專利名稱：加長行程的機械手臂的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械手臂，特別涉及一種加長位移行程的機械手臂。
技術背景伴隨科技及工業(yè)技術的成熟，機械手臂已經(jīng)被應用在各種工業(yè)生產(chǎn)線 上。機械手臂的主要功能是通過臂爪反復抓取對象，將對象搬移至另一目 的地，機械手臂的位移由伺服馬達通過傳動機構進行控制?，F(xiàn)有傳動機構主要由傳動皮帶、皮帶輪、鏈條、鏈輪、螺桿等零件組 成，其缺點是只能進行單方向的位移運動，機械手臂的位移行程短，如果 加長位移行程，則勢必造成往復時間很長，若提高伺服馬達運轉速度，加 快位移速度，縮短往復時間，則移動的慣性量會相對增加，導致機械手臂 無法有效精準定位?？偠灾?，目前工業(yè)界使用的機械手臂，終究深受傳動機構往復行程 太長且所需時間較久的限制，不能有效提高速度，無法增加機械設備的產(chǎn) 能，確實有待改進。實用新型內容本實用新型的主要目是提供一種加長行程的機械手臂，它具有非單一 位移運動方式。本實用新型的另一目的是提供一種加長行程的機械手臂，它位移行程 長，位移速度快，移動慣性量低，定位準確，從而提高機械設備產(chǎn)能。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種加長行程的機械手臂，包括機臺、手臂座、傳動機構，機臺工作 區(qū)的兩側邊分別設置有滑軌；手臂座的兩側邊分別設置有滑軌，手臂座的 長方向端則設有用于夾持工件的臂爪；手臂座由傳動機構控制位移；其特 征是該傳動機構包含一滑塊，該滑塊內側上、下兩端分別設置有上、下滑座，上滑座與機 臺工作區(qū)兩側邊的滑軌呈滑動配合連接，下滑座則與手臂座兩側邊的滑軌 呈滑動配合連接；一齒條組，由固接在機臺工作區(qū)底端的上齒條以及固接在手臂座頂面的下齒條組成，上、下齒條相向端設有連續(xù)齒牙，且上齒條與工作區(qū)底端間鎖固有一微調機構；一伺服馬達，該伺服馬達的心軸貫穿所述滑塊，該心軸的端頭裝有一 齒輪組，該齒輪組中的齒輪分別與上、下齒條的齒牙嚙合。所述伺服馬達接設有一減速機，且滑塊下方，對應于伺服馬達的位置 設有一伺服馬達調整機構。所述裝在伺服馬達心軸端頭的齒輪組，是同軸的大、小齒輪，該大齒 輪與下齒條的齒牙嚙合，該小齒輪與上齒條的齒牙嚙合。所述手臂座長方向兩端皆設有臂爪，該臂爪為夾爪或吸盤。所述微調機構由復數(shù)組沿上齒條長方向并列的上、下滑塊組成，各組 上、下滑塊的接觸面是相對應的斜導面，微調機構兩自由端最尾部的上、 下滑塊外側邊軸向設有壓緊該微調機構的調整單元。所述上滑塊開設有橢圓孔，下滑塊開設有圓形孔。本實用新型具有以下積極有益效果伺服馬達啟動后，帶動大、小齒 輪轉動，由于小齒輪與上齒條嚙合，上齒條與機臺的工作區(qū)固接，故小齒 輪會位移，同時帶動與伺服馬達心軸固接的滑塊位移，同時與大齒輪嚙合 的下齒條朝相反方向位移，并帶動與下齒條固接的手臂座同步、同向位移， 手臂座受惠于大、小齒輪的預設齒輪比設計，而產(chǎn)生小齒輪位移的數(shù)倍位 移行程，進而大幅增加機械手臂位移的行程。齒輪與齒條配合，定位精準， 讓機械手臂夾持工件時更穩(wěn)固，且搬移工件至目的地的精準度大幅提升。


圖1是本實用新型一實施例的正視圖。圖2是圖1的側視圖。圖3是圖1的俯視圖。圖4是本實用新型的傳動機構的示意圖。圖5是本實用新型的傳動機構中伺服馬達的平面示意圖。圖6是本實用新型的微調機構的立體外觀圖。圖7是本實用新型的傳動機構動作時帶動手臂座右移的平面示意圖。 圖8是本實用新型的傳動機構動作時帶動手臂座左移的平面示意圖。 圖9是本實用新型的微調整構左調整狀態(tài)示意圖。 圖IO是本實用新型的微調整構右調整狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
圖中標號l機械手臂 10機臺 ll工作區(qū) 12滑軌20手臂座32上滑座21滑軌 33下滑座 361心軸22臂爪31滑塊 35下齒條372小齒輪 421圓孔36伺服馬達 41上滑塊 50調整單元411橢圓孔 A齒牙34上齒條 371大齒輪 42下滑塊 B減速機C斜導面請參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，本實用新型是一種加長行程的 機械手臂，該機械手臂1主要包括機臺10、手臂座20以及傳動機構。機 臺IO設有一工作區(qū)11,工作區(qū)11長方向上的相向的內、外兩側邊設有對 應的滑軌12;手臂座20相對工作區(qū)11的內、外兩側邊，分別設置有滑軌 21，手臂座20長方向兩端則分別設置有臂爪22，臂爪22可以是一吸盤如圖所示，也可以是夾爪或能夾持工件的裝置；傳動機構用來控制手臂座20相對工作區(qū)ll左、右位移，傳動機構包 含滑塊31、齒條組、伺服馬達36?；瑝K31內側上、下兩端設有上、下滑座32、 33，上滑座32與工作區(qū) 兩側邊的滑軌12呈滑動配合連接，下滑座33與工作區(qū)11兩側邊的滑軌 21呈滑動配合連接，從而使手臂座20與機臺IO呈間接結合關系，同時亦 可令手臂座20能相對滑塊31滑移；齒條組由固接在工作區(qū)11底端的上齒條34以及固接在手臂座20頂面 的下齒條35組成，上、下齒條34、 35相向端面皆設有連續(xù)的齒牙A;伺服馬達36的心軸361貫穿滑塊31，并憑借螺栓組件鎖固于滑塊31 上，心軸361的端頭上裝配有齒輪組，該齒輪組由同軸的大、小齒輪371、 372組成，大齒輪371與下齒條35頂端的齒牙A嚙合，小齒輪372則與上 齒條34底端的齒牙A嚙合；請參照圖4、圖5，伺服馬達36可另配合一減速機B使用，滑塊31 下方，與伺服馬達36對應的位置可增設一伺服馬達調整機構(圖未示)， 該伺服馬達調整機構最佳實施方案，包含一固接在滑塊31表面的塊體，以 及縱向貫穿塊體并與伺服馬達外表面抵靠的二個調整桿，調整桿可以是多 個也可以是一個，當鎖固伺服馬達的螺栓組件放松時，旋轉調整桿可調節(jié) 伺服馬達的位置。請參照圖6、圖7、圖8，機械手臂l還包括有一微調機構，該鎖固在 工作區(qū)11底端與上齒條頂端間的微調機構，是復數(shù)組沿上齒條34長方向 并列的上、下滑塊41、 42，各組上、下滑塊41、 42相向的接觸面，為相 對應的斜導面C，而上滑塊41間隔貫穿有數(shù)個橢圓孔411，圖中橢圓孔411 的數(shù)量是三個，實際數(shù)量可視情況增、減，下滑塊42亦開設相對數(shù)量的圓 孔421，上、下滑塊41、 42以斜導面C接觸的結合狀態(tài)下，各圓孔421與 各橢圓孔411一、 一對應，各個螺栓組件貫穿于橢圓孔411、圓孔421，從而將上齒條34、微調機構固接在機臺10的工作區(qū)11底端；微調機構最末端的上、下滑塊41、 42外側邊的軸向(沿上齒條的長方向)設有壓緊該微 調機構的調整單元50，該調整單元50是一抵靠上滑塊41的緊固螺栓。請參照圖7、圖8:上述構件組成的機械手臂1具有如下功效通過上齒條34與機臺IO固接，而下齒條35與手臂座20固接，再配 合齒輪組為同軸的大、小齒輪371、 372，啟動伺服馬達36后，而伺服馬 達36通過心軸361同步帶動心軸端頭的大、小齒輪371、 372轉動，上齒 條34與機臺10固定無法移動，使得伺服馬達36逆時針轉時，除可迫使滑 塊31沿機臺10及手臂座20的滑軌同向位移，由于伺服馬達36的心軸361 與滑塊31固接，因此伺服馬達36亦同步、同向位移，同時帶動下齒條35 以相異向沿順時針方向位移，由于下齒條35與手臂座20呈固接關系，自 然也一并帶動手臂座20長方向兩端的臂爪22同步位移。伺服馬達心軸361端頭裝配的大、小齒輪371、 372，具有設定的齒輪 比，當小齒輪372沿上齒條34位移時，大齒輪371則可帶動嚙合的下齒條 及與下齒條固接的手臂座20以齒輪比倍數(shù)進行位移，借此大幅增長了手臂 座20的位移行程，令手臂座20兩端的臂爪22，能夾持遠距離的工件，使 機械手臂能在更短時間內，完成較長行程，從而達到提高產(chǎn)能效率，提高 生產(chǎn)速度、及工作效能的目的。請參照圖9，圖IO，位于工作區(qū)11與上齒條34間的微調整構，主要 控制大齒輪371與下齒條35間的嚙合間隙以及小齒輪371與上齒條34間 的嚙合間隙，通過旋松其中一自由端最尾部的上、下滑塊41、 42外側的調 整單元50，讓調整單元50推動上滑塊41位移至下滑塊42預設位置，(下 滑塊42能滑動的原因在于開設橢圓孔之故)，上、下滑塊41、 42接觸的斜 導面C相對位置改變，進而帶動下滑塊42連動固接的上齒條34往下位移， 即可令上齒條34與小齒輪372之間隙保持在預設范圍值內，大齒輪371 則借由伺服馬達36的重量，與嚙合的下齒條372彼此間隙保持在預設范圍 值內，讓大小齒輪371、 372與齒條組嚙合裕度維持在預設標準范圍內，令 往復直線運動的手臂座20推進、復位過程，能精準的位于預設點內，讓臂 爪22夾取的工件相對準確落在目的地；且上下滑塊組的并排數(shù)量越多，微 調的距離則越細，精確度越高。最特別的一點，本實用新型的機械手臂1非沿傳統(tǒng)的單一方式移動， 而是通過兩齒條配合兩齒輪，形成同步雙向移動，其移動速度也相對加倍， 除可利用齒條的長度提供機械手臂更大的位移行程外，還利用預設齒輪比 的同軸設置的大、小齒輪，令機械手臂提高移動速度，降低慣性作用力， 避免習知的機械手習臂存在間隙過小的問題，齒輪與齒條配合，定位精準， 讓機械手臂夾持工件時更穩(wěn)固，搬移工件至目的地的精準度大幅提升。
權利要求1. 一種加長行程的機械手臂，包括機臺、手臂座、傳動機構，機臺工作區(qū)的兩側邊分別設置有滑軌；手臂座的兩側邊分別設置有滑軌，手臂座的長方向端則設有用于夾持工件的臂爪；手臂座由傳動機構控制位移；其特征是該傳動機構包含一滑塊，該滑塊內側上、下兩端分別設置有上、下滑座，上滑座與機臺工作區(qū)兩側邊的滑軌呈滑動配合連接，下滑座則與手臂座兩側邊的滑軌呈滑動配合連接；一齒條組，由固接在機臺工作區(qū)底端的上齒條以及固接在手臂座頂面的下齒條組成，上、下齒條相向端設有連續(xù)齒牙，且上齒條與工作區(qū)底端間鎖固有一微調機構；一伺服馬達，該伺服馬達的心軸貫穿所述滑塊，該心軸的端頭裝有一齒輪組，該齒輪組中的齒輪分別與上、下齒條的齒牙嚙合。
2. 如權利要求l所述的加長行程的機械手臂，其特征是所述伺服馬達 接設有一減速機，且滑塊下方，對應于伺服馬達的位置設有一伺服馬達調整 機構。
3. 如權利要求l所述的加長行程的機械手臂，其特征是所述裝在伺服馬達心軸端頭的齒輪組，是同軸的大、小齒輪，該大齒輪與下齒條的齒牙嚙 合，該小齒輪與上齒條的齒牙嚙合。
4. 如權利要求1所述的加長行程的機械手臂，其特征是所述手臂座長 方向兩端皆設有臂爪，該臂爪為夾爪。
5. 如權利要求1所述的加長行程的機械手臂，其特征是所述手臂座長 方向兩端皆設有臂爪，該臂爪是吸盤。
6. 如權利要求1所述的加長行程的機械手臂，其特征是所述微調機構 由復數(shù)組沿上齒條長方向并列的上、下滑塊組成，各組上、下滑塊的接觸面 是相對應的斜導面，微調機構兩自由端最尾部的上、下滑塊外側邊軸向設有 壓緊該微調機構的調整單元。
7. 如權利要求6所述的加長行程的機械手臂，其特征是所述上滑塊開 設有橢圓孔，下滑塊開設有圓形孔。
專利摘要一種加長行程的機械手臂，包括機臺、手臂座、傳動機構，傳動機構包含滑塊、齒條組、伺服馬達，滑塊內側上、下兩端設置有上、下滑座，上滑座與工作區(qū)兩側邊的滑軌呈滑動配合連接，下滑座則與手臂座兩側邊的滑軌呈滑動配合連接，齒條組由固接在工作區(qū)底端的上齒條以及固接在手臂座頂面的下齒條組成，上、下齒條相向端設有連續(xù)齒牙，上齒條與工作區(qū)底端間鎖固有一微調機構；伺服馬達的心軸貫穿滑塊，心軸的端頭裝有一齒輪組，該齒輪組中的大、小齒輪分別與上、下齒條嚙合；伺服馬達旋轉時，與上齒條嚙合的小齒輪位移，同時大齒輪帶動與下齒條固接的手臂座相對滑塊位移，獲得齒輪比數(shù)倍的位移行程，提高機械手臂位移速度，降低機械手臂移動慣性量。
文檔編號B25J18/00GK201092047SQ20072012790
公開日2008年7月30日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權日2007年8月1日
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