所述伺服电机3的输出轴上固连联轴器6，所述联轴器的末端固连拨叉7，所述运动组件21活动连接于所述机架4，所述拨叉7活动连接于所述运动组件21 ；
[0037]所述运动组件包括:机械手臂1、转台14、滚子15、滑块8、调节板9，所述转台14上设置方块体22、转轴23，所述转轴23通过所述轴承19活动连接于所述支架4，所述滑块8固连于所述方块体22上，所述机械手臂I活动连接于所述滑块8上;所述机械手臂I的一端为手臂末端2，所述滚子15固连于所述机械手臂I上；
[0038]所述凸轮机构5包括:上凸轮24、下凸轮25，所述上凸轮24和下凸轮25固连于所述机架4上，在所述上凸轮24、下凸轮25上设置凸轮槽26，所述凸轮槽26的槽宽和所述滚子15的外径相匹配;所述凸轮槽26的凸轮槽中心线32为一段光滑连续的曲线。
[0039]更具体地，所述机械手臂I的一端固连所述调节板9，在所述调节板9上设置下微调螺栓12、上微调螺栓13;在所述机架4上固连下限位板10、上限位板11，所述下限位板10和所述下微调螺栓12相匹配，所述上限位板11和所述上微调螺栓13相匹配。
[0040]更具体地，所述滑块8上固连盖板20，所述机械手臂I位于所述滑块8和所述盖板20之间。
[0041]更具体地，所述联轴器6包括:配合面17、连接段18，所述连接段18固连于所述伺服电机3的输出轴上，所述配合面17和所述拨叉7相匹配，所述拨叉7通过铰制孔螺栓固连于所述配合面17上。
[0042]更具体地，所述凸轮槽中心线32包括:所述起始端33、过渡段34、终止端35，所述起始端33和所述终止端35为直线，所述过渡段34为曲线。
[0043]更具体地，所述拨叉7的一段固连于所述联轴器6，另一端设置两条支腿16，所述支腿16之间活动连接所述滚子15，所述支腿16的距离和所述滚子15的直径相匹配。
[0044]以下结合图1至10，进一步描述本发明轨迹驱动式机械手的工作原理和工作过程:
[0045]轨迹驱动式机械手，所述伺服电机3固连于所述机架4，所述伺服电机3的输出轴上固连联轴器6，所述联轴器的末端固连拨叉7，所述运动组件21活动连接于所述机架4，所述拨叉7活动连接于所述运动组件21，所述支腿16之间活动连接所述滚子15，所述支腿16的距离和所述滚子15的直径相匹配。所述伺服电机3的输出轴驱动所述联轴器6、拨叉7做同步转动，所述拨叉7驱动所述滚子15在所述凸轮槽26中，沿所述凸轮槽中心线32的轨迹运动。
[0046]所述转轴23通过所述轴承19活动连接于所述支架4，所述转台14可以绕所述轴承19转动。所述机械手臂I活动连接于所述滑块8上，所述机械手臂I可以相对所述滑块8滑动。所述滚子15固连于所述机械手臂I的一端，所述滚子15沿所述凸轮槽中心线32运动时，所述机械手臂I带动所述转轴23发生转动。
[0047]所述上凸轮24和下凸轮25通过螺栓固连于所述机架4上，所述上凸轮24和下凸轮25组合成所述凸轮机构5，所述凸轮机构5上设置凸轮槽26，所述凸轮槽26的槽宽和所述滚子15的外径相匹配;所述凸轮槽26的凸轮槽中心线32为一段光滑连续的曲线。所述凸轮槽中心线32包括:所述起始端33、过渡段34、终止端35，所述起始端33和所述终止端35为直线，所述过渡段34为曲线，所述起始端33、过渡段34、终止端35构成光滑连接。
[0048]所述运动组件21处于起始位置时，所述滚子15位于凸轮起点28的位置，所述手臂末端2位于机械手起点30的位置，所述滚子15沿所述凸轮槽中心线32点由所述凸轮起点28运动至凸轮终点29，所述手臂末端2到达机械手终点31的位置，所述手臂末端2产生运动轨迹27。所述起始端33和所述终止端35为直线，使所述手臂末端2发生直线运动。
[0049]手爪机构固连于所述手臂末端2，用于执行抓取物体和搬运物体的动作。
[0050]所述机械手臂I的一端固连所述调节板9，在所述调节板9上设置下微调螺栓12、上微调螺栓13;在所述机架4上固连下限位板10、上限位板11，所述下限位板10和所述下微调螺栓12相匹配，所述上限位板11和所述上微调螺栓13相匹配。调节所述下微调螺栓12、上微调螺栓13，可以调节所述手臂末端2的位置。
[0051]所述联轴器6包括:配合面17、连接段18，所述连接段18固连于所述伺服电机3的输出轴上，所述配合面17和所述拨叉7相匹配，所述联轴器6以紧凑的结构设计，实现了多重功能。所述拨叉7通过铰制孔螺栓固连于所述配合面17上，通过铰制孔螺栓连接，保证了所述拨叉7和所述配合面17之间的可靠连接，不会发生相对滑动。
[0052]本发明轨迹驱动式机械手由单一的驱动力一一所述伺服电机3作为输入，实现了理想的末端轨迹27，在所述手臂末端2上设置手爪机构可以达到抓取于搬运物体的功能。传统的手臂为了达到二维的运动轨迹，至少需要两个伺服电机作为动力输入，且两个伺服电机为了达到两轴联动的目的，需要配套的多轴运动控制系统，增加了控制系统的负担。其次，本发明轨迹驱动式机械手实现了轻量化设计，使得可以在紧凑型机械手结构中，或者航空航天领域中得到广阔的应用。传统的机械手，两个伺服电机需要占用更大的空间，增加更大的重量，导致机械手的体积庞大和重量增加。
[0053]本发明轨迹驱动式机械手通过所述凸轮槽中心线32控制所述末端轨迹27，通过调节所述上凸轮24和下凸轮25的相对位置，可以改变所述末端轨迹27。同时，通过微调所述下微调螺栓12、上微调螺栓13，可以改变所述末端轨迹27。
[0054]最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种轨迹驱动式机械手，其特征在于组成如下:包括伺服电机、机架、凸轮机构、拨叉、运动组件，所述伺服电机固连于所述机架，所述伺服电机的输出轴上固连联轴器，所述联轴器的末端固连拨叉，所述运动组件活动连接于所述机架，所述拨叉活动连接于所述运动组件； 所述运动组件包括:机械手臂、转台、滚子、滑块、调节板，所述转台上设置方块体、转轴，所述转轴通过所述轴承活动连接于所述支架，所述滑块固连于所述方块体上，所述机械手臂活动连接于所述滑块上;所述机械手臂的一端为手臂末端，所述滚子固连于所述机械手臂上； 所述凸轮机构包括:上凸轮、下凸轮，所述上凸轮和下凸轮固连于所述机架上，在所述上凸轮、下凸轮上设置凸轮槽，所述凸轮槽的槽宽和所述滚子的外径相匹配;所述凸轮槽的凸轮槽中心线为一段光滑连续的曲线。2.根据权利要求1所述的轨迹驱动式机械手，其特征在于，所述机械手臂的一端固连所述调节板，在所述调节板上设置下微调螺栓、上微调螺栓;在所述机架上固连下限位板、上限位板，所述下限位板和所述下微调螺栓相匹配，所述上限位板和所述上微调螺栓相匹配。3.根据权利要求1所述的轨迹驱动式机械手，其特征在于，所述滑块上固连盖板，所述机械手臂位于所述滑块和所述盖板之间。4.根据权利要求1所述的轨迹驱动式机械手，其特征在于，所述联轴器包括:配合面、连接段，所述连接段固连于所述伺服电机的输出轴上，所述配合面和所述拨叉相匹配，所述拨叉通过铰制孔螺栓固连于所述配合面上。5.根据权利要求1所述的轨迹驱动式机械手，其特征在于，所述凸轮槽中心线包括:所述起始端、过渡段、终止端，所述起始端和所述终止端为直线，所述过渡段为曲线。6.根据权利要求1所述的轨迹驱动式机械手，其特征在于，所述拨叉的一段固连于所述联轴器，另一端设置两条支腿，所述支腿之间活动连接所述滚子，所述支腿的距离和所述滚子的直径相匹配。
【专利摘要】本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种自动化机械手。轨迹驱动式机械手，包括伺服电机、机架、凸轮机构、拨叉、运动组件，所述伺服电机固连于所述机架，所述伺服电机的输出轴上固连联轴器，所述联轴器的末端固连拨叉，所述运动组件活动连接于所述机架，所述拨叉活动连接于所述运动组件。本发明适用于机械制造过程中，实现物料的搬运传输；本发明轨迹驱动式机械手实现了轻量化设计，利用一个伺服电机作为驱动源，使机械手产生预想的二维运动空间；通过改变凸轮槽中心线，可以快速改变机械手的运动轨迹。
【IPC分类】B25J9/12
【公开号】CN105538304
【申请号】CN201610058208
【发明人】林月洪
【申请人】林月洪
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月28日