一种柱坐标系浮动导杆与柱面导槽式机械手的制作方法
【专利说明】
[0001 ] 技术领域:
[0002]本实用新型涉及一种柱坐标系浮动导杆与柱面导槽式机械手。
[0003]【背景技术】:
[0004]在工业自动化领域，各种机械手已经得到广泛应用。机械手在生产设备和生产线上用于物料的搬运和换位，多数情况下机械手都是多轴的，其运动方式一般是复杂的三维动作。目前的机械手一般是由多个独立驱动轴构成多自由度的复杂机械手，一般采用2个以上的电机才能实现复杂的三维运动。这种机械手一般采用多轴联动的复杂驱动控制系统，因而存在运转速度慢、抗干扰能力差、工作可靠性差、价格昂贵等缺点，因而在中低端设备上难以得到普及应用。
[0005]因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
[0006]
【发明内容】
:
[0007]本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、运转速度高、抗干扰能力强、可靠性高、通用性强且成本经济的柱坐标系浮动导杆与柱面导槽式机械手。
[0008]本实用新型所采用的技术方案有:一种柱坐标系浮动导杆与柱面导槽式机械手，包括机座、电机、旋转臂、弧形导轨、左限位顶杆、右限位顶杆、驱动滑块、Z轴导杆、Z轴滑块、Z轴驱动销杆、柱面导板、浮动导筒、浮动导杆、浮动杆左端板、浮动杆右端板、R轴底座板、R轴滑套、R轴主导杆、R轴副导杆、R轴驱动左顶杆、R轴驱动左导板、R轴驱动右顶杆、R轴驱动右导板和夹具，所述弧形导轨固定于机座上，驱动滑块滑动设于弧形导轨上，电机的输出轴通过旋转臂与驱动滑块相连，左限位顶杆和右限位顶杆分别设于驱动滑块两侧;浮动导筒与驱动滑块固定连接，浮动导杆可滑动地穿接于浮动导筒中，浮动杆左端板和浮动杆右端板分别固定于浮动导杆的左右两端，R轴底座板固定连接于浮动杆左端板和浮动杆右端板之间，R轴滑套设于R轴底座板上，R轴主导杆和R轴副导杆可滑动地穿接于R轴滑套上;柱面导板固定连接于机座上，柱面导板上设计有柱面导槽，Z轴导杆固定连接于滑块转接板上，Z轴滑块滑动设于Z轴导杆上，Z轴驱动销杆固定连接于Z轴滑块上，且Z轴驱动销杆一端滑动设于柱面导板的柱面导槽中；R轴驱动左顶杆和R轴驱动右顶杆分别设于浮动杆左端板和浮动杆右端板上，R轴驱动左导板和R轴驱动右导板均固定于R轴主导杆上，夹具固定连接于R轴主导杆的上端。
[0009]进一步地，所述浮动导杆上且位于浮动导筒的两侧分别套设有浮动杆复位弹簧。
[0010]进一步地，所述R轴副导杆上套设有R轴复位弹簧。
[0011 ]本实用新型具有如下有益效果:
[0012]本实用新型只采用一个电机驱动，降低了机械手的复杂度，使得机械手的控制变得简单，整机成本得到降低，并且使得机械手的控制系统程序设计大大简化，同时由于机械手的控制系统得到简化，使得机械手的抗干扰性能和可靠性得到大幅提高。
[0013]【附图说明】:
[0014]图1为本实用新型结构图。
[0015]图2为本实用新型局部剖视结构图。
[0016]其中
[0017]1-机座，2-电机，3-旋转臂，4-弧形导轨，5-左限位座，6_左限位顶杆，7_导轮a，8_右限位座，9-右限位顶杆，10-导轮b，11-驱动滑块，12-滑块转接板，13-Z轴导杆，14-Z轴滑块，15-Z轴驱动销杆，16-柱面导板，17-柱面导槽，18-浮动导筒，19-浮动导杆，20-浮动杆复位弹簧，21-浮动杆左端板，22-浮动杆右端板，23-R轴底座板，24-R轴滑套，25-R轴主导杆，26-R轴副导杆，27-R轴复位弹簧，28-R轴驱动左顶杆，29-导轮c，30-R轴驱动左导板，31-R轴驱动右顶杆，32-导轮d，33-R轴驱动右导板，101-夹具。
[0018]【具体实施方式】:
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0020]如图1和图2，本实用新型一种柱坐标系浮动导杆与柱面导槽式机械手，包括弧形导轨4，弧形导轨4固定于机座I上，驱动滑块11可滑动地设于弧形导轨4上，电机2的输出轴通过旋转臂3与驱动滑块11相连并驱动其沿弧形导轨4运动。左限位座5和右限位座8分别安装于驱动滑块11两侧的弧形导轨4上，左限位顶杆6和右限位顶杆9分设于左限位座5和右限位座8上，导轮a7和导轮blO分别设于左限位顶杆6和右限位顶杆9的顶端。
[0021]浮动导筒18通过滑块转接板12与驱动滑块11固定连接，浮动导杆19可滑动地穿接于浮动导筒18中，浮动杆左端板21和浮动杆右端板22分别固定于浮动导杆19的左右两端，浮动导杆19上且位于浮动导筒18的两侧分别套设有浮动杆复位弹簧20，左段浮动杆复位弹簧20的两端支撑于浮动导筒18和浮动杆左端板21上，右段浮动杆复位弹簧20的两端支撑于浮动导筒18和浮动杆右端板22上。
[0022]R轴底座板23的两端分别固定连接于浮动杆左端板21和浮动杆右端板22上，R轴滑套24设于R轴底座板23上，R轴主导杆25和R轴副导杆26可滑动地穿接于R轴滑套24中，R轴副导杆26上套设有R轴复位弹簧27，R轴复位弹簧27的两端分别支撑于R轴滑套24和R轴主导杆25上。
[0023]柱面导板16固定连接于机座I上，柱面导板16上设计有柱面导槽17;Z轴导杆13固定连接于滑块转接板12上，Z轴滑块14可滑动地安装于Z轴导杆13上，Z轴驱动销杆15固定连接于Z轴滑块14上，且Z轴驱动销杆15可滑动地穿设于柱面导板16的柱面导槽17中。
[0024]R轴驱动左顶杆28和R轴驱动右顶杆31分别设于浮动杆左端板21和浮动杆右端板22上，导轮c29和导轮d32分别设于R轴驱动左顶杆28和R轴驱动右顶杆31上。R轴主导杆25下端两侧分别设有R轴驱动左导板30和R轴驱动右导板33，R轴驱动左导板30和R轴驱动右导板33分别对应位于R轴驱动左顶杆28—侧和R轴驱动右顶杆31—侧。夹具101安装于R轴主导杆25的端部。
[0025]当电机2通过旋转臂3带动驱动滑块11沿弧形导轨4运动时，在各轴引导机构和复位弹簧的作用下，机械手的夹具可以实现柱坐标系三维空间的多轴梯次衔接或复合运动。
[0026]以驱动滑块11沿弧形导轨4向左运动为例说明如下:
[0027]当电机2通过旋转臂3带动驱动滑块11沿弧形导轨4向左运动时，滑块转接板12上固定连接的Z轴导杆13也随同带动Z轴滑块14向左运动，固定连接在Z轴滑块14上的Z轴驱动销杆15在柱面导板16上的柱面导槽17引导下按照设计的Θ-Ζ函数曲线轨迹在柱面导槽17内运动，因而滑块转接板12上固定连接的浮动导杆机构与夹具101也随同在Θ-Ζ平面内运动。随着驱动滑块11带动浮动导杆机构继续向左运动，当浮动杆左端板21与左限位顶杆6的导轮a7接触时，机械手的夹具101停止向左运动。此后随着驱动滑块11带动浮动导筒18继续向左运动，左侧的浮动杆复位弹簧20被压缩，直到R轴驱动左顶杆28的导轮c29与R轴驱动左导板30接触。此后随着驱动滑块11继续向左运动，R轴主导杆25和R轴副导杆26在R轴驱动左导板30与导轮c29的引导下沿R轴滑套24运动，在此过程中机械手的夹具101也随同R轴主导杆25作R轴运动。上述解释了机械手的夹具Θ-Ζ-R轴的顺序做梯次衔接或复合运动。
[0028]接下来，当电机带动驱动滑块11沿弧形导轨4向右作回复运动时，在各轴引导机构和复位弹簧的作用下，机械手的夹具将按R-Ζ-θ轴的反向顺序做梯次衔接或复合运动，直到浮动导杆19回到浮动导筒18的中心位置。
[0029]当电机带动驱动滑块11沿弧形导轨4向右运动及回复时，机械手的夹具101的运动分析过程与前述类似。
[0030]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种柱坐标系浮动导杆与柱面导槽式机械手，其特征在于:包括机座(1)、电机(2)、旋转臂(3)、弧形导轨(4)、左限位顶杆(6)、右限位顶杆(9)、驱动滑块(11)、Z轴导杆(13)、Z轴滑块(14)、Z轴驱动销杆(15)、柱面导板(16)、浮动导筒(18)、浮动导杆(19)、浮动杆左端板(21)、浮动杆右端板(22)、R轴底座板(23)、R轴滑套(24)、R轴主导杆(25)、R轴副导杆(26)、时自驱动左顶杆(28)、时自驱动左导板(30)、1?轴驱动右顶杆(31)、1?轴驱动右导板(33)和夹具(101)，所述弧形导轨(4)固定于机座(1)上，驱动滑块(11)滑动设于弧形导轨(4)上，电机(2)的输出轴通过旋转臂(3)与驱动滑块(11)相连，左限位顶杆(6)和右限位顶杆(9)分别设于驱动滑块(11)两侧;浮动导筒(18)与驱动滑块(11)固定连接，浮动导杆(19)滑动穿接于浮动导筒(18)中，浮动杆左端板(21)和浮动杆右端板(22)分别固定于浮动导杆(19)的左右两端，R轴底座板(23)固定连接于浮动杆左端板(21)和浮动杆右端板(22)之间，R轴滑套(24)设于R轴底座板(23)上，R轴主导杆(25)和R轴副导杆(26)滑动设于R轴滑套(24)上；柱面导板(16)固定连接于机座(1)上，柱面导板(16)上设计有柱面导槽(17)，Z轴导杆(13)固定连接于滑块转接板(12)上，Z轴滑块(14)滑动设于Z轴导杆(13)上，Z轴驱动销杆(15)固定连接于Z轴滑块(14)上，且Z轴驱动销杆(15)—端滑动设于柱面导板(16)的柱面导槽(17)中；R轴驱动左顶杆(28)和R轴驱动右顶杆(31)分别设于浮动杆左端板(21)和浮动杆右端板(22)上，R轴驱动左导板(30)和R轴驱动右导板(33)均固定于R轴主导杆(25)上，夹具(101)固定连接于R轴主导杆(25)的上端。2.如权利要求1所述的柱坐标系浮动导杆与柱面导槽式机械手，其特征在于:所述浮动导杆(19)上且位于浮动导筒(18)的两侧分别套设有浮动杆复位弹簧(20)。3.如权利要求1所述的柱坐标系浮动导杆与柱面导槽式机械手，其特征在于:所述R轴副导杆(26)上套设有R轴复位弹簧(27)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种柱坐标系浮动导杆与柱面导槽式机械手，本实用新型中的左/右限位顶杆分别设于驱动滑块两侧；浮动导筒与驱动滑块相连，浮动导杆滑动设于浮动导筒中，浮动杆左/右端板分别设于浮动导杆两端，R轴滑套设于R轴底座板上，R轴主/副导杆滑动设于R轴滑套上；柱面导板固定连接于机座上，柱面导板上设计有柱面导槽，Z轴导杆固定于滑块转接板上，Z轴驱动销杆固定连接于Z轴滑块上且滑动设于柱面导槽中；R轴驱动左/右顶杆分别设于浮动杆左/右端板上，R轴驱动左/右导板均固定于R轴主导杆上，夹具固定连接于R轴主导杆上。本实用新型结构简单、运转速度高、抗干扰能力强、可靠性高。
【IPC分类】B25J9/04
【公开号】CN205290950
【申请号】
【发明人】白顺科, 彭复明, 杨静丽
【申请人】南京工业职业技术学院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月11日