專利名稱：操作手爪及應(yīng)用該操作手爪的機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型應(yīng)用于微小測(cè)試探針的裝配過程，具體涉及一種操作手爪及應(yīng)用該操作手爪的機(jī)械手。
背景技術(shù)：
微小探針是各種探針測(cè)試設(shè) 備的關(guān)鍵部件之一，在信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域具有廣泛的用途。 微小探針由可動(dòng)觸頭、彈性部件、固定觸頭、外殼四部分組成，其裝配過程包括預(yù)裝環(huán)節(jié)(將前三部分安裝在外殼中)和固定環(huán)節(jié)(將外殼與固定觸頭鉚接)兩部分。在預(yù)裝和固定環(huán)節(jié)中間，需要對(duì)預(yù)裝完成的探針進(jìn)行搬運(yùn)轉(zhuǎn)移，以便進(jìn)行固定。由于此時(shí)固定觸頭在外殼頂部處于自由狀態(tài)，并且在彈性部件的作用下，固定觸頭的軸心線與外殼軸心線存在夾角，因此在搬運(yùn)轉(zhuǎn)移過程中存在兩個(gè)問題其一，固定觸頭容易跌落；其二，鉚接前固定觸頭和外殼的軸心線不易調(diào)整成一條直線。目前，探針裝配過程中的搬運(yùn)轉(zhuǎn)移基本是由人工實(shí)現(xiàn)。因此存在以下問題其一，工作效率低；其二，對(duì)操作者個(gè)人素質(zhì)要求高，首先視力要好，其次手在轉(zhuǎn)移過程中要穩(wěn)，再次固定前能有效地矯正微小固定觸頭；其三，對(duì)操作者眼睛有損傷，連續(xù)工作時(shí)間很短，也不能長(zhǎng)期工作；其四，最終的探針裝配質(zhì)量受人的因素影響大；其五，大批量生產(chǎn)受限制，無法滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。因此需要一種機(jī)械手代替人工，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)裝完成的探針進(jìn)行搬運(yùn)轉(zhuǎn)移。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是提供一種操作手爪及應(yīng)用該操作手爪的機(jī)械手，通過該操作手爪和機(jī)械手對(duì)預(yù)裝完成的微小探針進(jìn)行搬運(yùn)，可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)過程的自動(dòng)化，其具有效率高、穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)，可滿足批量生產(chǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種操作手爪，用以搬運(yùn)微小探針，尤其是，包括主體部，沿豎直方向開設(shè)有通孔；頂針，至少部分滑動(dòng)于所述通孔內(nèi)；至少一個(gè)可動(dòng)爪，轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述主體部，所述可動(dòng)爪面向通孔的一側(cè)設(shè)有凸起部，所述凸起部凸伸入所述通孔內(nèi)； 彈性件，連接于所述可動(dòng)爪和主體部之間。優(yōu)選的，在上述操作手爪中，所述主體部的側(cè)面開設(shè)有開口，所述開口連通于所述通孔，所述可動(dòng)爪收容于所述開口內(nèi)。優(yōu)選的，在上述操作手爪中，所述主體部的外側(cè)表面開設(shè)有環(huán)形的第一凹槽，所述彈性件為環(huán)形且設(shè)置于所述第一凹槽內(nèi)。優(yōu)選的，在上述操作手爪中，所述可動(dòng)爪的外側(cè)表面設(shè)有第二凹槽，所述第二凹槽的兩端分別連通于所述第一凹槽，所述彈性件部分位于所述第二凹槽內(nèi)。優(yōu)選的，在上述操作手爪中，所述主體部的截面為圓形，所述通孔沿所述主體部的軸線設(shè)置。優(yōu)選的，在上述操作手爪中，所述頂針包括固持部和驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部滑動(dòng)于所述通孔內(nèi)。優(yōu)選的，在上述操作手爪中，所述驅(qū)動(dòng)部的長(zhǎng)度大于所述通孔的高度。本實(shí)用新型還提供一種應(yīng)用上述操作手爪的機(jī) 械手，尤其是，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述操作手爪的主體部固定于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上；操作平臺(tái)，固定于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，所述操作平臺(tái)與所述頂針的一端固定并驅(qū)動(dòng)所述頂針上下運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選的，在上述機(jī)械手中，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。優(yōu)選的，在上述機(jī)械手中，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)還包括一支撐件，所述支撐件固定于所述Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，所述操作平臺(tái)和主體部均固定于所述支撐件上。本實(shí)用新型提供一種操作手爪，該操作手爪設(shè)有一可轉(zhuǎn)動(dòng)于主體部上的可動(dòng)爪，可動(dòng)爪與主體部之間形成有夾持空間，可動(dòng)爪可以通過偏轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)夾持空間的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)探針的夾持和放置，可動(dòng)爪的偏轉(zhuǎn)通過頂針驅(qū)動(dòng)凸起部來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型還提供了一種應(yīng)用該操作手爪的機(jī)械手，該機(jī)械手設(shè)有一個(gè)可于三維空間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可帶動(dòng)操作手爪于三維空間內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。通過該操作手爪和機(jī)械手對(duì)預(yù)裝完成的微小探針進(jìn)行搬運(yùn)，可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)過程的自動(dòng)化，其具有效率高、穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)，可滿足批量生產(chǎn)。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(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，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，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。圖I所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中操作手爪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為圖I中A的局部放大示意圖；圖3所示為實(shí)用新型具體實(shí)施例中操作手爪的截面示意圖；圖4所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中操作手爪在放置探針時(shí)的狀態(tài)示意圖；圖5所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型目的在于提供一種操作手爪及應(yīng)用該操作手爪的機(jī)械手，利用該操作手爪及機(jī)械手可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)過程的自動(dòng)化，具有效率高、穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)，可滿足批量生產(chǎn)。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(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)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。參圖I至圖4所示，操作手爪10包括主體部11。主體部11優(yōu)選設(shè)置為圓柱體，即主體部11的截面為圓形。易于想到,主體部11的形狀也可以設(shè)置為矩形或其他形狀，本實(shí)用新型中并不作限制。主體部11沿豎直方向開設(shè)有通孔111，通孔111的延伸方向優(yōu)選位于主體部11的軸線上。在其他實(shí)施例中， 通孔111也可以偏離主體部11的軸線設(shè)置。通孔111包括第一通孔1111和第二通孔1112。第一通孔1111形成于第二通孔1112的上方，第二通孔1112用以容納微小探針20，故第二通孔1112的直徑大于微小探針20的最大直徑。第一通孔1111和第二通孔1112的直徑可以相同，也可以依據(jù)需要設(shè)置為不同的直徑。操作手爪10還包括頂針12，頂針12包括固持部121和驅(qū)動(dòng)部122，固持部121可以與外部設(shè)備固定并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)部122上下滑動(dòng)于通孔111內(nèi)。優(yōu)選地，在頂針12上下滑動(dòng)過程中，只有驅(qū)動(dòng)部122位于通孔111內(nèi)，固持部121始終位于通孔111的外部。在其他實(shí)施方式中，固持部121也可以滑動(dòng)于通孔111內(nèi)。頂針12的直徑略小于第一通孔1111的直徑，第一通孔1111用于導(dǎo)引頂針12上下滑動(dòng)并使得頂針12大致位于豎直方向上。主體部11的側(cè)面開設(shè)有開口 112，開口 112大致呈矩形的缺口且沿豎直方向延伸，開口 112連通于通孔111。操作手爪10還包括可動(dòng)爪13?？蓜?dòng)爪13的上端通過軸131轉(zhuǎn)動(dòng)連接于主體部11?？蓜?dòng)爪13收容于開口 112內(nèi)且配合開口 112設(shè)置成矩形?？蓜?dòng)爪13與第二通孔1112相鄰，可動(dòng)爪13面向第二通孔1112的一側(cè)設(shè)有凸起部132，凸起部132凸伸入第二通孔1112內(nèi)。頂針12的末端在向下運(yùn)動(dòng)的過程中可以驅(qū)動(dòng)凸起部132，凸起部132可以帶動(dòng)可動(dòng)爪13相對(duì)主體部11逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。凸起部132凸伸入第二通孔1112內(nèi)的長(zhǎng)度設(shè)置的較小，以使得可動(dòng)爪13可以在一個(gè)較小的范圍內(nèi)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。如此，可以始終保持探針20的外側(cè)壁貼近于主體部11和可動(dòng)爪13的內(nèi)壁，從而限制了外殼和固定觸頭之間的晃動(dòng)空間。凸起部132優(yōu)選設(shè)置于貼近探針20頂端的位置，以便驅(qū)動(dòng)部122在完成對(duì)凸起部132的驅(qū)動(dòng)后，可以緊接著與探針20頂端接觸，并實(shí)現(xiàn)對(duì)探針20的向下推送。在其他實(shí)施例中，上述開口 112也可以設(shè)置為半圓柱體的缺口，可動(dòng)爪13也相應(yīng)設(shè)置為半圓柱體。在其他實(shí)施例中，主體部11的側(cè)面可以開設(shè)有多個(gè)開口 112，優(yōu)選地，主體部11的
側(cè)面均勻分布有六個(gè)開口，相應(yīng)地，可動(dòng)爪13也設(shè)置為六個(gè),且--對(duì)應(yīng)在六個(gè)開口內(nèi)。六
個(gè)可動(dòng)爪13同時(shí)對(duì)微小探針20施加夾持力，夾持效果更好。操作手爪10還包括彈性件14，彈性件14連接于可動(dòng)爪13和主體部11之間。彈性件14為環(huán)形，可以為環(huán)形的皮筋。主體部11的外側(cè)表面開設(shè)有環(huán)形的第一凹槽113，可動(dòng)爪13的外側(cè)表面設(shè)有第二凹槽133。第二凹槽133的兩端分別連通于第一凹槽113。彈性件14套設(shè)在主體部11和可動(dòng)爪13的外側(cè)且設(shè)置于第一凹槽113和第二凹槽133內(nèi)，第一凹槽113和第二凹槽133對(duì)彈性件14起到限位的作用。彈性件14始終以一定的彈力壓在可動(dòng)爪13的外側(cè)。在彈性件14的彈性力作用下，探針20被可動(dòng)爪13的下端壓緊在第二通孔1112內(nèi)，同時(shí)由于第二通孔1112配合探針20的形狀設(shè)置成圓柱體且于豎直方向設(shè)置，可以保證將預(yù)裝完成后探針20的外殼和固定觸頭始終維持在豎直方向上，避免了固定觸頭相對(duì)于外殼的晃動(dòng)和掉落，使得搬動(dòng)過程中更加穩(wěn)定和可靠。驅(qū)動(dòng)部122的長(zhǎng)度優(yōu)選大于通孔111的高度。參圖4所示，在對(duì)探針20進(jìn)行放置的過程中，驅(qū)動(dòng)部122的末端驅(qū)動(dòng)凸起部132并使得可動(dòng)爪13逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),可動(dòng)爪13的末端脫離 探針20,探針20不再受夾持力，驅(qū)動(dòng)部122進(jìn)一步向下滑動(dòng)，并推動(dòng)探針20脫離第二通孔1112，此時(shí)驅(qū)動(dòng)部122的末端延伸出第二通孔1112的下方，并將探針20推送至預(yù)定位置，以完成固定觸頭和外殼的鉚接。在對(duì)預(yù)裝完成的探針20進(jìn)行抓取時(shí)，也可通過頂針12對(duì)凸起部132的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)頂針12驅(qū)動(dòng)凸起部132，凸起部132帶動(dòng)可動(dòng)爪13相對(duì)主體部11逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，然后將探針20容置于第二通孔1112內(nèi)，頂針12向上滑動(dòng)并逐漸脫離凸起部132，可動(dòng)爪13的末端在彈性件14的作用下對(duì)探針20進(jìn)行夾緊，探針20被夾緊后可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)動(dòng)作。探針20被緊緊夾持在第二通孔1112內(nèi)，探針20的外殼和固定觸頭在沿軸心線方向?qū)R后始終保持在相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，且固定觸頭不易掉落，在搬運(yùn)過程中更加穩(wěn)定和可靠。參圖5所示，機(jī)械手I包括一運(yùn)動(dòng)平臺(tái)30，操作手爪10固定于該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)30上，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)30通過移動(dòng)以帶動(dòng)操作手爪10達(dá)到目標(biāo)位置。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)30優(yōu)選為三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32和Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33。其中，Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32安裝在X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31的工作面上，Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33安裝在Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的工作面上。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)30可以帶動(dòng)操作手爪10在三維空間內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手I還包括一底座40，底座40用以承載運(yùn)動(dòng)平臺(tái)30，其中，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31安裝在底座40上。機(jī)械手I還包括一操作平臺(tái)50，固持部141固定于操作平臺(tái)50上，操作平臺(tái)50可以控制頂針12的上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頂針12對(duì)凸起部132的驅(qū)動(dòng)作用。操作平臺(tái)50通過支撐件60固定于Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33上，主體部11也固定在支撐件60上。本實(shí)施例中的機(jī)械手I的工作原理如下在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)30支撐下，利用杠桿聯(lián)動(dòng)原理在三維空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)操作手爪10的運(yùn)動(dòng)和定位；通過操作平臺(tái)50控制頂針12的上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)探針20的抓取和放置，探針20的抓取依靠摩擦力和彈性件14的作用來實(shí)現(xiàn)。利用機(jī)械手I對(duì)探針的20進(jìn)行搬運(yùn)，減少了人工操作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)探針20的自動(dòng)化搬運(yùn)，提高了效率，同時(shí)可以滿足大批量的生產(chǎn)。綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果在于通過該操作手爪和機(jī)械手對(duì)預(yù)裝完成的微小探針進(jìn)行搬運(yùn)，可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)過程的自動(dòng)化，其具有效率高、穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)，可滿足批量生產(chǎn)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型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)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，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實(shí)用新型內(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。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(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，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(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.ー種操作手爪，用以搬運(yùn)微小探針，其特征在于，包括 主體部，沿豎直方向開設(shè)有通孔； 頂針，至少部分滑動(dòng)于所述通孔內(nèi)； 至少ー個(gè)可動(dòng)爪，轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述主體部，所述可動(dòng)爪面向通孔的ー側(cè)設(shè)有凸起部，所述凸起部凸伸入所述通孔內(nèi)； 弾性件，連接于所述可動(dòng)爪和主體部之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作手爪，其特征在于所述主體部的側(cè)面開設(shè)有開ロ，所述開ロ連通于所述通孔，所述可動(dòng)爪收容于所述開ロ內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操作手爪，其特征在于所述主體部的外側(cè)表面開設(shè)有環(huán)形的第一凹槽，所述彈性件為環(huán)形且設(shè)置于所述第一凹槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的操作手爪，其特征在于所述可動(dòng)爪的外側(cè)表面設(shè)有第二凹槽，所述第二凹槽的兩端分別連通于所述第一凹槽，所述彈性件部分位于所述第二凹槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作手爪，其特征在于所述主體部的截面為圓形，所述通孔沿所述主體部的軸線設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作手爪，其特征在于所述頂針包括固持部和驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部滑動(dòng)于所述通孔內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的操作手爪，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)部的長(zhǎng)度大于所述通孔的高度。
8.ー種應(yīng)用權(quán)利要求I至7任意一項(xiàng)所述操作手爪的機(jī)械手，其特征在于，包括 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述操作手爪的主體部固定于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上； 操作平臺(tái)，固定于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，所述操作平臺(tái)與所述頂針的一端固定并驅(qū)動(dòng)所述頂針上下運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械手，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)械手，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)還包括ー支撐件，所述支撐件固定于所述Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，所述操作平臺(tái)和主體部均固定于所述支撐件上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種操作手爪及應(yīng)用該操作手爪的機(jī)械手，用以搬運(yùn)微小探針，包括主體部，沿豎直方向開設(shè)有通孔；頂針，至少部分滑動(dòng)于所述通孔內(nèi)；可動(dòng)爪，轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述主體部，并與所述主體部形成夾持空間，所述夾持空間沿豎直方向延伸于所述通孔的下方且與所述通孔位于同一豎直線上，所述可動(dòng)爪面向夾持空間的一側(cè)設(shè)有凸起部，所述頂針末端驅(qū)動(dòng)所述凸起部，凸起部帶動(dòng)所述可動(dòng)爪相對(duì)主體部轉(zhuǎn)動(dòng)；彈性件，連接于可動(dòng)爪和主體部之間。本實(shí)用新型還公開了一種應(yīng)用上述操作手爪的機(jī)械手。通過該操作手爪和機(jī)械手對(duì)預(yù)裝完成的微小探針進(jìn)行搬運(yùn)，可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)過程的自動(dòng)化，其具有效率高、穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)，可滿足批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B25J9/08GK202438998SQ201220010918
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者劉吉柱, 孫立寧, 李光輝, 潘明強(qiáng), 陳濤, 陳立國(guó) 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)