專利名稱：機械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種機械手。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的數(shù)控機床、自動車床、儀表自動車床等金屬加工設(shè)備，雖然實現(xiàn)了工件的自動化加工，但是工件的抓取、放置等均須工人手工操作，因此工件加工的全過程實際上屬于半自動化操作。為此人們研究了各種各樣的機械手來代替人工操作部分。如公開號為CN102019616A即公開了 < 一種電動抓取機械手 >，其包括第一軸方向移動機構(gòu)、第二軸方向移動機構(gòu)、第三軸方向移動機構(gòu)和一個機械手部件，該機械手部件包括手指電機、上手指、下手指、絲杠和螺母，手指電機和絲杠固定連接在下手指上，上手指與螺母連接，第一軸方向移動機構(gòu)包括第一軸電機、第一軸導(dǎo)軌、第一軸同步帶和第一軸同步帶壓塊，第一軸電機通過第一軸同步帶和第一軸同步帶壓塊驅(qū)動機械手部件沿第一軸導(dǎo)軌往復(fù)運動，第二軸方向移動機構(gòu)包括第二軸電機、第二軸導(dǎo)軌、第二軸同步帶和第二軸同步壓塊，第二軸電機通過第二軸同步帶和第二軸同步壓塊驅(qū)動機械手部件沿第二軸導(dǎo)軌往復(fù)運動，第三軸方向移動機構(gòu)包括第三軸電機、第三軸導(dǎo)軌、第三軸同步帶和第三軸同步帶壓塊驅(qū)動機械手部件沿第三軸導(dǎo)軌往復(fù)運動。該專利申請中的機械手能夠在平面直接坐標(biāo)上的任意點定位。但是不能夠在三維立體空間內(nèi)定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能夠在三維立體空間內(nèi)定位且控制精度高的機械手。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該機械手，包括連接臂、手指組件和驅(qū)動手指組件在水平面內(nèi)做直線往復(fù)運動的第一驅(qū)動機構(gòu)和驅(qū)動手指組件在水平面內(nèi)做圓周運動的第二驅(qū)動機構(gòu)，其中，所述連接臂的第一端連接所述的手指組件，所述連接臂的第二端連接所述的第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于該機械手還包括驅(qū)動所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動機構(gòu)，該第三驅(qū)動機構(gòu)包括第三電機、與第三電機的輸出軸相連接的第三蝸桿、第三蝸輪和旋轉(zhuǎn)底座，該第三蝸輪通過聯(lián)軸器連接旋轉(zhuǎn)底座，并且， 所述的第三電機、第三蝸桿和第三蝸輪設(shè)置在第三殼體內(nèi)，所述的旋轉(zhuǎn)底座設(shè)置在殼體的側(cè)壁上并與所述連接臂的第二端相連接。所述的第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的各種結(jié)構(gòu)，例如背景技術(shù)中的驅(qū)動機構(gòu)。較好的，考慮到配套使用的車床的結(jié)構(gòu)，所述的第一驅(qū)動機構(gòu)可以包括設(shè)置在車床表面上的底座、滑塊、第一電機和第一絲桿，其中，所述滑塊滑動地設(shè)置在底座上，所述第一絲桿的一端連接所述第一電機的輸出軸，第一絲桿的另一端與所述的底座固定連接，第一螺母套設(shè)在第一絲桿上，并且，該第一螺母與所述的滑塊連動。該結(jié)構(gòu)可以根據(jù)車床的結(jié)構(gòu)，將底座安裝在車床的上表面上作為承載該機械手其它部件的平臺。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的第一驅(qū)動機構(gòu)可以包括底座、滑塊、第一電機和第一絲桿，其中，所述滑塊能滑動地設(shè)置在所述底座上，所述第一絲桿的一端連接所述第一電機的輸出軸，第一絲桿的另一端與所述的底座固定連接。所述的第二驅(qū)動機構(gòu)可以設(shè)置在所述的滑塊上，該第二驅(qū)動機構(gòu)包括第二電機、 與第二電機的輸出軸相連接的第二蝸桿、第二蝸輪和第二轉(zhuǎn)盤，所述的第二轉(zhuǎn)盤通過聯(lián)軸器與所述的第二蝸輪相連接。為了兼顧各機構(gòu)之間的連接并且適應(yīng)車床上可支配的面積，作為改進，所述的第二轉(zhuǎn)盤上設(shè)有支架，所述連接臂的一端連接該支架的另一端；支架的另一端上還設(shè)有能在垂直于連接臂的方向上改變連接臂位置的第一微調(diào)機構(gòu)，該第一微調(diào)機構(gòu)包括第一微調(diào)電機、與該第一微調(diào)電機的輸出軸相連接的第一微調(diào)絲桿，該第一微調(diào)絲桿與所述的第三殼體連動。該設(shè)計能夠在鉛垂面上微調(diào)手指組件的前后位置，以使其對準(zhǔn)車床上的工件夾頭。所述的機械手還包括能在所述連接臂的方向上改變連接臂相對位置的第二微調(diào)機構(gòu)，所述的第二微調(diào)機構(gòu)包括第二微調(diào)電機、與第二微調(diào)電機的輸出軸相連接的第二微調(diào)絲桿，該第二微調(diào)絲桿驅(qū)動連接所述連接臂的第二端。該設(shè)計能夠微調(diào)連接臂與底座之間的相對距離，以適用不同工件的加工要求。上述各方案中，所述的手指組件可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的各種抓取結(jié)構(gòu)，考慮到需要配合車床的具體結(jié)構(gòu)，較好的，所述的手指組件包括至少兩個手指、第一連接桿、第二連接桿、定位頭、驅(qū)動輪、電機和能將電機的輸出力矩傳遞到驅(qū)動輪的傳動機構(gòu)；其中，所述的傳動機構(gòu)設(shè)置在所述電機和所述驅(qū)動輪之間，所述驅(qū)動輪上設(shè)有腰形孔；第一連接桿、第二連接桿以及腰形孔的數(shù)量與所述手指的數(shù)量相對應(yīng)；其中，各第一連接桿的第一端對應(yīng)連接各手指，各第一連接桿的第二端對應(yīng)連接各所述的第二連接桿一端，并且第一連接桿與第二連接桿相互垂直；各第二連接桿的另一端通過銷軸設(shè)置在各對應(yīng)的腰形孔內(nèi)，連接桿的另一端與對應(yīng)手指的一端相樞接；所述定位頭內(nèi)設(shè)有容置各第二連接桿并限制第二連接桿運動方向的第二槽，定位頭的周壁上對應(yīng)于各第一連接桿設(shè)有容置各第一連接桿的第一槽，并且各第一連接桿的中部與所述第一槽的側(cè)壁軸連接；所述定位頭上對向所述手指的端面上設(shè)有凹槽，彈簧設(shè)置在該凹槽內(nèi)并抵觸在頂針上，該頂針穿出頂針殼外露，所述的頂針殼與所述的定位頭相連接。所述手指組件還包括驅(qū)動所述手指伸縮的伸縮機構(gòu)，該伸縮機構(gòu)包括套設(shè)在所述套芯外的套筒、伸縮絲桿和驅(qū)動伸縮絲桿轉(zhuǎn)動的伸縮電機；其中所述的伸縮絲桿與所述的套芯固定連接?？紤]到螺紋工件的取放，所述的手指組件還可以包括驅(qū)動所述套筒轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動機構(gòu)，該轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)動電機、由該轉(zhuǎn)動電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動的蝸桿和蝸輪，所述蝸輪與所述的套筒相連接。該機械手還包括用于放置工件供所述手指組件取、放的送料盤，所述送料盤內(nèi)設(shè)有環(huán)狀凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)有齒輪帶，所述的齒輪與傳動齒輪組相嚙合，所述的傳動齒輪組連接送料電機的輸出軸；并且所述齒輪帶的上表面上設(shè)有可拆卸的用于放置工件的工件座。上述機械手可以設(shè)置一套，通過程序控制各電機的轉(zhuǎn)動方向、角度，從而完成工件的自動取放。為了提高效率，可以采用兩套機械手裝置，一套用于抓取工件放置到車床的工件夾頭內(nèi)，另一套用于取下對加工完畢的工件并放置到預(yù)定的位置上。這兩套機械手對稱設(shè)置，但是其可共用一個底座。具體方案如下所述的底座上設(shè)有滑軌，滑軌上設(shè)有兩塊滑塊，所述的連接臂、手指組件和驅(qū)動手指組件在水平面內(nèi)做直線往復(fù)運動的第一驅(qū)動機構(gòu)和驅(qū)動手指組件在水平面內(nèi)做圓周運動的第二驅(qū)動機構(gòu)以及驅(qū)動所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動機構(gòu)均對應(yīng)設(shè)有兩套。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由于設(shè)置了驅(qū)動所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動機構(gòu)，使得本發(fā)明所提供的機械手能夠在三維立體空間內(nèi)操作，增強了該機械手的適用性；同時手指組件中伸縮機構(gòu)的設(shè)計進一步擴大了該機械手的適用范圍，可抓取任何尺寸的工件，而手指組件中轉(zhuǎn)動機構(gòu)的設(shè)計則增加了本機械手對螺紋對接工件的自動化操作；總之， 本發(fā)明所提供的機械手適用性廣，自動化程度高。


圖1為本發(fā)明實施例裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中第一驅(qū)動機構(gòu)的立體分解圖；圖3為本發(fā)明實施例中第一驅(qū)動機構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖4為第一驅(qū)動機構(gòu)的剖視圖；圖5為本發(fā)明實施例中第二驅(qū)動機構(gòu)的立體分解圖；圖6為本發(fā)明實施例中第二驅(qū)動機構(gòu)中電機、蝸輪、蝸桿和轉(zhuǎn)盤裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖7為本發(fā)明實施例中第一微調(diào)機構(gòu)中部分部件裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖8為本發(fā)明實施例中第三驅(qū)動機構(gòu)的立體分解圖；圖9為本發(fā)明實施例第三驅(qū)動機構(gòu)中去除基座后裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖10為本發(fā)明實施例中第二微調(diào)機構(gòu)中部分部件裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖11為本發(fā)明實施例中手指機構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖(不包括殼體)；圖12和圖13為本發(fā)明另外兩種驅(qū)動輪的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本發(fā)明實施例中伸縮機構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖(不包括套筒)；圖15為本發(fā)明實施例中第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖(不包括殼體)；圖16為本發(fā)明實施例中第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖(不包括殼體)；圖17為本發(fā)明實施例中送料盤的立體分解圖；圖18為本發(fā)明實施例中去除底座后送料盤其余部件裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖19和圖20為本發(fā)明實施例中的機械手兩個工作狀態(tài)的立體示意圖；圖21為本發(fā)明實施例中手指機構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖22為本發(fā)明實施例中手指機構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。如圖1至圖22所示，該機械手包括第一驅(qū)動機構(gòu)1，如圖2、圖3和圖4所示，第一驅(qū)動機構(gòu)有兩個，這兩個第一驅(qū)動機構(gòu)共用一個底座11，底座11上設(shè)有滑軌12，底座11的中部設(shè)有安裝槽13 ；兩個滑塊14 對向設(shè)置在滑軌12上。兩個第一電機15、第一絲桿16設(shè)置在安裝槽13內(nèi)，第一絲桿16的一段穿過連接座17與第一電機的輸出軸相連接，第一絲桿的另一端軸設(shè)在安裝槽13的側(cè)壁上；第一螺母18螺紋連接在第一絲桿16上，并且第一螺母18與滑塊14固定連接。工作時，第一電機轉(zhuǎn)動，帶動第一絲桿原地轉(zhuǎn)動，使螺接在絲桿上的第一螺母在第一絲桿上往復(fù)移動，從而帶動使滑塊14往復(fù)移動。第二驅(qū)動機構(gòu)2，如圖5和圖6所示，其包括第二電機21、與第二電機的輸出軸相連接的第二蝸桿22、第二蝸輪23和第二轉(zhuǎn)盤對。其中，第二電機21、第二蝸桿22和第二蝸輪23設(shè)置在第二殼體25內(nèi)，第二轉(zhuǎn)盤M設(shè)置在第二殼體25外。第二殼體25通過螺釘固定在滑塊14上，第二轉(zhuǎn)盤M通過聯(lián)軸器沈與第二蝸輪23相連接。第二驅(qū)動機構(gòu)的工作原理為第二電機轉(zhuǎn)動依次帶動第二蝸桿、第二蝸輪、第二轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。第二轉(zhuǎn)盤上固定有支架3，如圖5所示，支架3的一端固定在第二轉(zhuǎn)盤M上，因此支架3與第二轉(zhuǎn)盤M連動。支架3的另一端設(shè)有第一微調(diào)機構(gòu)4。第一微調(diào)機構(gòu)4，用于前后調(diào)整工件與車床夾頭的相對位置。如圖7所示，其包括第一微調(diào)電機41、與該第一微調(diào)電機41的輸出軸相連接的第一微調(diào)絲桿42，該第一微調(diào)絲桿42上螺接有螺母43與所述的第三殼體連動。第三驅(qū)動機構(gòu)5，如圖8和圖9所示，包括電機51、與電機的輸出軸驅(qū)動連接的蝸桿52、蝸輪53，該蝸輪53通過聯(lián)軸器M連接旋轉(zhuǎn)底座55 ；其中，電機51、蝸桿52和蝸輪 53設(shè)置在第三殼體56內(nèi)，第三殼體56的一個側(cè)板上設(shè)有供聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)底座55相連接的孔，旋轉(zhuǎn)底座陽貼近該側(cè)板。第一微調(diào)機構(gòu)中的螺母43固定連接與該側(cè)板相對的側(cè)板從而將螺母43的運動傳遞給第三殼體56。第三驅(qū)動機構(gòu)5的工作原理是電機51將運動依次傳遞給蝸桿、蝸輪、聯(lián)軸器、旋轉(zhuǎn)底座陽，從而帶動固定在旋轉(zhuǎn)底座上的連接臂6轉(zhuǎn)動。本實施例中，為了穩(wěn)固連接臂6的定位，設(shè)置了套環(huán)61，套環(huán)61環(huán)套在連接臂6的第二端，旋轉(zhuǎn)底座陽與套環(huán)61通過螺釘相連接。連接臂6為具有貫通空腔的管狀結(jié)構(gòu)。上述第一驅(qū)動機構(gòu)1、第二驅(qū)動機構(gòu)2的運動是通過支架3來傳遞到連接臂6的。第二微調(diào)機構(gòu)7，如圖10所示，用于調(diào)節(jié)連接臂伸出套環(huán)61的長度，從而適用不同尺寸的工件；其包括第二微調(diào)電機71和與第二微調(diào)電機的輸出軸相連接的第二微調(diào)絲桿 72，該第二微調(diào)絲桿72的第二端通過螺接在第二微調(diào)絲桿上的螺母設(shè)置在連接臂6的空腔內(nèi)，并與連接臂6相固定。第二微調(diào)機構(gòu)7的工作原理是第二微調(diào)電機帶動第二微調(diào)絲桿轉(zhuǎn)動，從而帶動螺接在第二微調(diào)絲桿上的螺母沿第二微調(diào)絲桿方向往復(fù)移動，從而在第二微調(diào)絲桿的方向上微調(diào)連接臂相對套環(huán)61的位置。手指組件8，包括抓取、放置工件的手指機構(gòu)81，驅(qū)動所述手指伸縮的伸縮機構(gòu) 82，驅(qū)動所述手指機構(gòu)就地轉(zhuǎn)動的第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)83和驅(qū)動手指機構(gòu)轉(zhuǎn)頭的第二轉(zhuǎn)動機構(gòu) 84。如圖11、圖21和圖22所示，本實施例中的手指機構(gòu)81包括三個手指811、分別與各手指相連接的三組連接桿812、驅(qū)動輪813、定位頭818、電機814和傳動機構(gòu)815。所述的傳動機構(gòu)設(shè)置在所述電機和所述驅(qū)動輪之間，用于傳遞力矩；傳動機構(gòu)的設(shè)置可以根據(jù)需要采用傳動齒輪組，也可以采用多組齒輪組或蝸輪、蝸桿來放大力矩或改變傳動方向；本實施例中的傳動機構(gòu)包括與電機814相連接的一個齒輪組8151和與該齒輪組傳動連接的蝸桿8152、蝸輪8153，蝸輪8153的一個端部上通過軸承連接驅(qū)動輪813 ；驅(qū)動輪813上開設(shè)有三個腰形孔817 ；各組連接桿812分別包括第一連接桿8121和第二連接桿8122，其中第一連接桿8121的一端分別連接對應(yīng)的手指811，第一連接桿8121的另一端固定連接第二連接桿8122的一端，并且第一連接桿8121和第二連接桿8122相互垂直，各第二連接桿8122 的另一端分別設(shè)有銷軸816，各銷軸816分別限位在對應(yīng)的腰形孔817內(nèi)。定位頭818內(nèi)設(shè)有三個容置各第二連接桿并限制第二連接桿運動方向的第二槽8181，定位頭的周壁上對應(yīng)于各第一連接桿設(shè)有三個容置各第一連接桿的第一槽8182，并且各第二連接桿的中部通過銷軸8183軸設(shè)在第一槽的側(cè)壁上；818定位頭上對向手指的端面中部設(shè)有凹槽8184，彈簧 8185設(shè)置在該凹槽8184內(nèi)并抵觸在頂針8186上，頂針8186穿出頂針殼8187外露，頂針殼與定位頭固定連接。手指機構(gòu)81的工作原理是電機通過傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)動驅(qū)動輪，隨著驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動，銷軸改變在腰形孔內(nèi)的位置從而使第二連接桿在第二槽的限位下上升或下降，繼而將運動直線傳遞到第一連接桿，使第一連接桿以銷軸8183為軸轉(zhuǎn)動，帶動各手指張開或并攏，從而放下或抓取工件；而頂針在彈簧的作用下會始終抵觸住手指機構(gòu)所抓取的工件， 以使抓取更穩(wěn)固，避免抓取不穩(wěn)工件從各手指間漏掉。上述手指也可以設(shè)置兩個、四個，或根據(jù)需要設(shè)置多個，所述連接桿的組數(shù)和驅(qū)動輪上腰形孔的數(shù)量與手指的數(shù)量相對應(yīng)。圖12和圖13所示的為兩個和四個手指的驅(qū)動輪的形狀。上述手指機構(gòu)設(shè)置在套芯818內(nèi)，套芯818外還套設(shè)有套筒。伸縮機構(gòu)82，包括套設(shè)在套芯817外的套筒821、設(shè)置在套筒821內(nèi)的伸縮絲桿 822和通過電機823、齒輪825、蝸桿826、蝸輪827、的傳動來驅(qū)動伸縮絲桿822轉(zhuǎn)動的伸縮電機823 ；伸縮絲桿822上環(huán)套有螺母824，螺母824與套芯817固定連接。該伸縮機構(gòu)的工作原理為伸縮電機通過齒輪、蝸桿、蝸輪、將運動傳遞給伸縮絲桿，伸縮絲桿通過螺接在其上的螺母將運動傳遞給套芯817，從而使設(shè)置在套芯817內(nèi)的手指機構(gòu)伸、縮。第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)83，如圖15所示，該機構(gòu)主要是用來轉(zhuǎn)動手指機構(gòu)，以方便螺紋工件的取放，其包括轉(zhuǎn)動電機831、由該轉(zhuǎn)動電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動的蝸桿832和蝸輪833，蝸輪833通過聯(lián)軸器與套筒821的端面固定連接；本實施例中的轉(zhuǎn)動機構(gòu)83也設(shè)置在殼體內(nèi)834，以起到保護機構(gòu)部件和美觀的作用。連接臂的第一端固定連接殼體834。該轉(zhuǎn)動機構(gòu)的工作原理是轉(zhuǎn)動電機通過蝸桿、蝸輪帶動與蝸輪固定連接的套筒轉(zhuǎn)動，帶動套筒內(nèi)的伸縮機構(gòu)以及套芯內(nèi)的手指機構(gòu)一起轉(zhuǎn)動，從而將手指機構(gòu)所抓取的工件從車床上擰轉(zhuǎn)下來或者擰轉(zhuǎn)到車床上去。第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)84，用于驅(qū)動套筒及套筒內(nèi)的部件一起轉(zhuǎn)動的第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)，如圖 16所示，該第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括第二轉(zhuǎn)動電機841、與第二轉(zhuǎn)動電機的輸出軸相連接的蝸桿 842、蝸輪843和旋轉(zhuǎn)座844，該蝸輪843通過聯(lián)軸器連接旋轉(zhuǎn)座844，旋轉(zhuǎn)座844與套筒821 固定連接。第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)84也設(shè)置在殼體內(nèi)，其工作原理為第二轉(zhuǎn)動電機通過蝸桿、蝸輪驅(qū)動套筒轉(zhuǎn)動，從而使套筒內(nèi)的所有部件一起轉(zhuǎn)動。為了提高工作效率，本實施例中的機械手有兩個，如前所述，這兩個機械手的第一驅(qū)動機構(gòu)共用一個底座，其它零部件均為兩套，并且這兩個機械手以車床上加放工件的位置為中心對稱設(shè)置，這樣，在一個機械手抓取工件的同時，另一個機械手將加工好的工件從車床上取下，大大提高了工作效率。本實施例還特別設(shè)計了送料盤9用于放置和輸送工件到手指組件方便抓取的位置。如圖17和圖18所示，該送料盤9內(nèi)設(shè)有環(huán)狀凹槽91，凹槽91內(nèi)設(shè)有齒輪帶92，齒輪帶92與傳動齒輪組96相嚙合傳動，傳動齒輪組96連接送料電機93的輸出軸；齒輪帶的上表面上設(shè)有可拆卸的用于放置工件的工件座94 ；送料盤9上在手指組件的抓取位置還設(shè)置了光電開關(guān)95。該送料盤的工作原理是當(dāng)手指組件抓取走送料盤9上的工件后，光電開關(guān)95啟動送料電機93，送料電機93通過傳動齒輪組帶動齒輪帶轉(zhuǎn)動，當(dāng)下一個工件接觸到光電開關(guān)時，光電開關(guān)關(guān)閉送料電機，齒輪帶停止轉(zhuǎn)動，該碰觸到光電開關(guān)的工件原地待命等等手指組件的抓取。工件座可更換，以方便放置不同結(jié)構(gòu)的工件。上述機械手的工作原理是需要抓取工件時，首先是手指機構(gòu)工作將抓取送料盤上的工件，然后第二驅(qū)動機構(gòu)工作，在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動連接臂將工件到車床上對應(yīng)的位置，然后第一驅(qū)動機構(gòu)工作，將工件再次輸送到更接近車床上對應(yīng)的位置；上述第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)的工作順序可以互換。然后是第三驅(qū)動機構(gòu)工作，在鉛垂面內(nèi)轉(zhuǎn)動工件，將工件送至車床的工件夾頭內(nèi)。當(dāng)?shù)谌?qū)動機構(gòu)工作完畢，手指組件達到車床上工件夾頭的位置，但卻間隔一小段距離的時候工件，可以啟動第二微調(diào)機構(gòu)來調(diào)節(jié)工件與工件夾頭之間的距離已達到恰當(dāng)?shù)奈恢?；而?dāng)工件前后偏離工件夾頭的位置時，可以啟動第一微調(diào)機構(gòu)來前后調(diào)節(jié)工件的位置至合適。另外，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和尺寸，還可以分別或同時啟動伸縮組件和轉(zhuǎn)動組件工作來適用不同的工作需求。
權(quán)利要求
1.一種機械手，包括連接臂、手指組件和驅(qū)動手指組件在水平面內(nèi)做直線往復(fù)運動的第一驅(qū)動機構(gòu)和驅(qū)動手指組件在水平面內(nèi)做圓周運動的第二驅(qū)動機構(gòu)，其中，所述連接臂的第一端連接所述的手指組件，所述連接臂的第二端連接所述的第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于該機械手還包括驅(qū)動所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動機構(gòu)，該第三驅(qū)動機構(gòu)包括第三電機、與第三電機的輸出軸相連接的第三蝸桿、第三蝸輪和旋轉(zhuǎn)底座，該第三蝸輪通過聯(lián)軸器連接旋轉(zhuǎn)底座，并且，所述的第三電機、第三蝸桿和第三蝸輪設(shè)置在第三殼體內(nèi)，所述的旋轉(zhuǎn)底座設(shè)置在殼體的側(cè)壁上并與所述連接臂的第二端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械手，其特征在于所述的第一驅(qū)動機構(gòu)包括設(shè)置在車床表面上的底座、滑塊、第一電機和第一絲桿，其中，所述滑塊能滑動地設(shè)置在所述底座上，所述第一絲桿的一端連接所述第一電機的輸出軸，第一絲桿的另一端與所述的底座相連接，第一螺母套設(shè)在第一絲桿上，并且，該第一螺母與所述的滑塊連動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機械手，其特征在于所述的第二驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在所述的滑塊上，該第二驅(qū)動機構(gòu)包括第二電機、與第二電機的輸出軸相連接的第二蝸桿、第二蝸輪和第二轉(zhuǎn)盤，所述的第二轉(zhuǎn)盤通過聯(lián)軸器與所述的第二蝸輪相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機械手，其特征在于所述的第二轉(zhuǎn)盤上設(shè)有支架，所述連接臂的一端連接該支架的另一端；支架的另一端上還設(shè)有能在垂直于連接臂的方向上改變連接臂位置的第一微調(diào)機構(gòu)，該第一微調(diào)機構(gòu)包括第一微調(diào)電機、與該第一微調(diào)電機的輸出軸相連接的第一微調(diào)絲桿，該第一微調(diào)絲桿與所述的第三殼體連動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機械手，其特征在于所述的機械手還包括能在所述連接臂的方向上改變連接臂相對位置的第二微調(diào)機構(gòu)，所述的第二微調(diào)機構(gòu)包括第二微調(diào)電機、與第二微調(diào)電機的輸出軸相連接的第二微調(diào)絲桿，該第二微調(diào)絲桿驅(qū)動連接所述連接臂的第
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的機械手，其特征在于所述的手指組件包括至少兩個手指、第一連接桿、第二連接桿、驅(qū)動輪、定位頭、電機和能將電機的輸出力矩傳遞到驅(qū)動輪的傳動機構(gòu)；其中，所述的傳動機構(gòu)設(shè)置在所述電機和所述驅(qū)動輪之間，所述驅(qū)動輪上設(shè)有腰形孔；第一連接桿、第二連接桿以及腰形孔的數(shù)量與所述手指的數(shù)量相對應(yīng)； 其中，各第一連接桿的第一端對應(yīng)連接各手指，各第一連接桿的第二端對應(yīng)連接各所述的第二連接桿一端，并且第一連接桿與第二連接桿相互垂直；各第二連接桿的另一端通過銷軸設(shè)置在各對應(yīng)的腰形孔內(nèi)，連接桿的另一端與對應(yīng)手指的一端相樞接；所述定位頭內(nèi)設(shè)有容置各第二連接桿并限制第二連接桿運動方向的第二槽，定位頭的周壁上對應(yīng)于各第一連接桿設(shè)有容置各第一連接桿的第一槽，并且各第一連接桿的中部與所述第一槽的側(cè)壁軸連接；所述定位頭上對向所述手指的端面上設(shè)有凹槽，彈簧設(shè)置在該凹槽內(nèi)并抵觸在頂針上，該頂針穿出頂針殼外露，所述的頂針殼與所述的定位頭相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機械手，其特征在于所述手指組件還包括驅(qū)動所述手指伸縮的伸縮機構(gòu)，該伸縮機構(gòu)包括套設(shè)在所述套芯外的套筒、伸縮絲桿和驅(qū)動伸縮絲桿轉(zhuǎn)動的伸縮電機；其中所述的伸縮絲桿與所述的套芯固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機械手，其特征在于所述的手指組件還包括驅(qū)動所述套筒轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動機構(gòu)，該轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)動電機、由該轉(zhuǎn)動電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動的蝸桿和蝸輪，所述蝸輪與所述的套筒相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機械手，其特征在于所述套筒的側(cè)壁上還設(shè)有驅(qū)動套筒及套筒內(nèi)的部件一起轉(zhuǎn)動的第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)，所述的第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括第二轉(zhuǎn)動電機、與第二轉(zhuǎn)動電機的輸出軸相連接的蝸桿和蝸輪，該蝸輪通過聯(lián)軸器連接所述的套筒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機械手，其特征在于該機械手還包括用于放置工件供所述手指組件取、放的送料盤，所述送料盤內(nèi)設(shè)有環(huán)狀凹槽，該凹槽內(nèi)設(shè)有齒輪帶，所述的齒輪與傳動齒輪組相嚙合，所述的傳動齒輪組連接送料電機的輸出軸；并且所述齒輪帶的上表面上設(shè)有可拆卸的用于放置工件的工件座。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種機械手，包括連接臂、手指組件和驅(qū)動手指組件在水平面內(nèi)做直線往復(fù)運動的第一驅(qū)動機構(gòu)和驅(qū)動手指組件在水平面內(nèi)做圓周運動的第二驅(qū)動機構(gòu)，其中，所述連接臂的第一端連接所述的手指組件，所述連接臂的第二端連接所述的第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于該機械手還包括驅(qū)動所述連接臂在鉛垂面轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動機構(gòu)，該第三驅(qū)動機構(gòu)包括第三電機、與第三電機的輸出軸相連接的第三蝸桿、第三蝸輪和旋轉(zhuǎn)底座，該第三蝸輪通過聯(lián)軸器連接旋轉(zhuǎn)底座，并且，所述的第三電機、第三蝸桿和第三蝸輪設(shè)置在第三殼體內(nèi)，所述的旋轉(zhuǎn)底座設(shè)置在殼體的側(cè)壁上并與所述連接臂的第二端相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，該機械手能夠在三維空間內(nèi)運動。
文檔編號B23B15/00GK102189275SQ20111012019
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者孟秋華 申請人:孟秋華