一種柱坐標系花鍵導軸與柱面導槽式機械手的制作方法
【專利說明】
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種柱坐標系花鍵導軸與柱面導槽式機械手。
[0002]【背景技術(shù)】:
在工業(yè)自動化領(lǐng)域，各種機械手已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。機械手在生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線上用于物料的搬運和換位，多數(shù)情況下機械手都是多軸的，其運動方式一般是復雜的三維動作。目前的機械手一般是由多個獨立驅(qū)動軸構(gòu)成多自由度的復雜機械手，一般采用2個以上的電機才能實現(xiàn)復雜的三維運動。這種機械手一般采用多軸聯(lián)動的復雜驅(qū)動控制系統(tǒng)，因而存在運轉(zhuǎn)速度慢、抗干擾能力差、工作可靠性差、價格昂貴等缺點，因而在中低端設(shè)備上難以得到普及應(yīng)用。
[0003]因此，確有必要對現(xiàn)有技術(shù)進行改進以解決現(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)簡單、運轉(zhuǎn)速度高、抗干擾能力強、可靠性高、通用性強且成本經(jīng)濟的柱坐標系花鍵導軸與柱面導槽式機械手。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案有:一種柱坐標系花鍵導軸與柱面導槽式機械手，包括機座、電機、花鍵導軸、花鍵軸套、旋轉(zhuǎn)臂、Z軸驅(qū)動銷桿、柱面導板、左限位頂桿、右限位頂桿、浮動導筒、浮動導桿、浮動桿左端板、浮動桿右端板、R軸底座板、R軸滑套、R軸主導桿、R軸副導桿、R軸復位彈簧、R軸驅(qū)動左頂桿、R軸驅(qū)動左導板、R軸驅(qū)動右頂桿、R軸驅(qū)動右導板和夾具，所述電機和柱面導板固定于機座上，且電機的輸出軸與花鍵導軸固定連接，花鍵軸套套設(shè)于花鍵導軸上，花鍵軸套通過旋轉(zhuǎn)臂與Z軸驅(qū)動銷桿固定連接，柱面導板上設(shè)計有柱面導槽，Z軸驅(qū)動銷桿穿設(shè)于柱面導槽中；左限位頂桿和右限位頂桿分設(shè)于柱面導板的左右兩端，浮動導筒固定連接于Z軸驅(qū)動銷桿上，浮動導桿滑動穿接于浮動導筒中，浮動桿左端板和浮動桿右端板分別固定于浮動導桿的左右兩端;R軸底座板固定連接于浮動桿左端板和浮動桿右端板之間，R軸滑套設(shè)于R軸底座板上，R軸主導桿和R軸副導桿滑動設(shè)接于R軸滑套中；R軸驅(qū)動左頂桿和R軸驅(qū)動右頂桿分別設(shè)于浮動桿左端板和浮動桿右端板上，R軸驅(qū)動左導板和R軸驅(qū)動右導板均設(shè)于R軸主導桿的下端，夾具固定連接于R軸主導桿的上端。
[0006]進一步地，所述浮動導桿上且位于浮動導筒的兩側(cè)分別套設(shè)有浮動桿復位彈簧。
[0007]進一步地，所述R軸副導桿上套設(shè)有R軸復位彈簧，且R軸復位彈簧的兩端分別支撐于R軸滑套上和R軸主導桿上。
[0008]本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明只采用一個電機驅(qū)動，降低了機械手的復雜度，使得機械手的控制變得簡單，整機成本得到降低，并且使得機械手的控制系統(tǒng)程序設(shè)計大大簡化，同時由于機械手的控制系統(tǒng)得到簡化，使得機械手的抗干擾性能和可靠性得到大幅提高。
[0009]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2為本發(fā)明局部剖視圖。
[0011]其中 1-機座，2-電機，3-花鍵導軸，4-花鍵軸套，5-旋轉(zhuǎn)臂，6-Z軸驅(qū)動銷桿，7-柱面導板，8-柱面導槽，9-左限位頂桿，10-導輪a，11-右限位頂桿，12-導輪b，13-浮動導筒，14-浮動導桿，15-浮動桿復位彈簧，16-浮動桿左端板，17-浮動桿右端板，18-R軸底座板，19-R軸滑套，20-R軸主導桿，21-R軸副導桿，22-R軸復位彈簧，23-R軸驅(qū)動左頂桿，24-導輪c，25-R軸驅(qū)動左導板，26-R軸驅(qū)動右頂桿，27-導輪d，28-R軸驅(qū)動右導板，101-夾具。
[0012]【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0013]如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種柱坐標系花鍵導軸與柱面導槽式機械手，具有電機2和柱面導板7，電機2和柱面導板7固定于機座1上，電機2的輸出軸與花鍵導軸3固定連接。花鍵軸套4套設(shè)于花鍵導軸3上，且花鍵軸套4可沿花鍵導軸3的軸向方向滑動，花鍵軸套4通過旋轉(zhuǎn)臂5與Z軸驅(qū)動銷桿6固定連接。柱面導板7上設(shè)計有柱面導槽8，Z軸驅(qū)動銷桿6穿設(shè)于柱面導板7上的柱面導槽8中。左限位頂桿9和右限位頂桿11分設(shè)于柱面導板7的左右兩端，導輪alO和導輪bl2分別設(shè)于左限位頂桿9和右限位頂桿11的頂端。
[0014]浮動導筒13固定連接于Z軸驅(qū)動銷桿6上，浮動導桿14滑動穿接于浮動導筒13中，浮動桿左端板16和浮動桿右端板17分別固定于浮動導桿14的左右兩端，浮動導桿14上且位于浮動導筒13的兩側(cè)分別套設(shè)有浮動桿復位彈簧15，左側(cè)浮動桿復位彈簧15的兩端支撐于浮動導筒13上和浮動桿左端板16上，右側(cè)浮動桿復位彈簧15的兩端支撐于浮動導筒13上和浮動桿右端板17上。
[0015]R軸底座板18的兩端分別固定連接于浮動桿左端板16上和浮動桿右端板17上，R軸滑套19設(shè)于R軸底座板18上，R軸主導桿20和R軸副導桿21均滑動穿接于R軸滑套19中，R軸副導桿21上套設(shè)有R軸復位彈簧22，且R軸復位彈簧22的兩端分別支撐于R軸滑套19上和R軸主導桿20上。R軸驅(qū)動左頂桿23和R軸驅(qū)動右頂桿26分別設(shè)于浮動桿左端板16和浮動桿右端板17上，導輪c24和導輪d27分別設(shè)于R軸驅(qū)動左頂桿23和R軸驅(qū)動右頂桿26 ;R軸主導桿20下端兩側(cè)分別設(shè)有R軸驅(qū)動左導板25和R軸驅(qū)動右導板28。夾具101安裝于R軸主導桿20的端部。
[0016]當電機2通過花鍵導軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動Z軸驅(qū)動銷桿6沿柱面導板7上的柱面導槽8運動時，在各軸引導機構(gòu)和復位彈簧的作用下，機械手的夾具可以實現(xiàn)柱坐標系三維空間的多軸梯次銜接或復合運動。
[0017]以Z軸驅(qū)動銷桿6沿柱面導板7上的柱面導槽8向左運動為例說明如下:
當電機3通過花鍵導軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動Z軸驅(qū)動銷桿6沿柱面導板7上的柱面導槽8向左運動時，固定連接在旋轉(zhuǎn)臂5上的Z軸驅(qū)動銷桿6在柱面導板7上的柱面導槽8引導下按照設(shè)計的Θ-Ζ函數(shù)曲線軌跡在柱面導槽8內(nèi)運動(S卩Z軸驅(qū)動銷桿6沿Z軸方向的運動帶動花鍵軸套4沿花鍵導軸3滑動)，固定連接在Z軸驅(qū)動銷桿6端部的浮動導桿機構(gòu)與夾具101也隨同在Θ-Ζ平面內(nèi)運動。
[0018]旋轉(zhuǎn)臂5繼續(xù)向左運動，當浮動桿左端板16與左限位頂桿9的導輪alO接觸時，機械手的夾具101停止向左運動。此后隨著旋轉(zhuǎn)臂5帶動浮動導筒13繼續(xù)向左運動，左側(cè)的浮動桿復位彈簧15被壓縮，直到R軸驅(qū)動左頂桿23的導輪c24與R軸驅(qū)動左導板25接觸。此后隨著旋轉(zhuǎn)臂5繼續(xù)向左運動，R軸主導桿20和R軸副導桿21在R軸驅(qū)動左導板25與導輪c24的引導下沿R軸滑套19運動，在此過程中機械手的夾具101也隨同R軸主導桿20作R軸運動。上述解釋了機械手的夾具Θ-Ζ-R軸的順序做梯次銜接或復合運動。
[0019]接下來，當電機2通過花鍵導軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動旋轉(zhuǎn)臂5向右作回復運動時，在各軸引導機構(gòu)和復位彈簧的作用下，機械手的夾具將按R-Ζ-θ軸的反向順序做梯次銜接或復合運動，直到浮動導桿14回到浮動導筒13的中心位置。
[0020]當電機通過花鍵導軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動旋轉(zhuǎn)臂5向右運動及回復時，機械手的夾具101的運動分析過程與前述類似，故不再贅述。
[0021]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種柱坐標系花鍵導軸與柱面導槽式機械手，其特征在于:包括機座(1)、電機(2)、花鍵導軸(3)、花鍵軸套(4)、旋轉(zhuǎn)臂(5)、Z軸驅(qū)動銷桿(6)、柱面導板(7)、左限位頂桿(9)、右限位頂桿(11)、浮動導筒(13)、浮動導桿(14)、浮動桿左端板(16)、浮動桿右端板(17)、R軸底座板(18)、R軸滑套(19)、R軸主導桿(20)、R軸副導桿(21)、R軸復位彈簧(22)、R軸驅(qū)動左頂桿(23)、R軸驅(qū)動左導板(25)、R軸驅(qū)動右頂桿(26)、R軸驅(qū)動右導板(28)和夾具(101)，所述電機(2)和柱面導板(7)固定于機座(1)上，且電機(2)的輸出軸與花鍵導軸(3)固定連接，花鍵軸套(4)套設(shè)于花鍵導軸(3)上，花鍵軸套(4)通過旋轉(zhuǎn)臂(5)與Z軸驅(qū)動銷桿(6)固定連接，柱面導板(7)上設(shè)計有柱面導槽(8)，Z軸驅(qū)動銷桿(6)穿設(shè)于柱面導槽(8)中；左限位頂桿(9)和右限位頂桿(11)分設(shè)于柱面導板(7)的左右兩端，浮動導筒(13)固定連接于Z軸驅(qū)動銷桿(6)上，浮動導桿(14)滑動穿接于浮動導筒(13)中，浮動桿左端板(16)和浮動桿右端板(17 )分別固定于浮動導桿(14 )的左右兩端；R軸底座板(18 )固定連接于浮動桿左端板(16)和浮動桿右端板(17)之間，R軸滑套(19)設(shè)于R軸底座板(18)上，R軸主導桿(20)和R軸副導桿(21)滑動設(shè)接于R軸滑套(19)中；R軸驅(qū)動左頂桿(23)和R軸驅(qū)動右頂桿(26)分別設(shè)于浮動桿左端板(16)和浮動桿右端板(17)上，R軸驅(qū)動左導板(25)和R軸驅(qū)動右導板(28)均設(shè)于R軸主導桿(20)的下端，夾具(101)固定連接于R軸主導桿(20)的上端。2.如權(quán)利要求1所述的柱坐標系花鍵導軸與柱面導槽式機械手，其特征在于:所述浮動導桿(14)上且位于浮動導筒(13)的兩側(cè)分別套設(shè)有浮動桿復位彈簧(15)。3.如權(quán)利要求1所述的柱坐標系花鍵導軸與柱面導槽式機械手，其特征在于:所述R軸副導桿(21)上套設(shè)有R軸復位彈簧(22)，且R軸復位彈簧(22)的兩端分別支撐于R軸滑套(19)上和R軸主導桿(20)上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柱坐標系花鍵導軸與柱面導槽式機械手，本發(fā)明中電機和柱面導板固定于機座上，且電機的輸出軸與花鍵導軸固定連接，花鍵軸套與Z軸驅(qū)動銷桿固定連接，Z軸驅(qū)動銷桿穿設(shè)于柱面導槽中；左/右限位頂桿分設(shè)于柱面導板兩端，浮動導筒設(shè)于Z軸驅(qū)動銷桿上，浮動導桿穿接于浮動導筒中，浮動桿左/右端板分別設(shè)于浮動導桿兩端；R軸底座板設(shè)于浮動桿左/右端板之間，R軸滑套設(shè)于R軸底座板上，R軸主導桿和R軸副導桿滑動設(shè)接于R軸滑套中；R軸驅(qū)動左/右頂桿分別設(shè)于浮動桿左/右端板上，R軸驅(qū)動左/右導板均設(shè)于R軸主導桿的下端，夾具固定連接于R軸主導桿的上端。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。
【IPC分類】B25J9/04
【公開號】CN105437223
【申請?zhí)枴緾N201610012804
【發(fā)明人】白順科, 朱其慎, 崔群
【申請人】南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2016年1月11日