并聯(lián)機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了并聯(lián)機(jī)械手，包括一固定架、一水平板、多個懸垂架、多個傳動機(jī)構(gòu)和一吸附裝置，水平板固定于固定架的頂部，各懸垂架的一端分別固接水平板，各懸垂架的另一端豎直向下伸出，吸附裝置位于懸垂架下方，且各懸垂架以水平板的中心所在的豎直線軸對稱分布；每個傳動機(jī)構(gòu)均包括主動臂、從動臂、減速器和伺服電機(jī)，減速器與懸垂架的下端固接，伺服電機(jī)的輸出軸經(jīng)減速器對接主動臂的一端，主動臂的另一端與從動臂的一端鉸接，從動臂的另一端與吸附裝置鉸接。本發(fā)明誤差小、空間利用率大、使用可靠。
【專利說明】并聯(lián)機(jī)械手

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及機(jī)械手，具體涉及并聯(lián)機(jī)械手。

【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的工廠里，分揀、拾取、裝箱等大量重復(fù)性工作，一般由人工來完成，具有勞動強度大、耗時較多、枯燥無味、易造成污染等問題，并且會增加企業(yè)的成本。因此在這些領(lǐng)域中，需要機(jī)械手對輕小物料進(jìn)行高速的中、短距離抓取、搬運和放置等操作。而工業(yè)生產(chǎn)中一般采用的是串聯(lián)機(jī)械手，而串聯(lián)機(jī)械手具有以下缺點:
[0003](I)承載能力低，剛度小，結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定；
[0004](2)末端執(zhí)行部件的誤差是由各個關(guān)節(jié)誤差的積累與放大，因此其誤差大而精度低；
[0005](3)驅(qū)動電機(jī)及伺服系統(tǒng)大都放在運動的大小臂上，增加了系統(tǒng)的運動慣性，惡化了系統(tǒng)的動力性能；
[0006](4)機(jī)構(gòu)占用工作空間大，還容易與工作平臺干涉。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種誤差小、空間利用率大、使用可靠的并聯(lián)機(jī)械手。
[0008]本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0009]并聯(lián)機(jī)械手，包括一固定架、一水平板、多個懸垂架、多個傳動機(jī)構(gòu)和一吸附裝置，水平板固定于固定架的頂部，各懸垂架的一端分別固接水平板，各懸垂架的另一端豎直向下伸出，吸附裝置位于懸垂架下方，且各懸垂架以水平板的中心所在的豎直線軸對稱分布；每個傳動機(jī)構(gòu)均包括主動臂、從動臂、減速器和伺服電機(jī)，減速器與懸垂架的下端固接，伺服電機(jī)的輸出軸經(jīng)減速器對接主動臂的一端，主動臂的另一端與從動臂的一端鉸接，從動臂的另一端與吸附裝置鉸接。
[0010]優(yōu)選地，所述吸附裝置包括動平臺、步進(jìn)電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、連接架、連接管和吸盤，動平臺與從動臂的另一端鉸接，步進(jìn)電機(jī)固定于動平臺頂面的中心，該步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)軸的上端對接，轉(zhuǎn)軸與動平臺轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)軸的下端依次連接連接架、連接管和吸盤。
[0011]優(yōu)選地，所述動平臺為多邊形板，該多邊形板上開有與傳動機(jī)構(gòu)數(shù)量相等的缺口，各缺口以多邊形板的中心對稱分布，相鄰缺口間形成橫向凸起的鉸接部，所述從動臂的另一端與鉸接部鉸接。
[0012]優(yōu)選地，每個所述傳動機(jī)構(gòu)的從動臂為兩個，兩從動臂相互間隔，且兩從動臂的一端與主動臂另一端兩側(cè)壁球鉸連接，兩從動臂的另一端分別與所述鉸接部的兩側(cè)壁可拆卸地球鉸連接。
[0013]優(yōu)選地，每個所述傳動機(jī)構(gòu)還包括張緊機(jī)構(gòu)，該張緊機(jī)構(gòu)包括一彈簧和兩個掛鉤，彈簧的兩端分別連接兩掛鉤的一端，兩掛鉤的另一端分別與兩從動臂鉸接。
[0014]優(yōu)選地，所述從動臂上橫向伸出有掛軸，所述掛鉤的另一端形成勾頭，該勾頭勾扣于掛軸并與掛軸轉(zhuǎn)動配合。
[0015]優(yōu)選地，所述并聯(lián)機(jī)械手還包括用于拍攝的CXD視覺系統(tǒng)、以及對該CXD視覺系統(tǒng)所拍攝的圖像進(jìn)行圖像分析處理的工控機(jī)，所述伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)分別電連接工控機(jī)；所述CXD視覺系統(tǒng)包括光源和CXD相機(jī)；所述光源位于CXD相機(jī)的底端，該CXD相機(jī)還通過一通訊接口與所述工控機(jī)通信。
[0016]優(yōu)選地，所述固定架為一立起的長方體框架，水平板、懸垂架、傳動機(jī)構(gòu)和吸附裝置均位于該長方體框架內(nèi)。
[0017]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
[0018](I)本發(fā)明通過懸垂架分別與水平板和傳動機(jī)構(gòu)的連接，實現(xiàn)懸吊式的安裝方式，使本發(fā)明的外形小、質(zhì)量輕，空間利用率大，減小了與其他相關(guān)設(shè)備的干涉，便于各種場合的安裝放置；
[0019](2)本發(fā)明通過多個傳動機(jī)構(gòu)共同鉸接吸附裝置，各傳動機(jī)構(gòu)對吸附裝置的共同作用，可降低慣性，提升動力性能，且使各傳動機(jī)構(gòu)的自身誤差形成平均值，實現(xiàn)誤差小而精度高地驅(qū)動吸附裝置動作，可應(yīng)用于多種場合的各種抓取和分揀動作，大大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了成本；
[0020](3)本發(fā)明通過對動平臺形狀和缺口的設(shè)置，可使兩從動臂夾于鉸接部兩側(cè)，使動平臺實現(xiàn)足夠自由度的基礎(chǔ)上，又可得到更可靠、穩(wěn)定的傳動支持，既利于吸附平臺對物件的有效吸附，又大大降低傳動機(jī)構(gòu)傳遞至物件的震動，而且，轉(zhuǎn)軸下方的連接架可拆卸，則可方便地更換不同的吸附裝置和抓取裝置來用于吸附和抓取不同的物件。
[0021](4)本發(fā)明通過設(shè)置的C⑶視覺系統(tǒng)和工控機(jī)，不但可以準(zhǔn)確定位抓取待分揀裝箱的物品，還可以準(zhǔn)確的檢測出待裝箱物品的優(yōu)劣性，預(yù)防不良品進(jìn)入下一工序，從而及時發(fā)現(xiàn)問題，提高良品率，滿足了使用者的使用要求。
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明并聯(lián)機(jī)械手的立體示意圖；
[0024]圖2為圖1的A處放大示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明動平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:1、固定架；2、水平板；3、懸垂架；4、傳動機(jī)構(gòu)；41、主動臂；42、從動臂；421、掛軸；43、減速器；44、伺服電機(jī)；45、張緊機(jī)構(gòu)；451、彈簧；452、掛鉤；453、勾頭；5、吸附裝置；51、動平臺；511、缺口 ；512、鉸接部；52、步進(jìn)電機(jī)；53、轉(zhuǎn)軸；54、連接架；55、連接管；56、吸盤。

【具體實施方式】
[0027]如圖1所示的并聯(lián)機(jī)械手，包括一固定架1、一水平板2、多個懸垂架3、多個傳動機(jī)構(gòu)4和一吸附裝置5，水平板2固定于固定架I的頂部，各懸垂架3的一端分別固接水平板2，各懸垂架3的另一端豎直向下伸出，吸附裝置5位于懸垂架3下方，且各懸垂架3以水平板2的中心所在的豎直線軸對稱分布；每個傳動機(jī)構(gòu)4均包括主動臂41、從動臂42、減速器43和伺服電機(jī)44，減速器43與懸垂架3的下端固接，伺服電機(jī)44的輸出軸經(jīng)減速器43對接主動臂41的一端，主動臂41的另一端與從動臂42的一端鉸接，從動臂42的另一端與吸附裝置5鉸接。
[0028]通過懸垂架3分別與水平板2和傳動機(jī)構(gòu)4的連接，實現(xiàn)傳動機(jī)構(gòu)4的懸吊式的安裝方式，使本發(fā)明的外形小、質(zhì)量輕，空間利用率大，本例的固定架I為一立起的長方體框架，水平板2、懸垂架3、傳動機(jī)構(gòu)4和吸附裝置5均位于該長方體框架內(nèi)，則可進(jìn)一步防止與外部工作平臺干涉。通過多個傳動機(jī)構(gòu)4共同鉸接吸附裝置5，使各傳動機(jī)構(gòu)4的自身誤差形成平均值，實現(xiàn)誤差小而精度高地驅(qū)動吸附裝置動作。在伺服電機(jī)44的帶動下，經(jīng)過減速器43減速后，可驅(qū)動主動臂41相對于其對應(yīng)的懸垂架3旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動各從動臂42對吸附裝置5產(chǎn)生作用力，從而驅(qū)動吸附裝置5運動，吸附裝置5則可對準(zhǔn)吸附物品，利于可靠分揀、拾取物品。其中，本例的懸垂架3、傳動機(jī)構(gòu)4均為三個，可形成平衡、穩(wěn)定的動力傳遞關(guān)系。
[0029]如圖2?3所示，本例的吸附裝置5包括動平臺51、步進(jìn)電機(jī)52、轉(zhuǎn)軸53、連接架54、連接管55和吸盤56，動平臺51與從動臂42的另一端鉸接，步進(jìn)電機(jī)52固定于動平臺51頂面的中心，該步進(jìn)電機(jī)52的輸出軸與轉(zhuǎn)軸53的上端對接，轉(zhuǎn)軸53與動平臺51轉(zhuǎn)動配合，可配置軸承以利于該轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)軸53的下端依次連接連接架54、連接管55和吸盤56，使吸盤56得到足夠的穩(wěn)定的支撐力。在步進(jìn)電機(jī)52的轉(zhuǎn)動帶動下，經(jīng)轉(zhuǎn)軸53、連接架54和連接管55，可驅(qū)使吸盤56轉(zhuǎn)動，從而加強對物品的吸附效果，對連接管55接入外部真空氣源，就可在吸盤56處形成負(fù)壓用于吸附。當(dāng)然也可在吸附裝置5加入接近開關(guān)等感應(yīng)裝置，用于感應(yīng)物品的位置。
[0030]本例的動平臺51為多邊形板，該多邊形板上開有與傳動機(jī)構(gòu)4數(shù)量相等的缺口511，各缺口 511以多邊形板的中心對稱分布，相鄰缺口 511間形成橫向凸起的鉸接部512，從動臂42的另一端與鉸接部512鉸接。在多邊形板上設(shè)置缺口 511并形成鉸接部512的方式，便于從動臂42與動平臺51無干涉、順暢、可靠地鉸接。
[0031]每個傳動機(jī)構(gòu)4的從動臂42為兩個，均呈細(xì)桿狀，兩從動臂42相互間隔，且兩從動臂42的一端與主動臂41另一端兩側(cè)壁球鉸連接，兩從動臂42的另一端分別與鉸接部512的兩側(cè)壁可拆卸地球鉸連接。兩從動臂42夾于鉸接部512兩側(cè)，使動平臺51實現(xiàn)足夠自由度的基礎(chǔ)上，又可得到更可靠、穩(wěn)定的傳動支持。
[0032]為進(jìn)一步同步每個傳動機(jī)構(gòu)4上兩從動臂42的動作，每個傳動機(jī)構(gòu)4還包括張緊機(jī)構(gòu)45，該張緊機(jī)構(gòu)45包括一彈簧451和兩個掛鉤452，彈簧451的兩端分別連接兩掛鉤452的一端，兩掛鉤452的另一端分別與兩從動臂42鉸接。彈簧451可以張緊兩從動臂42，保證兩從動臂42時刻保持平行，使吸附裝置5的得到的移動精度更加精確、可靠。
[0033]為便于裝拆，從動臂42上橫向伸出有掛軸421，掛鉤452的另一端形成勾頭453，該勾頭453勾扣于掛軸421并與掛軸421轉(zhuǎn)動配合。
[0034]本并聯(lián)機(jī)械手還包括用于拍攝的CCD視覺系統(tǒng)(圖中未示出)、以及對該CCD視覺系統(tǒng)所拍攝的圖像進(jìn)行圖像分析處理的工控機(jī)(圖中未示出)，伺服電機(jī)44和步進(jìn)電機(jī)52分別電連接工控機(jī)，以便通過工控機(jī)來控制伺服電機(jī)44和步進(jìn)電機(jī)52的轉(zhuǎn)動；CCD視覺系統(tǒng)包括光源和CCD相機(jī)；光源位于CCD相機(jī)的底端,該CCD相機(jī)還通過一通訊接口與工控機(jī)通信。CCD視覺系統(tǒng)通過CCD相機(jī)的拍照，會配合工控機(jī)內(nèi)部的圖像分析處理軟件檢測出要加工物品的實際外觀信息，然后通過工控機(jī)將該信息與標(biāo)準(zhǔn)物品進(jìn)行分析比對，再根據(jù)自動比對分析結(jié)果決定是否對物品進(jìn)行拾取，如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果在誤差的范圍內(nèi)，那么工控機(jī)就會直接控制對物品進(jìn)行拾取，否則就會跳過該物品，對下一物品進(jìn)行識別加工，從而可以及時發(fā)現(xiàn)需加工物品質(zhì)量的好壞，大大提升了對質(zhì)量的保證，提升了良品率。
[0035]上述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:包括一固定架、一水平板、多個懸垂架、多個傳動機(jī)構(gòu)和一吸附裝置，水平板固定于固定架的頂部，各懸垂架的一端分別固接水平板，各懸垂架的另一端豎直向下伸出，吸附裝置位于懸垂架下方，且各懸垂架以水平板的中心所在的豎直線軸對稱分布；每個傳動機(jī)構(gòu)均包括主動臂、從動臂、減速器和伺服電機(jī)，減速器與懸垂架的下端固接，伺服電機(jī)的輸出軸經(jīng)減速器對接主動臂的一端，主動臂的另一端與從動臂的一端鉸接，從動臂的另一端與吸附裝置鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:所述吸附裝置包括動平臺、步進(jìn)電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、連接架、連接管和吸盤，動平臺與從動臂的另一端鉸接，步進(jìn)電機(jī)固定于動平臺頂面的中心，該步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)軸的上端對接，轉(zhuǎn)軸與動平臺轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)軸的下端依次連接連接架、連接管和吸盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:所述動平臺為多邊形板，該多邊形板上開有與傳動機(jī)構(gòu)數(shù)量相等的缺口，各缺口以多邊形板的中心對稱分布，相鄰缺口間形成橫向凸起的鉸接部，所述從動臂的另一端與鉸接部鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:每個所述傳動機(jī)構(gòu)的從動臂為兩個，兩從動臂相互間隔，且兩從動臂的一端與主動臂另一端兩側(cè)壁球鉸連接，兩從動臂的另一端分別與所述鉸接部的兩側(cè)壁可拆卸地球鉸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:每個所述傳動機(jī)構(gòu)還包括張緊機(jī)構(gòu)，該張緊機(jī)構(gòu)包括一彈簧和兩個掛鉤，彈簧的兩端分別連接兩掛鉤的一端，兩掛鉤的另一端分別與兩從動臂鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:所述從動臂上橫向伸出有掛軸，所述掛鉤的另一端形成勾頭，該勾頭勾扣于掛軸并與掛軸轉(zhuǎn)動配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項所述的并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:所述并聯(lián)機(jī)械手還包括用于拍攝的CCD視覺系統(tǒng)、以及對該CCD視覺系統(tǒng)所拍攝的圖像進(jìn)行圖像分析處理的工控機(jī)，所述伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)分別電連接工控機(jī)；所述CCD視覺系統(tǒng)包括光源和CCD相機(jī)；所述光源位于CXD相機(jī)的底端，該CXD相機(jī)還通過一通訊接口與所述工控機(jī)通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項所述的并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:所述固定架為一立起的長方體框架，水平板、懸垂架、傳動機(jī)構(gòu)和吸附裝置均位于該長方體框架內(nèi)。
【文檔編號】B25J9/00GK104191427SQ201410419833
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】雷萬春, 張欽炎, 蔣幸福, 張栩俊 申請人:深圳大宇精雕科技有限公司