用于包装生产线的单个不合格产品检出装置的制作方法

本实用新型涉及包装机械领域，更具体的说，是涉及一种用于包装生产线的单个不合格产品检出作业的机械手，具有六个自由度。

背景技术：

目前，机械手多采用伺服电机通过谐波减速机或摆线针轮减速机的动力传动系统，其控制系统复杂、造价昂贵。但在包装工业生产线上，对机械手的定位精度要求不高，且运动较为简单，这就需要一种运动性能可靠、造价低廉、控制简便的机械手来提高自动化程度，降低生产成本和劳动强度。

技术实现要素：

为了实现包装工业生产线上使用机械手的定位精度不高、运动简单、成本低的要求，本实用新型提供一种运动性能可靠、造价低廉、控制简便的机械手。

本实用新型用于包装生产线的单个不合格产品检出装置，包括大臂、中臂、小臂、手腕部和机械手；

底座1上固定支架2，旋转驱动步进电机3连接行星减速机4，行星减速机4通过联轴器6连接旋转轴8，旋转轴8设置于回转支承滚动轴承7内，回转支承滚动轴承7通过轴承挡套与支架固定；旋转轴8连接支撑安装座一10，支撑安装座一10连接安装在旋转轴8上的编码器一5；

驱动电机一11和转动轴支架一16分别安装在支撑安装座一10上，驱动电机一11驱动安装在转动轴支架一16上的蜗杆一15，蜗杆一15驱动蜗轮一12，蜗轮一12与转动轴一13固定，转动轴一13与大臂17固定，编码器二14安装在转动轴一13上；

大臂17上安装支撑安装座二18，驱动电机二19和转动轴支架二24分别固定在支撑安装座二18上，蜗杆二23安装在转动轴支架二24上，蜗杆二23驱动蜗轮二20，蜗轮二20上固定转动轴二21，转动轴二21上固定中臂25，编码器三22安装在转动轴二21上；

中臂25上固定支撑安装座三26，驱动电机三27和转动轴支架三32分别固定在支撑安装座三26上，蜗杆三31安装在转动轴支架三32上，蜗杆三31驱动蜗轮三28旋转，蜗轮三28上固定转动轴三29，转动轴三29上固定小臂33，编码器四30安装在转动轴三29上；

小臂33前端固定安装关节轴35的关节轴支撑安装座37，俯仰步进电机34驱动关节轴35，关节轴35与手腕部38固定，编码器五36安装在关节轴35上；

手腕部38与丝杠支撑45固定，丝杠40安装在丝杠支撑45上，与丝杠40配合的螺母41连接活动手指43，活动手指43上安装有力传感器44，机械手由固定手指42和活动手指43构成。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型专利的机械手分别采用步进电机与行星减速机、步进电机与蜗轮蜗杆减速机及步进电机直接驱动旋转方式，并配有编码器检测轴的角位移，实现闭环控制，可使用精度较低电机。

比现有的企业使用机械手多一个臂部，使用更加灵活。通过基座的旋转、大臂的摆动旋转、中臂的摆动旋转以及小臂的摆动旋转能灵活避开障碍物，手腕部的摆动用于保障产品的方位，手指的闭合运动用于擒拿产品。

这种运动驱动方式对在包装工业生产线上的定位精度要求不高、且运动较为简单的机械手来说是一种切实可行的方法。能实现以机代人，解决用工难和降低生产成本，满足自动化生产的需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，本实用新型包括大臂、中臂、小臂、手腕部和机械手；

底座1上固定支架2，旋转驱动步进电机3连接行星减速机4，行星减速机4通过联轴器6连接旋转轴8，旋转轴8设置于回转支承滚动轴承7内，回转支承滚动轴承7通过轴承挡套与支架2固定；旋转轴8安装在支撑安装座一10上，编码器一5安装在旋转轴8上,编码器一5与支撑安装座10连接；

驱动电机一11和转动轴支架一16分别安装在支撑安装座一10上，驱动电机一11驱动安装在转动轴支架一16上的蜗杆一15，蜗杆一15驱动蜗轮一12，蜗轮一12与转动轴一13固定，转动轴一13与大臂17固定，编码器二14安装在转动轴一13上；

大臂17上安装支撑安装座二18，驱动电机二19和转动轴支架二24分别固定在支撑安装座二18上，蜗杆二23安装在转动轴支架二24上，蜗杆二23驱动蜗轮二20，蜗轮二20上固定转动轴二21，转动轴二21上固定中臂25，编码器三22安装在转动轴二21上；

中臂25上固定支撑安装座三26，驱动电机三27和转动轴支架三32分别固定在支撑安装座三26上，蜗杆三31安装在转动轴支架三32上，蜗杆三31驱动蜗轮三28旋转，蜗轮三28上固定转动轴三29，转动轴三29上固定小臂33，编码器四30安装在转动轴三29上；

小臂33前端固定安装关节轴35的关节轴支撑安装座37，俯仰步进电机34驱动关节轴35，关节轴35与手腕部38固定，编码器五36安装在关节轴35上；

手腕部38与丝杠支撑45固定，丝杠40安装在丝杠支撑45上，与丝杠40配合的螺母41连接活动手指43，活动手指43上安装有力传感器44，机械手由固定手指42和活动手指43构成。

下面详细说明各部分的运动原理：

支撑安装座一的旋转：

旋转驱动步进电机3通过联轴器6和行星减速机4控制驱动旋转轴8转动，旋转轴8带动支撑安装座一10的旋转，用安装在旋转轴8上的编码器一5控制支撑安装座一10的角位移，这种行星减速装置能传递较大的动力，而且电机、减速器及轴承都安装在底座上，对尺寸及重量的要求不严。

大臂的摆动旋转：

驱动电机一11通过安装在转动轴支架一16上的蜗杆一15驱动蜗轮一12旋转，蜗轮一12带动与其一体的转动轴一13转动，转动轴一13转动传递给大臂17，编码器二14安装在转动轴13上。

这种蜗轮蜗杆减速机装置能降低单位脉冲旋转角度，也就是减小了旋转误差，再用旋转关节轴上安装的编码器实现角度的闭环控制，并弥补蜗轮蜗杆减速机的固有精度缺陷，减小角位移误差。这种方案能充分利用蜗轮蜗杆减速比大能自锁的特点，使机械手在工作载荷作用下仍具有较高精度；

中臂的摆动旋转：

驱动电机二19通过安装在转动轴支架二24的蜗杆二23驱动蜗轮二20旋转，蜗轮二20带动与其一体的转动轴二21转动，转动轴二21转动传递给中臂25，编码器三22安装在转动轴二21上。

中臂的摆动旋转由步进电机与蜗轮蜗杆减速机降低单位脉冲旋转角度后控制，用旋转关节轴上安装的编码器实现闭环控制，减小角位移误差；

小臂的摆动旋转：

驱动电机三27通过安装在转动轴支架三32的蜗杆三31驱动蜗轮三28旋转，蜗轮三28带动与其一体的转动轴三29转动，转动轴三29转动传递给小臂33，编码器四30安装在转动轴三29上。

手腕部的摆动：

手腕的摆动旋转由俯仰步进电机34直接驱动安装在关节轴支撑安装座37上的关节轴35转动，关节轴35联动手腕部38转动，安装在关节轴35上的编码器五36实现闭环控制，减小角位移误差；

由于手腕处的质量和刚度都相对较小，如果安装蜗轮蜗杆减速机的话，会增加此处的质量和惯性力。因此，手腕的方位由步进电机直接驱动。在手腕旋转轴上安装编码器检测步进电机旋转角位移，实现闭环控制，减小角位移误差；

手指的闭合运动：

机械手由固定手指42和活动手指43两个手指构成。由步进电机39驱动安装在丝杠支撑45上的丝杠40，丝杠40带动与螺母41连接的活动手指43开闭运动，在活动手指43上安装有力传感器44，避免夹不牢固或夹持力过大而损坏产品。