一种新型机械手系统的制作方法
【专利摘要】一种新型机械手系统，其包括支架总成、水平运动平台、垂直运动平台、导轨滑块、动力系统和气动机械手，水平运动平台通过导轨滑块安装在支架总成上；垂直运动平台通过导轨滑块安装在水平运动平台上；气动机械手安装在垂直运动平台上；水平运动平台和垂直运动平台由动力系统驱动。本发明新型机械手系统，能灵活控制水平和垂直两个方向的运动，搬运效率快，自动化程度高，气动机械手夹持机构简单，夹持力可控性强，同时通过压灯机构能可靠压紧电灯，并提供有效缓冲保护灯体。
【专利说明】一种新型机械手系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业生产自动化领域，具体是一种新型机械手系统。
【背景技术】
[0002]在现代自动化生产当中，经常需要对电灯进行移动搬运，甚至需要装入灯头座进行测试。在对电灯移动的过程中，为减轻作业人员劳动强度，提高生产效率，通常采用下灯机械系统进行作业。现有技术中的新型机械手系统，自动化程度低，夹持机构复杂，夹持效果差，夹持力不容易控制。在把电灯装入灯头座时，不能可靠地将电灯压入，容易造成电灯与灯头座之间接触不良，或因压力太大而造成灯体损坏。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，有必要针对现有的问题，提供一种新型机械手系统，具备夹持机构简单，夹持力容易控制，还具备灯头压入可靠，缓冲保护灯体的特点。
[0004]一种新型机械手系统，其包括支架总成、水平运动平台、垂直运动平台、导轨滑块、动力系统和气动机械手，水平运动平台通过导轨滑块安装在支架总成上；垂直运动平台通过导轨滑块安装在水平运动平台上；气动机械手安装在垂直运动平台上；水平运动平台和垂直运动平台由动力系统驱动。
[0005]所述动力系统包括伺服电机和滚珠丝杆。
[0006]所述动力系统包括动力气缸。
[0007]所述气动机械手包括气缸、驱动杆、机械手支架、夹臂导向杆、夹持机构、夹臂、夹爪和压灯机构；驱动杆一端连接气缸，另一端穿过机械手支架和压灯机构，连接夹持机构；夹持机构与位于气动机械手两侧的夹臂相连；夹臂下端装有夹爪；夹臂设有导向孔，夹臂导向杆穿过夹臂导向孔横驾于机械手支架内；压灯机构安装于机械手支架上，位于夹臂之间。
[0008]所述气缸与驱动杆之间通过浮动接头连接。
[0009]所述驱动杆与夹持机构之间采用螺纹连接。
[0010]所述夹臂导向杆有2条。
[0011]所述驱动杆上带有铣槽。
[0012]所述机械手支架包括支架本体、紧固件、压灯机构固定板和铜套，压灯机构固定板中心带有中心孔，铜套嵌于压灯机构固定板的中心孔内；压灯机构固定板固定于支架本体上，与支架本体垂直布置；紧固件安装于支架主体上，位于压灯机构固定板两侧。
[0013]所述压灯机构固定板上开有工艺槽。
[0014]所述支架本体与紧固件、支架本体与压灯机构固定板之间采用螺纹连接。
[0015]所述支架本体有夹臂导向槽。
[0016]所述夹臂上的导向孔安装有直线轴承。
[0017]每只夹臂上的导向孔安装有的直线轴承有2个。[0018]所述夹爪形状与灯体外表面完全配合。
[0019]所述夹持机构包括推拉块、连杆和铰链销，推拉块与所述驱动杆连接；推拉块两侧通过铰链销与连杆一端铰接；连杆另一端与所述夹臂铰接。
[0020]所述夹持机构的连杆有4个。
[0021]所述压灯机构包括上面板、下面板、压灯导杆、定位套、弹簧、弹簧销和灯罩压板，上面板和下面板之间装有导杆；导杆外围靠上面板一侧套有定位套；上面板两侧装有弹簧销；弹簧销外围套有弹簧；灯罩压板安装于下面板下方。
[0022]所述上面板中心开有中心孔。
[0023]所述弹簧销和弹簧各有2个。
[0024]所述灯罩压板形状与灯罩外表面完全配合。
[0025]本发明新型机械手系统，能灵活控制水平和垂直两个方向的运动，搬运效率快，自动化程度高，气动机械手夹持机构简单，夹持力可控性强，同时通过压灯机构能可靠压紧电灯，并提供有效缓冲保护灯罩。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明新型机械手系统实施例一的结构示意图。
[0027]图2是本发明新型机械手系统垂直运动平台结构示意图。
[0028]图3是气动机械手的结构图。
[0029]图4是本发明新型机械手系统实施例二的结构示意图。
[0030]具体标号
[0031]1.支架总成2.水平运动平台3.导轨滑块
[0032]4.滚珠丝杆5.伺服电机 6.垂直运动平台
[0033]7.气动机械手 8.气缸9.驱动杆
[0034]10.机械手支架 11.夹臂导向杆 12.夹臂
[0035]13.夹爪14.压灯机构 15.夹持机构
[0036]16.紧固件17.支架本体 18.压灯机构固定板
[0037]19.铜套20.推拉块 21.连杆
[0038]22.铰链销23.上面板24.定位套
[0039]25.弹簧26.弹簧销27.压灯导杆
[0040]28.下面板29.灯罩压板 30.动力系统
[0041]31.动力气缸
【具体实施方式】
[0042]请参阅图1和图2，一种新型机械手系统，包括支架总成1、水平运动平台2、垂直运动平台6、导轨滑块3、动力系统30和气动机械手7，水平运动平台2通过导轨滑块3安装在支架总成I上；垂直运动平台6通过导轨滑块3安装在水平运动平台2上；气动机械手7安装在垂直运动平台6上；水平运动平台2和垂直运动平台6由动力系统30驱动。
[0043]作为优选，所述动力系统30包括伺服电机5和滚珠丝杆4。由伺服电机5和滚珠丝杆4组成的动力系统30，具备定位精度高、传动平稳、受载能力强的优点，一般用在气动机械手7数量较多、受载较大、定位精度要求较高的场合。此方案的缺点是:动作缓慢、机构较为复杂。
[0044]作为优选,所述动力系统30包括动力气缸31。采用动力气缸31的方案,具备动作迅速、机构简单的优点。但此方案的受载能力较差、定位精度难以控制，一般用在气动机械手7数量较少、轻载、定位精度要求不高的场合。
[0045]通过水平运动平台2和垂直运动平台6，可以分别控制气动机械手7在水平和垂直方向上的运动。
[0046]请参阅图3，所述的气动机械手7，包括气缸8、驱动杆9、机械手支架10、夹臂导向杆11、夹持机构15、夹臂12、夹爪13和压灯机构14，驱动杆9 一端连接气缸8，另一端穿过机械手支架与压灯机构14，连接夹持机构15 ;夹持机构15与位于气动机械手两侧的夹臂12相连；夹臂12下端装有夹爪13 ;夹臂12设有导向孔，夹臂导向杆11穿过夹臂12的导向孔横驾于支架内；压灯机构14安装于机械手支架10上，位于夹臂12之间。
[0047]所述机械手支架10，包括支架本体17、紧固件16、压灯机构固定板18和铜套19，压灯机构固定板18中心带有中心孔，铜套19嵌于压灯机构固定板18的中心孔内；压灯机构固定板18安装于支架本体17上，与支架本体17垂直布置；紧固件16安装于支架本体17上，位于压灯机构固定板18两侧。支架本体17与紧固件16、支架本体17与压灯机构固定板18之间采用螺纹连接。为了使各部件之间的受力更稳定，压灯机构固定板18上开有工艺槽，紧固件16和支架本体17能嵌入压灯机构固定板18的工艺槽中，使他们之间产生相互作用，互相锲紧。支架本体17上有夹臂导向槽，配合夹臂12进行导向，能有效改善夹臂12运动时的导向和受力情况。
[0048]所述夹持机构15包括推拉块20、连杆21和铰链销22。驱动杆9采用螺纹与推拉块20刚性连接；推拉块20两侧分别通过铰链销22与4条连杆21的一端铰接；连杆21另一端与夹臂12铰接。位于机械手支架10上有2条夹臂导向杆11水平安装，夹臂导向杆11穿过夹臂12的导向孔，导向孔上装有直线轴承，使夹臂12在夹臂导向杆11的导向下能作平稳的水平滑动。
[0049]所述夹臂12下端装有夹爪13，夹爪13的形状与灯体外表面完全配合，以便夹爪13与电灯接触时能平稳夹持电灯，且不会损坏电灯灯体。
[0050]所述压灯机构14包括上面板23、下面板28、压灯导杆27、定位套24、弹簧25、弹簧销26和灯罩压板29，上面板23和下面板28之间装有四条压灯导杆27 ;每条压灯导杆27外围靠上面板23 —侧各套有I个定位套24 ;上面板23两侧装有两个弹簧销26，每个弹簧销26外围各套有一根弹簧25 ;灯罩压板29固定于下面板28下方。上面板23中心是开有中心孔的，以免与驱动杆9发生干涉。灯罩压板29的形状能与灯罩外表面完全配合，与夹爪13相似地，灯罩压板29与电灯接触时能平稳压紧电灯，且不会压坏电灯灯罩。
[0051]为了使气缸8与驱动杆9之间的连接更为稳定，传动更为可靠，气缸8与驱动杆9之间通过浮动接头连接。此外，为了装配时方便使用扳手旋紧驱动杆9，驱动杆9上设有铣槽。
[0052]当气缸8伸出时，驱动杆9带动夹持机构15的推拉块20往下运动，此时连杆21在推拉块20的作用下向外撑开，为两侧的夹臂12提供张开的力，使夹臂12在夹臂导向杆11的导向下往两侧平移张开。反之当气缸8收缩时，驱动杆9带动夹持机构15的推拉块20往上运动，连杆21往内收缩，带动夹臂12在夹臂导向杆11的导向下平移往中心夹紧。
[0053]实施例一
[0054]请参阅图1和图2，取灯时，电灯灯头朝下，灯体朝上放置。此时气动机械手7处于张开状态。在本实施例中，动力系统30由伺服电机5和滚珠丝杆4构成。在伺服电机5和滚珠丝杆4的作用下，水平运动平台2使气动机械手7运动到电灯正上方，然后垂直运动平台6搭载其向下运动，使压灯机构14的灯罩压板29压住灯罩的上表面。通过气缸8收缩控制两侧夹臂12夹紧，使夹爪13与灯罩压板29分别在水平与垂直方向上对电灯完全限位，完成电灯的夹持动作。随后再由伺服电机5驱动滚珠丝杆4，带动垂直运动平台6向上运动将电灯提起，再由水平运动平台2搭载其移动到目标位置，完成运输。
[0055]下灯时，气动上下灯机械手7处于夹紧状态，并夹持着电灯。在伺服电机5和滚珠丝杆4的作用下，水平运动平台2使气动机械手7运动到灯头座正上方，再通过垂直运动平台6搭载其向下运动，将电灯压入灯头座。此时压灯机构14动作，在压灯导杆27的导向下向上运动，弹簧25提供弹力为电灯缓冲，防止压力过大而损坏电灯灯罩。随后气缸8伸出控制两侧夹臂12张开，垂直运动平台6向上运动，完成整个下灯过程。
[0056]采用伺服电机5和滚珠丝杆4驱动水平运动平台2和垂直运动平台6，承载能力强，定位精度高，传动平稳。但机构较为复杂，动作速度缓慢，通常用在气动机械手7数量较多，定位精度要求较高的场合。
[0057]实施例二
[0058]请参阅图4,与实施例一唯一的区别在于:所述动力系统30由动力气缸31构成。通过动力气缸31的伸缩动作，代替伺服电机5和滚珠丝杆4，控制水平运动平台2和垂直运动平台6的移动。对于取灯及下灯的动作，以及气动机械手7的动作，与实施例一完全一致，在此不再赘述。
[0059]采用动力气缸31驱动水平运动平台2和垂直运动平台6，机构简单，动作迅速。但承载能力较差，定位精度较难控制，一般用在气动机械手7数量较少，定位精度要求不高的场合。
[0060]本发明新型机械手系统自动化程度高，能灵活控制水平和垂直两个方向上的运输移动，搬运效率快，自动化程度高。气动机械手7结构简单，夹持平稳可靠，只需用单个气缸驱动控制，容易控制夹持力。此外，工作过程中对电灯的保护作用卓越，压灯机构14能为灯罩提供有效缓冲作用。
[0061]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种新型机械手系统，其特征在于:其包括支架总成、水平运动平台、垂直运动平台、导轨滑块、动力系统和气动机械手，水平运动平台通过导轨滑块安装在支架总成上；垂直运动平台通过导轨滑块安装在水平运动平台上；气动机械手安装在垂直运动平台上；水平运动平台和垂直运动平台由动力系统驱动。
2.根据权利要求1所述的新型机械手系统，其特征在于:所述动力系统包括伺服电机和滚珠丝杆。
3.根据权利要求1所述的新型机械手系统，其特征在于:所述动力系统包括动力气缸。
4.根据权利要求1所述的新型机械手系统，其特征在于:所述气动机械手包括气缸、驱动杆、机械手支架、夹臂导向杆、夹持机构、夹臂、夹爪和压灯机构；驱动杆一端连接气缸，另一端穿过机械手支架和压灯机构，连接夹持机构；夹持机构与位于气动机械手两侧的夹臂相连；夹臂下端装有夹爪；夹臂设有导向孔，夹臂导向杆穿过夹臂导向孔横驾于机械手支架内；压灯机构安装于机械手支架上，位于夹臂之间。
5.根据权利要求4所述的新型机械手系统，其特征在于:所述气缸与驱动杆之间通过浮动接头连接。
6.根据权利要求4所述的新型机械手系统，其特征在于:所述驱动杆与夹持机构之间采用螺纹连接。
7.根据权利要求4所述的新型机械手系统，其特征在于:所述夹臂导向杆有2条。
8.根据权利要求4所述的新型机械手系统，其特征在于:所述驱动杆上带有铣槽。
9.根据权利要求4所述的新型机械手系统，其特征在于:所述机械手支架包括支架本体、紧固件、压灯机构固定板和铜套，压灯机构固定板中心带有中心孔，铜套嵌于压灯机构固定板的中心孔内；压灯机构固定板固定于支架本体上，与支架本体垂直布置；紧固件安装于支架主体上，位于压灯机构固定板两侧。
10.根据权利要求9所述的新型机械手系统，其特征在于:所述压灯机构固定板上开有工艺槽。
11.根据权利要求9所述的新型机械手系统，其特征在于:所述支架本体与紧固件、支架本体与压灯机构固定板之间采用螺纹连接。
12.根据权利要求9所述的新型机械手系统，其特征在于:所述支架本体有夹臂导向槽。
13.根据权利要求4所述的新型机械手系统，其特征在于:所述夹臂上的导向孔安装有直线轴承。
14.根据权利要求13所述的新型机械手系统，其特征在于:每只夹臂上的导向孔安装有的直线轴承有2个。
15.根据权利要求4所述的新型机械手系统，其特征在于:所述夹爪形状与灯体外表面完全配合。
16.根据权利要求4所述的新型机械手系统，其特征在于:所述夹持机构包括推拉块、连杆和铰链销，推拉块与所述驱动杆连接；推拉块两侧通过铰链销与连杆一端铰接；连杆另一端与所述夹臂铰接。
17.根据权利要求16所述的新型机械手系统，其特征在于:所述夹持机构的连杆有4个。
18.根据权利要求4所述的新型机械手系统，其特征在于:所述压灯机构包括上面板、下面板、压灯导杆、定位套、弹簧、弹簧销和灯罩压板，上面板和下面板之间装有导杆；导杆外围靠上面板一侧套有定位套；上面板两侧装有弹簧销；弹簧销外围套有弹簧；灯罩压板安装于下面板下方。
19.根据权利要求18所述的新型机械手系统，其特征在于:所述上面板中心开有中心孔。
20.根据权利要求18所述的新型机械手系统，其特征在于:所述弹簧销和弹簧各有2个。
21.根据权 利要求18所述的新型机械手系统，其特征在于:所述灯罩压板形状与灯罩外表面完全配合。
【文档编号】B25J9/20GK103753525SQ201310741028
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年4月28日
【发明者】关崇安 申请人:广州奥迪通用照明有限公司