一種柱坐標(biāo)系花鍵導(dǎo)軸與柱面導(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)系花鍵導(dǎo)軸與柱面導(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)系花鍵導(dǎo)軸與柱面導(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)系花鍵導(dǎo)軸與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，包括機(jī)座、電機(jī)、花鍵導(dǎo)軸、花鍵軸套、旋轉(zhuǎn)臂、Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿、柱面導(dǎo)板、左限位頂桿、右限位頂桿、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軸復(fù)位彈簧、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，所述電機(jī)和柱面導(dǎo)板固定于機(jī)座上，且電機(jī)的輸出軸與花鍵導(dǎo)軸固定連接，花鍵軸套套設(shè)于花鍵導(dǎo)軸上，花鍵軸套通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂與Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿固定連接，柱面導(dǎo)板上設(shè)計(jì)有柱面導(dǎo)槽，Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿穿設(shè)于柱面導(dǎo)槽中；左限位頂桿和右限位頂桿分設(shè)于柱面導(dǎo)板的左右兩端，浮動(dòng)導(dǎo)筒固定連接于Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿上，浮動(dòng)導(dǎo)桿滑動(dòng)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)桿滑動(dòng)設(shè)接于R軸滑套中；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)板均設(shè)于R軸主導(dǎo)桿的下端，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，且R軸復(fù)位彈簧的兩端分別支撐于R軸滑套上和R軸主導(dǎo)桿上。
[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)明局部剖視圖。
[0011]其中 1-機(jī)座，2-電機(jī)，3-花鍵導(dǎo)軸，4-花鍵軸套，5-旋轉(zhuǎn)臂，6-Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿，7-柱面導(dǎo)板，8-柱面導(dǎo)槽，9-左限位頂桿，10-導(dǎo)輪a，11-右限位頂桿，12-導(dǎo)輪b，13-浮動(dòng)導(dǎo)筒，14-浮動(dòng)導(dǎo)桿，15-浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧，16-浮動(dòng)桿左端板，17-浮動(dòng)桿右端板，18-R軸底座板，19-R軸滑套，20-R軸主導(dǎo)桿，21-R軸副導(dǎo)桿，22-R軸復(fù)位彈簧，23-R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿，24-導(dǎo)輪c，25-R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板，26-R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿，27-導(dǎo)輪d，28-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所示，本發(fā)明一種柱坐標(biāo)系花鍵導(dǎo)軸與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，具有電機(jī)2和柱面導(dǎo)板7，電機(jī)2和柱面導(dǎo)板7固定于機(jī)座1上，電機(jī)2的輸出軸與花鍵導(dǎo)軸3固定連接。花鍵軸套4套設(shè)于花鍵導(dǎo)軸3上，且花鍵軸套4可沿花鍵導(dǎo)軸3的軸向方向滑動(dòng)，花鍵軸套4通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂5與Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿6固定連接。柱面導(dǎo)板7上設(shè)計(jì)有柱面導(dǎo)槽8，Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿6穿設(shè)于柱面導(dǎo)板7上的柱面導(dǎo)槽8中。左限位頂桿9和右限位頂桿11分設(shè)于柱面導(dǎo)板7的左右兩端，導(dǎo)輪alO和導(dǎo)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(dòng)導(dǎo)筒13固定連接于Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿6上，浮動(dòng)導(dǎo)桿14滑動(dòng)穿接于浮動(dòng)導(dǎo)筒13中，浮動(dòng)桿左端板16和浮動(dòng)桿右端板17分別固定于浮動(dòng)導(dǎo)桿14的左右兩端，浮動(dòng)導(dǎo)桿14上且位于浮動(dòng)導(dǎo)筒13的兩側(cè)分別套設(shè)有浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧15，左側(cè)浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧15的兩端支撐于浮動(dòng)導(dǎo)筒13上和浮動(dòng)桿左端板16上，右側(cè)浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧15的兩端支撐于浮動(dòng)導(dǎo)筒13上和浮動(dòng)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(dòng)桿左端板16上和浮動(dòng)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(dǎo)桿20和R軸副導(dǎo)桿21均滑動(dòng)穿接于R軸滑套19中，R軸副導(dǎo)桿21上套設(shè)有R軸復(fù)位彈簧22，且R軸復(fù)位彈簧22的兩端分別支撐于R軸滑套19上和R軸主導(dǎo)桿20上。R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿23和R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿26分別設(shè)于浮動(dòng)桿左端板16和浮動(dòng)桿右端板17上，導(dǎo)輪c24和導(dǎo)輪d27分別設(shè)于R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿23和R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿26 ;R軸主導(dǎo)桿20下端兩側(cè)分別設(shè)有R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板25和R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板28。夾具101安裝于R軸主導(dǎo)桿20的端部。
[0016]當(dāng)電機(jī)2通過(guò)花鍵導(dǎo)軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動(dòng)Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿6沿柱面導(dǎo)板7上的柱面導(dǎo)槽8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)。
[0017]以Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿6沿柱面導(dǎo)板7上的柱面導(dǎo)槽8向左運(yùn)動(dòng)為例說(shuō)明如下:
當(dāng)電機(jī)3通過(guò)花鍵導(dǎo)軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動(dòng)Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿6沿柱面導(dǎo)板7上的柱面導(dǎo)槽8向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定連接在旋轉(zhuǎn)臂5上的Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿6在柱面導(dǎo)板7上的柱面導(dǎo)槽8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8內(nèi)運(yùn)動(dòng)(S卩Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿6沿Z軸方向的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)花鍵軸套4沿花鍵導(dǎo)軸3滑動(dòng))，固定連接在Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿6端部的浮動(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)。
[0018]旋轉(zhuǎn)臂5繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)浮動(dòng)桿左端板16與左限位頂桿9的導(dǎo)輪alO接觸時(shí)，機(jī)械手的夾具101停止向左運(yùn)動(dòng)。此后隨著旋轉(zhuǎn)臂5帶動(dòng)浮動(dòng)導(dǎo)筒13繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，左側(cè)的浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧15被壓縮，直到R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿23的導(dǎo)輪c24與R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板25接觸。此后隨著旋轉(zhuǎn)臂5繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，R軸主導(dǎo)桿20和R軸副導(dǎo)桿21在R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板25與導(dǎo)輪c24的引導(dǎo)下沿R軸滑套19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20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)。
[0019]接下來(lái)，當(dāng)電機(jī)2通過(guò)花鍵導(dǎo)軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂5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14回到浮動(dòng)導(dǎo)筒13的中心位置。
[0020]當(dāng)電機(jī)通過(guò)花鍵導(dǎo)軸3、花鍵軸套4和旋轉(zhuǎn)臂5帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂5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，故不再贅述。
[0021]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)系花鍵導(dǎo)軸與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，其特征在于:包括機(jī)座(1)、電機(jī)(2)、花鍵導(dǎo)軸(3)、花鍵軸套(4)、旋轉(zhuǎn)臂(5)、Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿(6)、柱面導(dǎo)板(7)、左限位頂桿(9)、右限位頂桿(11)、浮動(dòng)導(dǎo)筒(13)、浮動(dòng)導(dǎo)桿(14)、浮動(dòng)桿左端板(16)、浮動(dòng)桿右端板(17)、R軸底座板(18)、R軸滑套(19)、R軸主導(dǎo)桿(20)、R軸副導(dǎo)桿(21)、R軸復(fù)位彈簧(22)、R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿(23)、R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板(25)、R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿(26)、R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板(28)和夾具(101)，所述電機(jī)(2)和柱面導(dǎo)板(7)固定于機(jī)座(1)上，且電機(jī)(2)的輸出軸與花鍵導(dǎo)軸(3)固定連接，花鍵軸套(4)套設(shè)于花鍵導(dǎo)軸(3)上，花鍵軸套(4)通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂(5)與Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿(6)固定連接，柱面導(dǎo)板(7)上設(shè)計(jì)有柱面導(dǎo)槽(8)，Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿(6)穿設(shè)于柱面導(dǎo)槽(8)中；左限位頂桿(9)和右限位頂桿(11)分設(shè)于柱面導(dǎo)板(7)的左右兩端，浮動(dòng)導(dǎo)筒(13)固定連接于Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿(6)上，浮動(dòng)導(dǎo)桿(14)滑動(dòng)穿接于浮動(dòng)導(dǎo)筒(13)中，浮動(dòng)桿左端板(16)和浮動(dòng)桿右端板(17 )分別固定于浮動(dòng)導(dǎo)桿(14 )的左右兩端；R軸底座板(18 )固定連接于浮動(dòng)桿左端板(16)和浮動(dòng)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(dǎo)桿(20)和R軸副導(dǎo)桿(21)滑動(dòng)設(shè)接于R軸滑套(19)中；R軸驅(qū)動(dòng)左頂桿(23)和R軸驅(qū)動(dòng)右頂桿(26)分別設(shè)于浮動(dòng)桿左端板(16)和浮動(dòng)桿右端板(17)上，R軸驅(qū)動(dòng)左導(dǎo)板(25)和R軸驅(qū)動(dòng)右導(dǎo)板(28)均設(shè)于R軸主導(dǎo)桿(20)的下端，夾具(101)固定連接于R軸主導(dǎo)桿(20)的上端。2.如權(quán)利要求1所述的柱坐標(biāo)系花鍵導(dǎo)軸與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，其特征在于:所述浮動(dòng)導(dǎo)桿(14)上且位于浮動(dòng)導(dǎo)筒(13)的兩側(cè)分別套設(shè)有浮動(dòng)桿復(fù)位彈簧(15)。3.如權(quán)利要求1所述的柱坐標(biāo)系花鍵導(dǎo)軸與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，其特征在于:所述R軸副導(dǎo)桿(21)上套設(shè)有R軸復(fù)位彈簧(22)，且R軸復(fù)位彈簧(22)的兩端分別支撐于R軸滑套(19)上和R軸主導(dǎo)桿(20)上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柱坐標(biāo)系花鍵導(dǎo)軸與柱面導(dǎo)槽式機(jī)械手，本發(fā)明中電機(jī)和柱面導(dǎo)板固定于機(jī)座上，且電機(jī)的輸出軸與花鍵導(dǎo)軸固定連接，花鍵軸套與Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿固定連接，Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿穿設(shè)于柱面導(dǎo)槽中；左/右限位頂桿分設(shè)于柱面導(dǎo)板兩端，浮動(dòng)導(dǎo)筒設(shè)于Z軸驅(qū)動(dòng)銷桿上，浮動(dòng)導(dǎo)桿穿接于浮動(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軸底座板設(shè)于浮動(dòng)桿左/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)桿滑動(dòng)設(shè)接于R軸滑套中；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)板均設(shè)于R軸主導(dǎo)桿的下端，夾具固定連接于R軸主導(dǎo)桿的上端。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。
【IPC分類】B25J9/04
【公開號(hào)】CN105437223
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610012804
【發(fā)明人】白順科, 朱其慎, 崔群
【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