)，固定連接在Z軸驅(qū)動銷桿6端部的框形支架16也隨同在Θ-Ζ平面內(nèi)運動。
[0018]隨著框形支架16向左運動，R軸驅(qū)動銷桿15在R軸導板13的R軸導槽14內(nèi)運動，R軸驅(qū)動銷桿15帶動R軸導桿18在R軸滑套17內(nèi)運動。隨著R軸導桿18繼續(xù)向左運動，當浮動桿左端板22與左限位頂桿9的導輪alO接觸時，機械手的夾具101停止向左運動。此后隨著R軸導桿18帶動浮動導筒19繼續(xù)向左運動，左側(cè)的浮動桿復位彈簧21被壓縮，回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條25驅(qū)動回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪26旋轉(zhuǎn)并通過回轉(zhuǎn)導軸28帶動機械手的夾具101作繞R軸的旋轉(zhuǎn)運動(W方向)。上述解釋了機械手的夾具Θ-Ζ-R-W軸的順序做四自由度梯次銜接或復合運動。
[0019]接下來，當電機通過花鍵導軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動旋轉(zhuǎn)臂5向右作回復運動時，在各軸引導機構(gòu)和復位彈簧的作用下，機械手的夾具將按W-R-Ζ-θ軸的反向順序做梯次銜接或復合運動，直到浮動導桿20回到浮動導筒19的中心位置。
[0020]當電機通過花鍵導軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動旋轉(zhuǎn)臂5向右運動及回復時，機械手的夾具101的運動分析過程與前述類似，故不再贅述。
[0021]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種柱坐標系浮動導桿與雙級導槽式機械手，其特征在于:包括機座(1)、電機(2)、花鍵導軸(3)、花鍵軸套(4)、旋轉(zhuǎn)臂(5)、Z軸驅(qū)動銷桿(6)、柱面導板(7)、左限位頂桿(9)、右限位頂桿(11)、R軸導板(13)、R軸驅(qū)動銷桿(15)、框形支架(16)、R軸滑套(17)、R軸導桿(18)、浮動導筒(19)、浮動導桿(20)、浮動桿復位彈簧(21)、浮動桿左端板(22)、浮動桿右端板(23)、回轉(zhuǎn)支撐座板(24)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條(25)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪(26)、回轉(zhuǎn)軸套(27)、回轉(zhuǎn)導軸(28)和夾具(101)，所述電機(2)和柱面導板(7)固定于機座(1)上，電機(2)的輸出軸與花鍵導軸(3)固定連接，花鍵軸套(4)套設于花鍵導軸(3)上，花鍵軸套(4)通過旋轉(zhuǎn)臂(5)與Z軸驅(qū)動銷桿(6)固定連接;柱面導板(7)上設計有柱面導槽(8)，Z軸驅(qū)動銷桿(6)穿設于柱面導槽(8)中；左限位頂桿(9)和右限位頂桿(11)分設于柱面導板(7)的左右兩端;R軸導板(13)固定于機座(1)上，R軸導板(13)上設有R軸導槽(14)，框形支架(16)固定連接于Z軸驅(qū)動銷桿(6)的端部，R軸滑套(17)固定連接于框形支架(16)上，R軸導桿(18)穿設于R軸滑套(17)中，R軸驅(qū)動銷桿(15)固定連接于R軸導桿(18)的下端且R軸驅(qū)動銷桿(15)穿設于R軸導板(13)上的R軸導槽(14)中；浮動導筒(19)固定連接于R軸導桿(18)的上端，浮動導桿(20)滑動穿設于浮動導筒(19)中，浮動桿左端板(22)和浮動桿右端板(23)分別固定于浮動導桿(20)的左右兩端，回轉(zhuǎn)支撐座板(24)和回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條(25)均設于浮動桿左端板(22)和浮動桿右端板(23)之間，回轉(zhuǎn)軸套(27)設于回轉(zhuǎn)支撐座板(24)上，回轉(zhuǎn)導軸(28)穿接于回轉(zhuǎn)軸套(27)中，回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪(26)和夾具(101)分別固定連接于回轉(zhuǎn)導軸(28)的兩端，且回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪(26)與回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條(25)嚙合。2.如權(quán)利要求1所述的柱坐標系浮動導桿與雙級導槽式機械手，其特征在于:所述浮動導桿(20)上且位于浮動導筒(19)兩側(cè)分別套設有浮動桿復位彈簧(21)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柱坐標系浮動導桿與雙級導槽式機械手，本發(fā)明中電機與花鍵導軸相連，花鍵軸套與Z軸驅(qū)動銷桿相連；Z軸驅(qū)動銷桿穿設于柱面導板上的柱面導槽中；框形支架設于Z軸驅(qū)動銷桿上，R軸滑套設于框形支架上，R軸導桿穿設于R軸滑套中，R軸驅(qū)動銷桿設于R軸導桿上且一端穿設于R軸導板上的R軸導槽中；浮動導筒設于R軸導桿上，浮動導桿滑動穿設于浮動導筒中，浮動桿左/右端板分設于浮動導桿兩端，回轉(zhuǎn)支撐座板和回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條均設于浮動桿左/右端板之間，回轉(zhuǎn)軸套設于回轉(zhuǎn)支撐座板上，回轉(zhuǎn)導軸穿接于回轉(zhuǎn)軸套中，回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪和夾具分別設于回轉(zhuǎn)導軸兩端，且回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪與回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒條嚙合。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。
【IPC分類】B25J9/04, B25J9/12
【公開號】CN105459099
【申請?zhí)枴緾N201610012791
【發(fā)明人】白順科, 查英華, 朱其慎
【申請人】南京工業(yè)職業(yè)技術學院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年1月11日