本發(fā)明涉及新型菱形柔性機(jī)械手。

背景技術(shù)：

機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置，機(jī)械手被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線。在微型組裝、貼裝或插件生產(chǎn)線上，需要使用輕巧、靈活的機(jī)械手。但現(xiàn)有的機(jī)械手結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械手在運(yùn)行時(shí)運(yùn)動(dòng)盲區(qū)較大，導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低；運(yùn)行精度低，導(dǎo)致生產(chǎn)不合格率高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、輕巧靈活、運(yùn)動(dòng)盲區(qū)小和運(yùn)行精度高的新型菱形柔性機(jī)械手。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括安裝主體、第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂，所述安裝主體上設(shè)置有均與所述第一機(jī)械臂和所述第二機(jī)械臂相配合的驅(qū)動(dòng)裝置，所述第一機(jī)械臂一端鉸接有第三機(jī)械臂，所述第二機(jī)械臂一端鉸接有第四機(jī)械臂，所述第三機(jī)械臂的另一端和所述第四機(jī)械臂的另一端通過夾爪軸點(diǎn)相鉸接，所述夾爪軸點(diǎn)上連接有旋轉(zhuǎn)夾爪組件。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與所述第一機(jī)械臂相旋轉(zhuǎn)配合，所述第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與所述第二機(jī)械臂相旋轉(zhuǎn)配合。

進(jìn)一步地，所述第一機(jī)械臂與所述第二機(jī)械臂的張合角度范圍為0度至180度，所述安裝主體上設(shè)置有均與所述第一機(jī)械臂與所述第二機(jī)械臂相配合的角度限制轉(zhuǎn)板。

進(jìn)一步地，所述第一機(jī)械臂與所述第二機(jī)械臂的可旋轉(zhuǎn)角度范圍均為0度至360度。

進(jìn)一步地，所述第一機(jī)械臂和所述第二機(jī)械臂的臂長相等，所述第三機(jī)械臂和所述第四機(jī)械臂的臂長相等。

進(jìn)一步地，所述安裝主體的后部設(shè)置有連接固定機(jī)構(gòu)，所述連接固定機(jī)構(gòu)包括連接套和弧形固定座，所述弧形固定座與所述安裝主體相連接，所述連接套與所述弧形固定座的弧面結(jié)構(gòu)相配合連接。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)夾爪組件包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和夾爪，所述夾爪的上端設(shè)置有與所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)相配合的旋轉(zhuǎn)塊，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述旋轉(zhuǎn)塊可以但不限于通過鏈條或同步帶相配合。

進(jìn)一步地，所述第一機(jī)械臂與所述第三機(jī)械臂的臂長相等。

進(jìn)一步地，所述安裝主體內(nèi)部設(shè)置有與所述驅(qū)動(dòng)裝置相配合的z軸位移裝置。

進(jìn)一步地，所述第一機(jī)械臂、所述第二機(jī)械臂、所述第三機(jī)械臂和所述第四機(jī)械臂均包括臂部外殼，所述臂部外殼內(nèi)部設(shè)置有儲(chǔ)藏腔。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過驅(qū)動(dòng)裝置分別驅(qū)動(dòng)控制第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過第一機(jī)械臂帶動(dòng)第三機(jī)械臂，第二機(jī)械臂帶動(dòng)第四機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，使得本發(fā)明的機(jī)械手夾爪--旋轉(zhuǎn)夾爪組件可以自由活動(dòng)到特定的位置，從而體現(xiàn)出本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、輕巧靈活、運(yùn)動(dòng)盲區(qū)小和運(yùn)行精度高的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的仰視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖2所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式是：本發(fā)明包括安裝主體1、第一機(jī)械臂2和第二機(jī)械臂3，所述安裝主體1的外型為箱體結(jié)構(gòu)，所述安裝主體1的內(nèi)部設(shè)置有供本發(fā)明的操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和其它機(jī)械零部件放置的空腔，本發(fā)明的電路和控制部分藏于所述安裝主體1的空腔內(nèi)部，使得本發(fā)明既能適用于無塵車間的環(huán)境也能適用于惡劣的環(huán)境；所述安裝主體1的底部設(shè)置有底板14，所述底板14的上方固定設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置位于所述安裝主體1的空腔的內(nèi)部；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和所述第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)并列設(shè)置在所述底板14上；所述第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與所述第一機(jī)械臂2的始端相旋轉(zhuǎn)配合，所述第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與所述第二機(jī)械臂3的始端相旋轉(zhuǎn)配合，所述第一機(jī)械臂2和所述第二機(jī)械臂3均位于所述底板14的下端，所述第一機(jī)械臂2的始端和所述第二機(jī)械臂3的始端相鉸接，該鉸接點(diǎn)位于所述安裝主體1的重心的正下方；所述第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和所述第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)均為現(xiàn)有的伺服馬達(dá)，它們均具有精度高、重量輕、響應(yīng)快、慣量小和力矩穩(wěn)定的特點(diǎn)。所述第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和所述第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)分別直接驅(qū)動(dòng)所述第一機(jī)械臂2與第二機(jī)械臂3進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，使得兩個(gè)機(jī)械臂互不干擾，協(xié)同合作，保證運(yùn)行效率。

在本具體實(shí)施例中，所述第一機(jī)械臂2的末端鉸接有第三機(jī)械臂4，所述第二機(jī)械臂3的末端鉸接有第四機(jī)械臂5，所述第三機(jī)械臂4的末端和所述第四機(jī)械臂5的末端通過夾爪軸點(diǎn)6相鉸接，所述夾爪軸點(diǎn)6的下端連接有旋轉(zhuǎn)夾爪組件7。所述第一機(jī)械臂2、所述第二機(jī)械臂3、所述第三機(jī)械臂4和所述第四機(jī)械臂5共同構(gòu)成一個(gè)四邊形機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，四條機(jī)械臂相應(yīng)的高度、寬度均相等；所述驅(qū)動(dòng)裝置位于四邊形的一個(gè)頂點(diǎn)上，而所述夾爪軸點(diǎn)6位于四邊形的另一個(gè)頂點(diǎn)上，且兩個(gè)頂點(diǎn)相對；根據(jù)四邊形的運(yùn)動(dòng)原理，可以知道，當(dāng)所述第一機(jī)械臂2和所述第二機(jī)械臂3分別被所述驅(qū)動(dòng)裝置控制而發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述第三機(jī)械臂4和所述第四機(jī)械臂5被帶動(dòng)從而使得所述夾爪軸點(diǎn)6可以精確地運(yùn)動(dòng)到特定的位置，而所述夾爪軸點(diǎn)6的下端連接有機(jī)械手夾爪--旋轉(zhuǎn)夾爪組件7，故而，所述旋轉(zhuǎn)夾爪組件7即可隨著所述夾爪軸點(diǎn)6的軌跡而運(yùn)動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)夾爪12的可運(yùn)行范圍大。另一方面，四條機(jī)械臂使用復(fù)合材料制成，運(yùn)行時(shí)沒有大的慣性力，它們?yōu)橐苿?dòng)的零件提供了較輕的重量與極高的速度，且機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)小，提高了本發(fā)明的運(yùn)行精度。通過將機(jī)械臂設(shè)計(jì)成四邊形的形狀可以使得本發(fā)明既具有結(jié)構(gòu)簡單、控制成本低和運(yùn)動(dòng)過程簡單的特點(diǎn)，又由于機(jī)械臂之間連接緊密合理，各機(jī)械臂僅在鉸接處相連接故而相對摩擦小，使得本發(fā)明運(yùn)行更高效，精度更高。

在本具體實(shí)施例中，所述第一機(jī)械臂2與所述第二機(jī)械臂3的張合角度范圍為0度至180度，所述安裝主體1上設(shè)置有均與所述第一機(jī)械臂2與所述第二機(jī)械臂3相配合的角度限制轉(zhuǎn)板8，所述角度限制轉(zhuǎn)板8與所述底板14在中部處相鉸接，所述角度限制轉(zhuǎn)板8上設(shè)置有角度為180度的弧形凹槽15，所述第一機(jī)械臂2的始端和所述第二機(jī)械臂3的始端均設(shè)置有與所述弧形凹槽15相適配的凸塊。所述第一機(jī)械臂2與所述第二機(jī)械臂3由于具有0度至180度的張合角度，故而體現(xiàn)形成四邊形的四條機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)范圍大；另一方面，通過設(shè)置所述角度限制轉(zhuǎn)板8，可以保證所述第一機(jī)械臂2和所述第二機(jī)械臂3的最大張角為180度，保證機(jī)械臂運(yùn)行的合理性。

在本具體實(shí)施例中，所述第一機(jī)械臂2與所述第二機(jī)械臂3的可旋轉(zhuǎn)角度范圍均為0度至360度。所述第一機(jī)械臂2與所述第二機(jī)械臂3均可以在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行圓周旋轉(zhuǎn)，故而本發(fā)明的機(jī)械臂運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行盲區(qū)小。

在本具體實(shí)施例中，所述第一機(jī)械臂2和所述第二機(jī)械臂3的臂長相等，所述第三機(jī)械臂4和所述第四機(jī)械臂5的臂長相等。這樣設(shè)計(jì)可以使得本發(fā)明中的機(jī)械臂的控制系統(tǒng)更為簡單，同時(shí)又能保證運(yùn)行的高效性。

在本具體實(shí)施例中，所述安裝主體1的后部固定設(shè)置有連接固定機(jī)構(gòu)9，所述連接固定機(jī)構(gòu)9用于將所述安裝主體1固定到外部設(shè)備上，或是墻體上；所述連接固定機(jī)構(gòu)9包括連接套10和弧形固定座11，所述弧形固定座11與所述安裝主體1相連接并固定在所述安裝主體1的后部；所述連接套10為本發(fā)明與外部設(shè)備或墻體直接相連接的零部件；所述弧形固定座11的弧面結(jié)構(gòu)上設(shè)置有弧形滑槽，所述連接套10與所述弧形固定座11的弧面結(jié)構(gòu)上的所述弧形滑槽相滑動(dòng)配合連接，通過弧形滑槽可以控制所述連接套10的連接角度，適應(yīng)不同的環(huán)境。

在本具體實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)夾爪組件7包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和夾爪12，所述夾爪12的上端設(shè)置有與所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)相配合的旋轉(zhuǎn)塊13，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述旋轉(zhuǎn)塊13可以但不限于通過鏈條或同步帶相配合。所述旋轉(zhuǎn)塊13帶動(dòng)所述夾爪12進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，故而本發(fā)明可以通過所述夾爪12快速實(shí)現(xiàn)對夾取對象的旋轉(zhuǎn)操作。另一方面，所述旋轉(zhuǎn)夾爪組件7為模塊化設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行針對不同的夾取對象而進(jìn)行更換改變夾爪的型號(hào)，從而適應(yīng)不同的場合。

在本具體實(shí)施例中，在所述所述第一機(jī)械臂2和所述第二機(jī)械臂3的臂長相等的情況下，將所述第一機(jī)械臂2與所述第三機(jī)械臂4設(shè)計(jì)為臂長相等，所述第二機(jī)械臂3與所述第四機(jī)械臂5的臂長相等，故而，由四條機(jī)械臂組成的四邊形為菱形；設(shè)計(jì)菱形的結(jié)構(gòu)，不僅外形美觀，而且受力均勻，使得控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用更為簡單；另外，將四條機(jī)械臂設(shè)計(jì)為臂長相等，即各機(jī)械臂規(guī)格相同，這有利于批量化生產(chǎn)。

在本具體實(shí)施例中，所述安裝主體1內(nèi)部設(shè)置有與所述驅(qū)動(dòng)裝置相配合的z軸位移裝置。所述z軸位移裝置為現(xiàn)有技術(shù)，可以控制整個(gè)四邊形機(jī)械臂結(jié)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)這種z軸運(yùn)動(dòng)為本領(lǐng)域人員所熟知的實(shí)施方式，故不再描述。

在本具體實(shí)施例中，所述第一機(jī)械臂2、所述第二機(jī)械臂3、所述第三機(jī)械臂4和所述第四機(jī)械臂5均包括臂部外殼，所述臂部外殼為長條方型的外殼，所述臂部外殼可以增強(qiáng)各機(jī)械臂的剛性和強(qiáng)度；另外，所述臂部外殼的內(nèi)部設(shè)置有儲(chǔ)藏腔，部分控制電路可以設(shè)置于所述臂部外殼內(nèi)，而不露出在本發(fā)明的表面外部，從而提高本發(fā)明的外觀美感。

四邊形機(jī)械臂結(jié)構(gòu)在所述第一機(jī)械臂2和所述第二機(jī)械臂3可以進(jìn)行360度圓周旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)下，配合所述z軸位移裝置的z軸軸向的位移，使得所述夾爪12的運(yùn)動(dòng)范圍大，運(yùn)動(dòng)盲區(qū)小，運(yùn)動(dòng)盲區(qū)僅為半徑為兩倍機(jī)械臂寬度的圓柱型區(qū)域。

本發(fā)明的四邊形機(jī)械臂具有纖細(xì)、精密、輕量、簡單、緊湊及低成本的特點(diǎn),本發(fā)明無需配套笨重的機(jī)器人支架及底座,與傳統(tǒng)機(jī)器人尺寸相比有較大的有效載荷。

本發(fā)明可用于機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域。