專利名稱：機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種機(jī)械手。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)車床、儀表自動(dòng)車床等金屬加工設(shè)備，雖然實(shí)現(xiàn)了工件的自動(dòng)化加工，但是工件的抓取、放置等均須工人手工操作，因此工件加工的全過程實(shí)際上屬于半自動(dòng)化操作。為此人們研究了各種各樣的機(jī)械手來代替人工操作部分。如公開號(hào)為CN102019616A即公開了 < 一種電動(dòng)抓取機(jī)械手 >，其包括第一軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、第三軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)機(jī)械手部件，該機(jī)械手部件包括手指電機(jī)、上手指、下手指、絲杠和螺母，手指電機(jī)和絲杠固定連接在下手指上，上手指與螺母連接，第一軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一軸電機(jī)、第一軸導(dǎo)軌、第一軸同步帶和第一軸同步帶壓塊，第一軸電機(jī)通過第一軸同步帶和第一軸同步帶壓塊驅(qū)動(dòng)機(jī)械手部件沿第一軸導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，第二軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二軸電機(jī)、第二軸導(dǎo)軌、第二軸同步帶和第二軸同步壓塊，第二軸電機(jī)通過第二軸同步帶和第二軸同步壓塊驅(qū)動(dòng)機(jī)械手部件沿第二軸導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，第三軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三軸電機(jī)、第三軸導(dǎo)軌、第三軸同步帶和第三軸同步帶壓塊驅(qū)動(dòng)機(jī)械手部件沿第三軸導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該專利申請(qǐng)中的機(jī)械手能夠在平面直接坐標(biāo)上的任意點(diǎn)定位。但是不能夠在三維立體空間內(nèi)定位。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能夠在三維立體空間內(nèi)定位且控制精度高的機(jī)械手。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該機(jī)械手，包括連接臂、手指組件和驅(qū)動(dòng)手指組件在水平面內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)手指組件在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述連接臂的第一端連接所述的手指組件，所述連接臂的第二端連接所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)械手還包括驅(qū)動(dòng)所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)、與第三電機(jī)的輸出軸相連接的第三蝸桿、第三蝸輪和旋轉(zhuǎn)底座，該第三蝸輪通過聯(lián)軸器連接旋轉(zhuǎn)底座，并且，所述的第三電機(jī)、第三蝸桿和第三蝸輪設(shè)置在第三殼體內(nèi)，所述的旋轉(zhuǎn)底座設(shè)置在殼體的側(cè)壁上并與所述連接臂的第二端相連接。所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的各種結(jié)構(gòu)，例如背景技術(shù)中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。較好的，考慮到配套使用的車床的結(jié)構(gòu)，所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以包括設(shè)置在車床表面上的底座、滑塊、第一電機(jī)和第一絲桿，其中，所述滑塊滑動(dòng)地設(shè)置在底座上，所述第一絲桿的一端連接所述第一電機(jī)的輸出軸，第一絲桿的另一端與所述的底座固定連接，第一螺母套設(shè)在第一絲桿上，并且，該第一螺母與所述的滑塊連動(dòng)。該結(jié)構(gòu)可以根據(jù)車床的結(jié)構(gòu)，將底座安裝在車床的上表面上作為承載該機(jī)械手其它部件的平臺(tái)。[0008]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以包括底座、滑塊、第一電機(jī)和第一絲桿，其中，所述滑塊能滑動(dòng)地設(shè)置在所述底座上，所述第一絲桿的一端連接所述第一電機(jī)的輸出軸，第一絲桿的另一端與所述的底座固定連接。所述的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在所述的滑塊上，該第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、 與第二電機(jī)的輸出軸相連接的第二蝸桿、第二蝸輪和第二轉(zhuǎn)盤，所述的第二轉(zhuǎn)盤通過聯(lián)軸器與所述的第二蝸輪相連接。為了兼顧各機(jī)構(gòu)之間的連接并且適應(yīng)車床上可支配的面積，作為改進(jìn)，所述的第二轉(zhuǎn)盤上設(shè)有支架，所述連接臂的一端連接該支架的另一端；支架的另一端上還設(shè)有能在垂直于連接臂的方向上改變連接臂位置的第一微調(diào)機(jī)構(gòu)，該第一微調(diào)機(jī)構(gòu)包括第一微調(diào)電機(jī)、與該第一微調(diào)電機(jī)的輸出軸相連接的第一微調(diào)絲桿，該第一微調(diào)絲桿與所述的第三殼體連動(dòng)。該設(shè)計(jì)能夠在鉛垂面上微調(diào)手指組件的前后位置，以使其對(duì)準(zhǔn)車床上的工件夾頭。所述的機(jī)械手還包括能在所述連接臂的方向上改變連接臂相對(duì)位置的第二微調(diào)機(jī)構(gòu)，所述的第二微調(diào)機(jī)構(gòu)包括第二微調(diào)電機(jī)、與第二微調(diào)電機(jī)的輸出軸相連接的第二微調(diào)絲桿，該第二微調(diào)絲桿驅(qū)動(dòng)連接所述連接臂的第二端。該設(shè)計(jì)能夠微調(diào)連接臂與底座之間的相對(duì)距離，以適用不同工件的加工要求。上述各方案中，所述的手指組件可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的各種抓取結(jié)構(gòu)，考慮到需要配合車床的具體結(jié)構(gòu)，較好的，所述的手指組件包括至少兩個(gè)手指、第一連接桿、第二連接桿、定位頭、驅(qū)動(dòng)輪、電機(jī)和能將電機(jī)的輸出力矩傳遞到驅(qū)動(dòng)輪的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述電機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)輪之間，所述驅(qū)動(dòng)輪上設(shè)有腰形孔；第一連接桿、第二連接桿以及腰形孔的數(shù)量與所述手指的數(shù)量相對(duì)應(yīng)；其中，各第一連接桿的第一端對(duì)應(yīng)連接各手指，各第一連接桿的第二端對(duì)應(yīng)連接各所述的第二連接桿一端，并且第一連接桿與第二連接桿相互垂直；各第二連接桿的另一端通過銷軸設(shè)置在各對(duì)應(yīng)的腰形孔內(nèi)，連接桿的另一端與對(duì)應(yīng)手指的一端相樞接；所述定位頭內(nèi)設(shè)有容置各第二連接桿并限制第二連接桿運(yùn)動(dòng)方向的第二槽，定位頭的周壁上對(duì)應(yīng)于各第一連接桿設(shè)有容置各第一連接桿的第一槽，并且各第一連接桿的中部與所述第一槽的側(cè)壁軸連接；所述定位頭上對(duì)向所述手指的端面上設(shè)有凹槽，彈簧設(shè)置在該凹槽內(nèi)并抵觸在頂針上，該頂針穿出頂針殼外露，所述的頂針殼與所述的定位頭相連接。所述手指組件還包括驅(qū)動(dòng)所述手指伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)，該伸縮機(jī)構(gòu)包括套設(shè)在所述套芯外的套筒、伸縮絲桿和驅(qū)動(dòng)伸縮絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的伸縮電機(jī)；其中所述的伸縮絲桿與所述的套芯固定連接?？紤]到螺紋工件的取放，所述的手指組件還可以包括驅(qū)動(dòng)所述套筒轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、由該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸桿和蝸輪，所述蝸輪與所述的套筒相連接。該機(jī)械手還包括用于放置工件供所述手指組件取、放的送料盤，所述送料盤內(nèi)設(shè)有環(huán)狀凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)有齒輪帶，所述的齒輪與傳動(dòng)齒輪組相嚙合，所述的傳動(dòng)齒輪組連接送料電機(jī)的輸出軸；并且所述齒輪帶的上表面上設(shè)有可拆卸的用于放置工件的工件座。上述機(jī)械手可以設(shè)置一套，通過程序控制各電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、角度，從而完成工件的自動(dòng)取放。為了提高效率，可以采用兩套機(jī)械手裝置，一套用于抓取工件放置到車床的工件夾頭內(nèi)，另一套用于取下對(duì)加工完畢的工件并放置到預(yù)定的位置上。這兩套機(jī)械手對(duì)稱設(shè)置，但是其可共用一個(gè)底座。具體方案如下所述的底座上設(shè)有滑軌，滑軌上設(shè)有兩塊滑塊，所述的連接臂、手指組件和驅(qū)動(dòng)手指組件在水平面內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)手指組件在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均對(duì)應(yīng)設(shè)有兩套。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型由于設(shè)置了驅(qū)動(dòng)所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得本實(shí)用新型所提供的機(jī)械手能夠在三維立體空間內(nèi)操作，增強(qiáng)了該機(jī)械手的適用性；同時(shí)手指組件中伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)一步擴(kuò)大了該機(jī)械手的適用范圍，可抓取任何尺寸的工件，而手指組件中轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)則增加了本機(jī)械手對(duì)螺紋對(duì)接工件的自動(dòng)化操作；總之，本實(shí)用新型所提供的機(jī)械手適用性廣，自動(dòng)化程度高。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體分解圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖4為第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體分解圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中電機(jī)、蝸輪、蝸桿和轉(zhuǎn)盤裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中第一微調(diào)機(jī)構(gòu)中部分部件裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例中第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體分解圖；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中去除基座后裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例中第二微調(diào)機(jī)構(gòu)中部分部件裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例中手指機(jī)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖(不包括殼體)；圖12和圖13為本實(shí)用新型另外兩種驅(qū)動(dòng)輪的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本實(shí)用新型實(shí)施例中伸縮機(jī)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖(不包括套筒)；圖15為本實(shí)用新型實(shí)施例中第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖(不包括殼體)；圖16為本實(shí)用新型實(shí)施例中第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖(不包括殼體)；圖17為本實(shí)用新型實(shí)施例中送料盤的立體分解圖；圖18為本實(shí)用新型實(shí)施例中去除底座后送料盤其余部件裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖19和圖20為本實(shí)用新型實(shí)施例中的機(jī)械手兩個(gè)工作狀態(tài)的立體示意圖；圖21為本實(shí)用新型實(shí)施例中手指機(jī)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖22為本實(shí)用新型實(shí)施例中手指機(jī)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1至圖22所示，該機(jī)械手包括[0041]第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1，如圖2、圖3和圖4所示，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，這兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)共用一個(gè)底座11，底座11上設(shè)有滑軌12，底座11的中部設(shè)有安裝槽13 ；兩個(gè)滑塊14 對(duì)向設(shè)置在滑軌12上。兩個(gè)第一電機(jī)15、第一絲桿16設(shè)置在安裝槽13內(nèi)，第一絲桿16的一段穿過連接座17與第一電機(jī)的輸出軸相連接，第一絲桿的另一端軸設(shè)在安裝槽13的側(cè)壁上；第一螺母18螺紋連接在第一絲桿16上，并且第一螺母18與滑塊14固定連接。工作時(shí)，第一電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第一絲桿原地轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺接在絲桿上的第一螺母在第一絲桿上往復(fù)移動(dòng)，從而帶動(dòng)使滑塊14往復(fù)移動(dòng)。第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2，如圖5和圖6所示，其包括第二電機(jī)21、與第二電機(jī)的輸出軸相連接的第二蝸桿22、第二蝸輪23和第二轉(zhuǎn)盤對(duì)。其中，第二電機(jī)21、第二蝸桿22和第二蝸輪23設(shè)置在第二殼體25內(nèi)，第二轉(zhuǎn)盤M設(shè)置在第二殼體25外。第二殼體25通過螺釘固定在滑塊14上，第二轉(zhuǎn)盤M通過聯(lián)軸器沈與第二蝸輪23相連接。第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理為第二電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)依次帶動(dòng)第二蝸桿、第二蝸輪、第二轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。第二轉(zhuǎn)盤上固定有支架3，如圖5所示，支架3的一端固定在第二轉(zhuǎn)盤M上，因此支架3與第二轉(zhuǎn)盤M連動(dòng)。支架3的另一端設(shè)有第一微調(diào)機(jī)構(gòu)4。第一微調(diào)機(jī)構(gòu)4，用于前后調(diào)整工件與車床夾頭的相對(duì)位置。如圖7所示，其包括第一微調(diào)電機(jī)41、與該第一微調(diào)電機(jī)41的輸出軸相連接的第一微調(diào)絲桿42，該第一微調(diào)絲桿42上螺接有螺母43與所述的第三殼體連動(dòng)。第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5，如圖8和圖9所示，包括電機(jī)51、與電機(jī)的輸出軸驅(qū)動(dòng)連接的蝸桿52、蝸輪53，該蝸輪53通過聯(lián)軸器M連接旋轉(zhuǎn)底座55 ；其中，電機(jī)51、蝸桿52和蝸輪 53設(shè)置在第三殼體56內(nèi)，第三殼體56的一個(gè)側(cè)板上設(shè)有供聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)底座55相連接的孔，旋轉(zhuǎn)底座陽貼近該側(cè)板。第一微調(diào)機(jī)構(gòu)中的螺母43固定連接與該側(cè)板相對(duì)的側(cè)板從而將螺母43的運(yùn)動(dòng)傳遞給第三殼體56。第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5的工作原理是電機(jī)51將運(yùn)動(dòng)依次傳遞給蝸桿、蝸輪、聯(lián)軸器、旋轉(zhuǎn)底座陽，從而帶動(dòng)固定在旋轉(zhuǎn)底座上的連接臂6轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)施例中，為了穩(wěn)固連接臂6的定位，設(shè)置了套環(huán)61，套環(huán)61環(huán)套在連接臂6的第二端，旋轉(zhuǎn)底座陽與套環(huán)61通過螺釘相連接。連接臂6為具有貫通空腔的管狀結(jié)構(gòu)。上述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1、第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2的運(yùn)動(dòng)是通過支架3來傳遞到連接臂6的。第二微調(diào)機(jī)構(gòu)7，如圖10所示，用于調(diào)節(jié)連接臂伸出套環(huán)61的長(zhǎng)度，從而適用不同尺寸的工件；其包括第二微調(diào)電機(jī)71和與第二微調(diào)電機(jī)的輸出軸相連接的第二微調(diào)絲桿 72，該第二微調(diào)絲桿72的第二端通過螺接在第二微調(diào)絲桿上的螺母設(shè)置在連接臂6的空腔內(nèi)，并與連接臂6相固定。第二微調(diào)機(jī)構(gòu)7的工作原理是第二微調(diào)電機(jī)帶動(dòng)第二微調(diào)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺接在第二微調(diào)絲桿上的螺母沿第二微調(diào)絲桿方向往復(fù)移動(dòng)，從而在第二微調(diào)絲桿的方向上微調(diào)連接臂相對(duì)套環(huán)61的位置。手指組件8，包括抓取、放置工件的手指機(jī)構(gòu)81，驅(qū)動(dòng)所述手指伸縮的伸縮機(jī)構(gòu) 82，驅(qū)動(dòng)所述手指機(jī)構(gòu)就地轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)83和驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)頭的第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 84。如圖11、圖21和圖22所示，本實(shí)施例中的手指機(jī)構(gòu)81包括三個(gè)手指811、分別與各手指相連接的三組連接桿812、驅(qū)動(dòng)輪813、定位頭818、電機(jī)814和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)815。所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述電機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)輪之間，用于傳遞力矩；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以根據(jù)需要采用傳動(dòng)齒輪組，也可以采用多組齒輪組或蝸輪、蝸桿來放大力矩或改變傳動(dòng)方向；本實(shí)施例中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與電機(jī)814相連接的一個(gè)齒輪組8151和與該齒輪組傳動(dòng)連接的蝸桿8152、蝸輪8153，蝸輪8153的一個(gè)端部上通過軸承連接驅(qū)動(dòng)輪813 ；驅(qū)動(dòng)輪813上開設(shè)有三個(gè)腰形孔817 ；各組連接桿812分別包括第一連接桿8121和第二連接桿8122，其中第一連接桿8121的一端分別連接對(duì)應(yīng)的手指811，第一連接桿8121的另一端固定連接第二連接桿8122的一端，并且第一連接桿8121和第二連接桿8122相互垂直，各第二連接桿8122 的另一端分別設(shè)有銷軸816，各銷軸816分別限位在對(duì)應(yīng)的腰形孔817內(nèi)。定位頭818內(nèi)設(shè)有三個(gè)容置各第二連接桿并限制第二連接桿運(yùn)動(dòng)方向的第二槽8181，定位頭的周壁上對(duì)應(yīng)于各第一連接桿設(shè)有三個(gè)容置各第一連接桿的第一槽8182，并且各第二連接桿的中部通過銷軸8183軸設(shè)在第一槽的側(cè)壁上；818定位頭上對(duì)向手指的端面中部設(shè)有凹槽8184，彈簧 8185設(shè)置在該凹槽8184內(nèi)并抵觸在頂針8186上，頂針8186穿出頂針殼8187外露，頂針殼與定位頭固定連接。手指機(jī)構(gòu)81的工作原理是電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪，隨著驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，銷軸改變?cè)谘慰變?nèi)的位置從而使第二連接桿在第二槽的限位下上升或下降，繼而將運(yùn)動(dòng)直線傳遞到第一連接桿，使第一連接桿以銷軸8183為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)各手指張開或并攏，從而放下或抓取工件；而頂針在彈簧的作用下會(huì)始終抵觸住手指機(jī)構(gòu)所抓取的工件， 以使抓取更穩(wěn)固，避免抓取不穩(wěn)工件從各手指間漏掉。上述手指也可以設(shè)置兩個(gè)、四個(gè)，或根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)，所述連接桿的組數(shù)和驅(qū)動(dòng)輪上腰形孔的數(shù)量與手指的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。圖12和圖13所示的為兩個(gè)和四個(gè)手指的驅(qū)動(dòng)輪的形狀。上述手指機(jī)構(gòu)設(shè)置在套芯818內(nèi)，套芯818外還套設(shè)有套筒。伸縮機(jī)構(gòu)82，包括套設(shè)在套芯817外的套筒821、設(shè)置在套筒821內(nèi)的伸縮絲桿 822和通過電機(jī)823、齒輪825、蝸桿826、蝸輪827、的傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)伸縮絲桿822轉(zhuǎn)動(dòng)的伸縮電機(jī)823 ；伸縮絲桿822上環(huán)套有螺母824，螺母824與套芯817固定連接。該伸縮機(jī)構(gòu)的工作原理為伸縮電機(jī)通過齒輪、蝸桿、蝸輪、將運(yùn)動(dòng)傳遞給伸縮絲桿，伸縮絲桿通過螺接在其上的螺母將運(yùn)動(dòng)傳遞給套芯817，從而使設(shè)置在套芯817內(nèi)的手指機(jī)構(gòu)伸、縮。第一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)83，如圖15所示，該機(jī)構(gòu)主要是用來轉(zhuǎn)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)，以方便螺紋工件的取放，其包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)831、由該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸桿832和蝸輪833，蝸輪833通過聯(lián)軸器與套筒821的端面固定連接；本實(shí)施例中的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)83也設(shè)置在殼體內(nèi)834，以起到保護(hù)機(jī)構(gòu)部件和美觀的作用。連接臂的第一端固定連接殼體834。該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理是轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)通過蝸桿、蝸輪帶動(dòng)與蝸輪固定連接的套筒轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)套筒內(nèi)的伸縮機(jī)構(gòu)以及套芯內(nèi)的手指機(jī)構(gòu)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將手指機(jī)構(gòu)所抓取的工件從車床上擰轉(zhuǎn)下來或者擰轉(zhuǎn)到車床上去。第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)84，用于驅(qū)動(dòng)套筒及套筒內(nèi)的部件一起轉(zhuǎn)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖 16所示，該第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)841、與第二轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸相連接的蝸桿 842、蝸輪843和旋轉(zhuǎn)座844，該蝸輪843通過聯(lián)軸器連接旋轉(zhuǎn)座844，旋轉(zhuǎn)座844與套筒821 固定連接。第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)84也設(shè)置在殼體內(nèi)，其工作原理為第二轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)通過蝸桿、蝸輪驅(qū)動(dòng)套筒轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使套筒內(nèi)的所有部件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。為了提高工作效率，本實(shí)施例中的機(jī)械手有兩個(gè)，如前所述，這兩個(gè)機(jī)械手的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)共用一個(gè)底座，其它零部件均為兩套，并且這兩個(gè)機(jī)械手以車床上加放工件的位置為中心對(duì)稱設(shè)置，這樣，在一個(gè)機(jī)械手抓取工件的同時(shí)，另一個(gè)機(jī)械手將加工好的工件從車床上取下，大大提高了工作效率。本實(shí)施例還特別設(shè)計(jì)了送料盤9用于放置和輸送工件到手指組件方便抓取的位置。如圖17和圖18所示，該送料盤9內(nèi)設(shè)有環(huán)狀凹槽91，凹槽91內(nèi)設(shè)有齒輪帶92，齒輪帶92與傳動(dòng)齒輪組96相嚙合傳動(dòng)，傳動(dòng)齒輪組96連接送料電機(jī)93的輸出軸；齒輪帶的上表面上設(shè)有可拆卸的用于放置工件的工件座94 ；送料盤9上在手指組件的抓取位置還設(shè)置了光電開關(guān)95。該送料盤的工作原理是當(dāng)手指組件抓取走送料盤9上的工件后，光電開關(guān)95啟動(dòng)送料電機(jī)93，送料電機(jī)93通過傳動(dòng)齒輪組帶動(dòng)齒輪帶轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)下一個(gè)工件接觸到光電開關(guān)時(shí)，光電開關(guān)關(guān)閉送料電機(jī)，齒輪帶停止轉(zhuǎn)動(dòng)，該碰觸到光電開關(guān)的工件原地待命等等手指組件的抓取。工件座可更換，以方便放置不同結(jié)構(gòu)的工件。上述機(jī)械手的工作原理是需要抓取工件時(shí)，首先是手指機(jī)構(gòu)工作將抓取送料盤上的工件，然后第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接臂將工件到車床上對(duì)應(yīng)的位置，然后第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，將工件再次輸送到更接近車床上對(duì)應(yīng)的位置；上述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作順序可以互換。然后是第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，在鉛垂面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)工件，將工件送至車床的工件夾頭內(nèi)。當(dāng)?shù)谌?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作完畢，手指組件達(dá)到車床上工件夾頭的位置，但卻間隔一小段距離的時(shí)候工件，可以啟動(dòng)第二微調(diào)機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)工件與工件夾頭之間的距離已達(dá)到恰當(dāng)?shù)奈恢?；而?dāng)工件前后偏離工件夾頭的位置時(shí)，可以啟動(dòng)第一微調(diào)機(jī)構(gòu)來前后調(diào)節(jié)工件的位置至合適。另外，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和尺寸，還可以分別或同時(shí)啟動(dòng)伸縮組件和轉(zhuǎn)動(dòng)組件工作來適用不同的工作需求。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械手，包括連接臂、手指組件和驅(qū)動(dòng)手指組件在水平面內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)手指組件在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述連接臂的第一端連接所述的手指組件，所述連接臂的第二端連接所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)械手還包括驅(qū)動(dòng)所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)、與第三電機(jī)的輸出軸相連接的第三蝸桿、第三蝸輪和旋轉(zhuǎn)底座，該第三蝸輪通過聯(lián)軸器連接旋轉(zhuǎn)底座，并且，所述的第三電機(jī)、第三蝸桿和第三蝸輪設(shè)置在第三殼體內(nèi)，所述的旋轉(zhuǎn)底座設(shè)置在殼體的側(cè)壁上并與所述連接臂的第二端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在車床表面上的底座、滑塊、第一電機(jī)和第一絲桿，其中，所述滑塊能滑動(dòng)地設(shè)置在所述底座上，所述第一絲桿的一端連接所述第一電機(jī)的輸出軸，第一絲桿的另一端與所述的底座相連接，第一螺母套設(shè)在第一絲桿上，并且，該第一螺母與所述的滑塊連動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械手，其特征在于所述的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述的滑塊上，該第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、與第二電機(jī)的輸出軸相連接的第二蝸桿、第二蝸輪和第二轉(zhuǎn)盤，所述的第二轉(zhuǎn)盤通過聯(lián)軸器與所述的第二蝸輪相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械手，其特征在于所述的第二轉(zhuǎn)盤上設(shè)有支架，所述連接臂的一端連接該支架的另一端；支架的另一端上還設(shè)有能在垂直于連接臂的方向上改變連接臂位置的第一微調(diào)機(jī)構(gòu)，該第一微調(diào)機(jī)構(gòu)包括第一微調(diào)電機(jī)、與該第一微調(diào)電機(jī)的輸出軸相連接的第一微調(diào)絲桿，該第一微調(diào)絲桿與所述的第三殼體連動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械手，其特征在于所述的機(jī)械手還包括能在所述連接臂的方向上改變連接臂相對(duì)位置的第二微調(diào)機(jī)構(gòu)，所述的第二微調(diào)機(jī)構(gòu)包括第二微調(diào)電機(jī)、與第二微調(diào)電機(jī)的輸出軸相連接的第二微調(diào)絲桿，該第二微調(diào)絲桿驅(qū)動(dòng)連接所述連接臂的第~■丄山一犧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的機(jī)械手，其特征在于所述的手指組件包括至少兩個(gè)手指、第一連接桿、第二連接桿、驅(qū)動(dòng)輪、定位頭、電機(jī)和能將電機(jī)的輸出力矩傳遞到驅(qū)動(dòng)輪的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述電機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)輪之間，所述驅(qū)動(dòng)輪上設(shè)有腰形孔；第一連接桿、第二連接桿以及腰形孔的數(shù)量與所述手指的數(shù)量相對(duì)應(yīng)； 其中，各第一連接桿的第一端對(duì)應(yīng)連接各手指，各第一連接桿的第二端對(duì)應(yīng)連接各所述的第二連接桿一端，并且第一連接桿與第二連接桿相互垂直；各第二連接桿的另一端通過銷軸設(shè)置在各對(duì)應(yīng)的腰形孔內(nèi)，連接桿的另一端與對(duì)應(yīng)手指的一端相樞接；所述定位頭內(nèi)設(shè)有容置各第二連接桿并限制第二連接桿運(yùn)動(dòng)方向的第二槽，定位頭的周壁上對(duì)應(yīng)于各第一連接桿設(shè)有容置各第一連接桿的第一槽，并且各第一連接桿的中部與所述第一槽的側(cè)壁軸連接；所述定位頭上對(duì)向所述手指的端面上設(shè)有凹槽，彈簧設(shè)置在該凹槽內(nèi)并抵觸在頂針上，該頂針穿出頂針殼外露，所述的頂針殼與所述的定位頭相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)械手，其特征在于所述手指組件還包括驅(qū)動(dòng)所述手指伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)，該伸縮機(jī)構(gòu)包括套設(shè)在所述套芯外的套筒、伸縮絲桿和驅(qū)動(dòng)伸縮絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的伸縮電機(jī)；其中所述的伸縮絲桿與所述的套芯固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)械手，其特征在于所述的手指組件還包括驅(qū)動(dòng)所述套筒轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、由該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸桿和蝸輪，所述蝸輪與所述的套筒相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械手，其特征在于所述套筒的側(cè)壁上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)套筒及套筒內(nèi)的部件一起轉(zhuǎn)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、與第二轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸相連接的蝸桿和蝸輪，該蝸輪通過聯(lián)軸器連接所述的套筒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)械手，其特征在于該機(jī)械手還包括用于放置工件供所述手指組件取、放的送料盤，所述送料盤內(nèi)設(shè)有環(huán)狀凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)有齒輪帶，所述的齒輪與傳動(dòng)齒輪組相嚙合，所述的傳動(dòng)齒輪組連接送料電機(jī)的輸出軸；并且所述齒輪帶的上表面上設(shè)有可拆卸的用于放置工件的工件座。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種機(jī)械手，包括連接臂、手指組件和驅(qū)動(dòng)手指組件在水平面內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)手指組件在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述連接臂的第一端連接所述的手指組件，所述連接臂的第二端連接所述的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)械手還包括驅(qū)動(dòng)所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)、與第三電機(jī)的輸出軸相連接的第三蝸桿、第三蝸輪和旋轉(zhuǎn)底座，該第三蝸輪通過聯(lián)軸器連接旋轉(zhuǎn)底座，并且，所述的第三電機(jī)、第三蝸桿和第三蝸輪設(shè)置在第三殼體內(nèi)，所述的旋轉(zhuǎn)底座設(shè)置在殼體的側(cè)壁上并與所述連接臂的第二端相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，該機(jī)械手能夠在三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B25J9/02GK202174248SQ20112014707
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者孟秋華 申請(qǐng)人:孟秋華