一種柱坐標(biāo)系浮動(dòng)導(dǎo)桿與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種柱坐標(biāo)系浮動(dòng)導(dǎo)桿與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手。
[0002]【背景技術(shù)】:
在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，各種機(jī)械手已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。機(jī)械手在生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線上用于物料的搬運(yùn)和換位，多數(shù)情況下機(jī)械手都是多軸的，其運(yùn)動(dòng)方式一般是復(fù)雜的三維動(dòng)作。目前的機(jī)械手一般是由多個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)軸構(gòu)成多自由度的復(fù)雜機(jī)械手，一般采用2個(gè)以上的電機(jī)才能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維運(yùn)動(dòng)。這種機(jī)械手一般采用多軸聯(lián)動(dòng)的復(fù)雜驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，因而存在運(yùn)轉(zhuǎn)速度慢、抗干擾能力差、工作可靠性差、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，因而在中低端設(shè)備上難以得到普及應(yīng)用。
[0003]因此，確有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)速度高、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、通用性強(qiáng)且成本經(jīng)濟(jì)的柱坐標(biāo)系浮動(dòng)導(dǎo)桿與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案有:一種柱坐標(biāo)系浮動(dòng)導(dǎo)桿與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，包括機(jī)座、電機(jī)、旋轉(zhuǎn)臂、弧形導(dǎo)軌、左限位頂桿、右限位頂桿、驅(qū)動(dòng)滑塊、Z軸導(dǎo)桿、Z軸滑塊、Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿、柱面導(dǎo)板、浮動(dòng)導(dǎo)筒、浮動(dòng)導(dǎo)桿、浮動(dòng)桿左端板、浮動(dòng)桿右端板、R軸底座板、R軸滑套、R軸主導(dǎo)桿、R軸副導(dǎo)桿、R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿、R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板、R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿、R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板和夾具，所述弧形導(dǎo)軌固定于機(jī)座上，驅(qū)動(dòng)滑塊滑動(dòng)設(shè)于弧形導(dǎo)軌上，電機(jī)的輸出軸通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂與驅(qū)動(dòng)滑塊相連，左限位頂桿和右限位頂桿分別設(shè)于驅(qū)動(dòng)滑塊兩側(cè);浮動(dòng)導(dǎo)筒與驅(qū)動(dòng)滑塊固定連接，浮動(dòng)導(dǎo)桿可滑動(dòng)地穿接于浮動(dòng)導(dǎo)筒中，浮動(dòng)桿左端板和浮動(dòng)桿右端板分別固定于浮動(dòng)導(dǎo)桿的左右兩端，R軸底座板固定連接于浮動(dòng)桿左端板和浮動(dòng)桿右端板之間，R軸滑套設(shè)于R軸底座板上，R軸主導(dǎo)桿和R軸副導(dǎo)桿可滑動(dòng)地穿接于R軸滑套上;柱面導(dǎo)板固定連接于機(jī)座上，柱面導(dǎo)板上設(shè)計(jì)有柱面導(dǎo)槽，Z軸導(dǎo)桿固定連接于滑塊轉(zhuǎn)接板上，Z軸滑塊滑動(dòng)設(shè)于Z軸導(dǎo)桿上，Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿固定連接于Z軸滑塊上，且Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿一端滑動(dòng)設(shè)于柱面導(dǎo)板的柱面導(dǎo)槽中;R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿和R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿分別設(shè)于浮動(dòng)桿左端板和浮動(dòng)桿右端板上，R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板和R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板均固定于R軸主導(dǎo)桿上，夾具固定連接于R軸主導(dǎo)桿的上端。
[0006]進(jìn)一步地，所述浮動(dòng)導(dǎo)桿上且位于浮動(dòng)導(dǎo)筒的兩側(cè)分別套設(shè)有浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧。
[0007]進(jìn)一步地，所述R軸副導(dǎo)桿上套設(shè)有R軸復(fù)位彈簧。
[0008]本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明只采用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，降低了機(jī)械手的復(fù)雜度，使得機(jī)械手的控制變得簡(jiǎn)單，整機(jī)成本得到降低，并且使得機(jī)械手的控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，同時(shí)由于機(jī)械手的控制系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，使得機(jī)械手的抗干擾性能和可靠性得到大幅提高。
[0009]【附圖說(shuō)明】:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2為本發(fā)明局部剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0011]其中
1-機(jī)座，2-電機(jī)，3-旋轉(zhuǎn)臂，4-弧形導(dǎo)軌，5-左限位座，6-左限位頂桿，7-導(dǎo)輪a，8-右限位座，9-右限位頂桿，10-導(dǎo)輪b，11-驅(qū)動(dòng)滑塊，12-滑塊轉(zhuǎn)接板，13-Z軸導(dǎo)桿，14-Z軸滑塊，15-Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿，16-柱面導(dǎo)板，17-柱面導(dǎo)槽，18-浮動(dòng)導(dǎo)筒，19-浮動(dòng)導(dǎo)桿，20-浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧，21-浮動(dòng)桿左端板，22-浮動(dòng)桿右端板，23-R軸底座板，24-R軸滑套，25-R軸主導(dǎo)桿，26-R軸副導(dǎo)桿，27-R軸復(fù)位彈簧，28-R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿，29-導(dǎo)輪c，30-R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板，31-R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿，32-導(dǎo)輪d，33-R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板，101-夾具。
[0012]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0013]如圖1和圖2，本發(fā)明一種柱坐標(biāo)系浮動(dòng)導(dǎo)桿與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，包括弧形導(dǎo)軌4，弧形導(dǎo)軌4固定于機(jī)座1上，驅(qū)動(dòng)滑塊11可滑動(dòng)地設(shè)于弧形導(dǎo)軌4上，電機(jī)2的輸出軸通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂3與驅(qū)動(dòng)滑塊11相連并驅(qū)動(dòng)其沿弧形導(dǎo)軌4運(yùn)動(dòng)。左限位座5和右限位座8分別安裝于驅(qū)動(dòng)滑塊11兩側(cè)的弧形導(dǎo)軌4上，左限位頂桿6和右限位頂桿9分設(shè)于左限位座5和右限位座8上，導(dǎo)輪a7和導(dǎo)輪blO分別設(shè)于左限位頂桿6和右限位頂桿9的頂端。
[0014]浮動(dòng)導(dǎo)筒18通過(guò)滑塊轉(zhuǎn)接板12與驅(qū)動(dòng)滑塊11固定連接，浮動(dòng)導(dǎo)桿19可滑動(dòng)地穿接于浮動(dòng)導(dǎo)筒18中，浮動(dòng)桿左端板21和浮動(dòng)桿右端板22分別固定于浮動(dòng)導(dǎo)桿19的左右兩端，浮動(dòng)導(dǎo)桿19上且位于浮動(dòng)導(dǎo)筒18的兩側(cè)分別套設(shè)有浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧20，左段浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧20的兩端支撐于浮動(dòng)導(dǎo)筒18和浮動(dòng)桿左端板21上，右段浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧20的兩端支撐于浮動(dòng)導(dǎo)筒18和浮動(dòng)桿右端板22上。
[0015]R軸底座板23的兩端分別固定連接于浮動(dòng)桿左端板21和浮動(dòng)桿右端板22上，R軸滑套24設(shè)于R軸底座板23上，R軸主導(dǎo)桿25和R軸副導(dǎo)桿26可滑動(dòng)地穿接于R軸滑套24中，R軸副導(dǎo)桿26上套設(shè)有R軸復(fù)位彈簧27，R軸復(fù)位彈簧27的兩端分別支撐于R軸滑套24和R軸主導(dǎo)桿25上。
[0016]柱面導(dǎo)板16固定連接于機(jī)座1上，柱面導(dǎo)板16上設(shè)計(jì)有柱面導(dǎo)槽17;Z軸導(dǎo)桿13固定連接于滑塊轉(zhuǎn)接板12上，Z軸滑塊14可滑動(dòng)地安裝于Z軸導(dǎo)桿13上，Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿15固定連接于Z軸滑塊14上，且Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿15可滑動(dòng)地穿設(shè)于柱面導(dǎo)板16的柱面導(dǎo)槽17中。
[0017]R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿28和R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿31分別設(shè)于浮動(dòng)桿左端板21和浮動(dòng)桿右端板22上，導(dǎo)輪c29和導(dǎo)輪d32分別設(shè)于R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿28和R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿31上。R軸主導(dǎo)桿25下端兩側(cè)分別設(shè)有R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板30和R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板33，R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板30和R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板33分別對(duì)應(yīng)位于R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿28—側(cè)和R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿31—側(cè)。夾具101安裝于R軸主導(dǎo)桿25的端部。
[0018]當(dāng)電機(jī)2通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂3帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑塊11沿弧形導(dǎo)軌4運(yùn)動(dòng)時(shí)，在各軸引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和復(fù)位彈簧的作用下，機(jī)械手的夾具可以實(shí)現(xiàn)柱坐標(biāo)系三維空間的多軸梯次銜接或復(fù)合運(yùn)動(dòng)。
[0019]以驅(qū)動(dòng)滑塊11沿弧形導(dǎo)軌4向左運(yùn)動(dòng)為例說(shuō)明如下:
當(dāng)電機(jī)2通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂3帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑塊11沿弧形導(dǎo)軌4向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊轉(zhuǎn)接板12上固定連接的Z軸導(dǎo)桿13也隨同帶動(dòng)Z軸滑塊14向左運(yùn)動(dòng)，固定連接在Z軸滑塊14上的Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿15在柱面導(dǎo)板16上的柱面導(dǎo)槽17引導(dǎo)下按照設(shè)計(jì)的Θ-Ζ函數(shù)曲線軌跡在柱面導(dǎo)槽17內(nèi)運(yùn)動(dòng)，因而滑塊轉(zhuǎn)接板12上固定連接的浮動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與夾具101也隨同在Θ-Ζ平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。隨著驅(qū)動(dòng)滑塊11帶動(dòng)浮動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)浮動(dòng)桿左端板21與左限位頂桿6的導(dǎo)輪a7接觸時(shí)，機(jī)械手的夾具101停止向左運(yùn)動(dòng)。此后隨著驅(qū)動(dòng)滑塊11帶動(dòng)浮動(dòng)導(dǎo)筒18繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，左側(cè)的浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧20被壓縮，直到R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿28的導(dǎo)輪c29與R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板30接觸。此后隨著驅(qū)動(dòng)滑塊11繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，R軸主導(dǎo)桿25和R軸副導(dǎo)桿26在R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板30與導(dǎo)輪c29的引導(dǎo)下沿R軸滑套24運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中機(jī)械手的夾具101也隨同R軸主導(dǎo)桿25作R軸運(yùn)動(dòng)。上述解釋了機(jī)械手的夾具Θ-Ζ-R軸的順序做梯次銜接或復(fù)合運(yùn)動(dòng)。
[0020]接下來(lái)，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑塊11沿弧形導(dǎo)軌4向右作回復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在各軸引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和復(fù)位彈簧的作用下，機(jī)械手的夾具將按R-Ζ-θ軸的反向順序做梯次銜接或復(fù)合運(yùn)動(dòng)，直到浮動(dòng)導(dǎo)桿19回到浮動(dòng)導(dǎo)筒18的中心位置。
[0021]當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑塊11沿弧形導(dǎo)軌4向右運(yùn)動(dòng)及回復(fù)時(shí)，機(jī)械手的夾具101的運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程與前述類似。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柱坐標(biāo)系浮動(dòng)導(dǎo)桿與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，其特征在于:包括機(jī)座(1)、電機(jī)(2)、旋轉(zhuǎn)臂(3)、弧形導(dǎo)軌(4)、左限位頂桿(6)、右限位頂桿(9)、驅(qū)動(dòng)滑塊(11)、Z軸導(dǎo)桿(13)、Z軸滑塊(14)、Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿(15)、柱面導(dǎo)板(16)、浮動(dòng)導(dǎo)筒(18)、浮動(dòng)導(dǎo)桿(19)、浮動(dòng)桿左端板(21)、浮動(dòng)桿右端板(22)、R軸底座板(23)、R軸滑套(24)、R軸主導(dǎo)桿(25)、R軸副導(dǎo)桿(26)、R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿(28)、R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板(30)、R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿(31)、R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板(33)和夾具(101)，所述弧形導(dǎo)軌(4)固定于機(jī)座(1)上，驅(qū)動(dòng)滑塊(11)滑動(dòng)設(shè)于弧形導(dǎo)軌(4)上，電機(jī)(2)的輸出軸通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂(3)與驅(qū)動(dòng)滑塊(11)相連，左限位頂桿(6)和右限位頂桿(9)分別設(shè)于驅(qū)動(dòng)滑塊(11)兩側(cè);浮動(dòng)導(dǎo)筒(18)與驅(qū)動(dòng)滑塊(11)固定連接，浮動(dòng)導(dǎo)桿(19)滑動(dòng)穿接于浮動(dòng)導(dǎo)筒(18)中，浮動(dòng)桿左端板(21)和浮動(dòng)桿右端板(22)分別固定于浮動(dòng)導(dǎo)桿(19)的左右兩端，R軸底座板(23)固定連接于浮動(dòng)桿左端板(21)和浮動(dòng)桿右端板(22)之間，R軸滑套(24)設(shè)于R軸底座板(23)上，R軸主導(dǎo)桿(25)和R軸副導(dǎo)桿(26)滑動(dòng)設(shè)于R軸滑套(24)上；柱面導(dǎo)板(16)固定連接于機(jī)座(1)上，柱面導(dǎo)板(16)上設(shè)計(jì)有柱面導(dǎo)槽(17)，Z軸導(dǎo)桿(13)固定連接于滑塊轉(zhuǎn)接板(12)上，Z軸滑塊(14)滑動(dòng)設(shè)于Z軸導(dǎo)桿(13)上，Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿(15)固定連接于Z軸滑塊(14)上，且Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿(15)—端滑動(dòng)設(shè)于柱面導(dǎo)板(16)的柱面導(dǎo)槽(17)中；R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿(28)和R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿(31)分別設(shè)于浮動(dòng)桿左端板(21)和浮動(dòng)桿右端板(22)上，R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板(30)和R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板(33)均固定于R軸主導(dǎo)桿(25)上，夾具(101)固定連接于R軸主導(dǎo)桿(25)的上端。2.如權(quán)利要求1所述的柱坐標(biāo)系浮動(dòng)導(dǎo)桿與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，其特征在于:所述浮動(dòng)導(dǎo)桿(19)上且位于浮動(dòng)導(dǎo)筒(18)的兩側(cè)分別套設(shè)有浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧(20)。3.如權(quán)利要求1所述的柱坐標(biāo)系浮動(dòng)導(dǎo)桿與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，其特征在于:所述R軸副導(dǎo)桿(26)上套設(shè)有R軸復(fù)位彈簧(27)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柱坐標(biāo)系浮動(dòng)導(dǎo)桿與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，本發(fā)明中的左/右限位頂桿分別設(shè)于驅(qū)動(dòng)滑塊兩側(cè)；浮動(dòng)導(dǎo)筒與驅(qū)動(dòng)滑塊相連，浮動(dòng)導(dǎo)桿滑動(dòng)設(shè)于浮動(dòng)導(dǎo)筒中，浮動(dòng)桿左/右端板分別設(shè)于浮動(dòng)導(dǎo)桿兩端，R軸滑套設(shè)于R軸底座板上，R軸主/副導(dǎo)桿滑動(dòng)設(shè)于R軸滑套上；柱面導(dǎo)板固定連接于機(jī)座上，柱面導(dǎo)板上設(shè)計(jì)有柱面導(dǎo)槽，Z軸導(dǎo)桿固定于滑塊轉(zhuǎn)接板上，Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿固定連接于Z軸滑塊上且滑動(dòng)設(shè)于柱面導(dǎo)槽中；R軸驅(qū)動(dòng)左/右頂桿分別設(shè)于浮動(dòng)桿左/右端板上，R軸驅(qū)動(dòng)左/右導(dǎo)板均固定于R軸主導(dǎo)桿上，夾具固定連接于R軸主導(dǎo)桿上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)速度高、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高。
【IPC分類】B25J9/04
【公開號(hào)】CN105437222
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610012803
【發(fā)明人】白順科, 彭復(fù)明, 楊靜麗
【申請(qǐng)人】南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2016年1月11日