一种新型按键操作机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型按键操作机械手，主要由平行四连杆机构、滑块运动结构、旋转结构、水平移动结构、固定支架和末端执行结构组成，平行四连杆机构通过水平滑块、竖直滑块、销轴及深沟球轴承与滑块运动结构相连，滑块运动结构通过水平线性模组托板及旋转连接件与旋转结构相连，旋转结构通过水平运动连接件与水平移动结构相连，水平移动结构则通过固定托板采用螺钉连接的方式与固定支架相连，末端执行结构通过一个微型步进电机与连杆一相连。本实用新型设计科学合理，结构简单，创意新颖，性能稳定，能够大大提高工作效率，实现工业生产无人值守操作环境中的自动化，满足日益发展的自动化生产线的需要，也为其他机械手结构的设计者提供了参考。
【专利说明】一种新型按键操作机械手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型按键操作机械手，其特点是能够实现按钮、旋钮、拨动开关的无人操作，可广泛应用在自动化工业生产无人值守操作环境的领域。
【背景技术】
[0002]机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，机械手是机器人的一个重要分支，它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机器人的研制和生产已成为高新【技术领域】内，迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合，机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
[0003]目前一些工厂正在向实现无人化车间发展，尤其是在一些危险性比较高的作业环境中逐渐使用机器人来代替人工劳动，比如说搬运机械手能够代替人工的体力劳动。但在一些高危险、高辐射、高温、高污染的工作环境中难免会有人工来操作按键、旋钮、拨动开关等。为了解决在这种危险环境中给人们带来的危害，我们可以使用一种新型按键操作机械手来代替人工工作，这种新型按键操作机械手设计新颖、结构简单、功能完善，而且运行较为稳定，动作可靠，易于实现各种按键的操作，以此来实现工业生产无人值守操作环境中的自动化。
实用新型内容
[0004]为了实现工业生产无人值守操作环境中的自动化，提高点击按键、旋转旋钮、拨动开关的工作效率，本实用新型提供了一种高效率、低投入的一种新型按键操作机械手。
[0005]为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种新型按键操作机械手，主要由平行四连杆机构、滑块运动结构、旋转结构、水平移动结构、固定支架和末端执行结构组成，平行四连杆机构主要包括连杆一、连杆二、连杆三、连杆四及深沟球轴承，滑块运动结构包括水平线性模组、竖直线性模组、水平滑块、竖直滑块、水平线性模组连接板、水平线性模组托板、竖直线性模组连接板、水平步进电机及竖直步进电机，旋转结构主要包括减速器、腰部电机、推力球轴承、轴承固定支架及旋转连接件，水平移动结构主要包括直线运动单元、水平运动连接件、直线运动单元固定板、减速电机、电机固定板，固定支架主要包括铝型材、固定托板，末端执行结构主要包括微型旋转步进电机、微型摄像头、微型步进电机及末端执行杆件；平行四连杆机构通过水平滑块、竖直滑块、销轴及深沟球轴承与滑块运动结构相连，滑块运动结构通过水平线性模组托板及旋转连接件与旋转结构相连，旋转结构通过水平运动连接件与水平移动结构相连，水平移动结构则通过固定托板采用螺钉连接的方式与固定支架相连，末端执行结构通过一个微型步进电机与连杆一相连。
[0006]所述的平行四连杆机构连杆一、连杆二、连杆三、连杆四通过深沟球轴承及销轴连接。
[0007]所述的滑块运动结构中，水平线性模组和竖直线性模组通过水平线性模组连接板、水平线性模组托板、竖直线性模组连接板采用螺栓连接固定在一起，水平滑块、竖直滑块是通过螺栓连接分别固定在水平线性模组和竖直线性模组上。
[0008]所述的旋转结构中，旋转电机通过联轴器与减速器连接，减速器与轴承固定支架采用螺栓连接，旋转连接件与推力球轴承的轴圈紧密接触。
[0009]所述的水平移动结构中，直线运动单元与直线运动单元固定板和水平运动连接件均采用螺栓连接，减速电机通过联轴器与直线运动单元相连。
[0010]所述的末端执行结构中，微型步进电机与连杆一采用螺栓连接，微型步进电机与电机固定架采用螺栓连接，旋转微型步进电机与末端执行杆件通过螺纹连接。
[0011]所述的固定支架中，型材之间通过螺栓和角件连接，固定托板与型材之间螺栓和T型螺母连接。
[0012]本实用新型设计科学合理，结构简单，性能稳定，操作方便，自动化程度高，能够大大提高工作效率，减少人力资源的浪费，能够广泛用于工业生产自动化的领域，满足日益发展的自动化生产线的需要，主要是免除了人们在高危环境中的伤害。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0014]图1是本实用新型的三维视图。
[0015]图2是本实用新型的主视图。
[0016]图3是本实用新型的左视图。
[0017]图4是本实用新型的平行四连杆机构视图。
[0018]图5是本实用新型的旋转结构的剖视图。
[0019]图6是本实用新型的连杆连接剖视图。
[0020]图7是本实用新型的连杆与滑块连接剖视图。
[0021]图中:1.控制箱；2.铝型材；3.固定托板；4.减速电机；5电机固定板；6.腰部电机；7.减速器；8.轴承固定支架；9.水平线性模组托板；10.旋转连接件；11.水平步进电机；12.水平线性模组；13.水平滑块；14.末端执行杆件；15.微型旋转步进电机；16.微型摄像头；17.微型步进电机；18.连杆一 ；19.连杆二 ；20.连杆三；21.连杆四；22.竖直滑块；23.竖直步进电机；24.竖直线性模组；25.竖直线性模组连接板；26.直线运动单元固定板；27.直线运动单元；28.水平运动连接件；29.水平线性模组连接板；30.深沟球轴承；31.孔用挡圈；32.推力球轴承。
【具体实施方式】
[0022]如附图所示:一种新型按键操作机械手，它主要由平行四连杆机构、滑块运动结构、旋转结构、水平移动结构、固定支架和末端执行结构组成，四连杆机构主要包括连杆一18、连杆二 19、连杆三20、连杆四21及深沟球轴承30组成；滑块运动结构包括水平线性模组12、竖直线性模组24、水平滑块13、竖直滑块22、水平线性模组连接板29、水平线性模组托板9、竖直线性模组连接板25、水平步进电机11及竖直步进电机23组成；旋转结构主要包括减速器7、腰部电机6、推力球轴承32、轴承固定支架8及旋转连接件10 ;水平移动结构主要包括直线运动单元27、水平运动连接件28、直线运动单元固定板26、减速电机4及电机固定板5 ;固定支架主要包括铝型材2、固定托板3 ;末端执行结构主要包括微型旋转步进电机15、微型摄像头16、微型步进电机17及末端执行杆件14 ;平行四连杆机构通过连杆二19与水平滑块13、连杆三20与竖直滑块22的连接而与滑块运动结构相连，滑块运动结构则通过水平线性模组托板9与旋转连接件10采用螺钉连接的方式与旋转结构相连，旋转结构通过减速器7与水平运动连接件28采用螺栓连接的方式与水平移动结构相连，水平移动结构通过固定托板3与铝型材2采用螺栓连接的方式与固定支架相连，末端执行结构通过微型步进电机17与连杆一 18采用螺栓连接的方式与平行四连杆机构相连。
[0023]工作过程中，由水平步进电机11驱动水平线性模组12运动从而带动水平滑块13和连杆机构在X方向前后移动，由竖直步进电机23驱动竖直线性模组24运动从而带动竖直滑块22和连杆机构在Y方向上下移动，而旋转功能则有腰部电机6通过驱动减速器7来实现，水平移动结构则有减速电机4驱动直线运动单元27来实现，末端执行器结构则通过微型旋转步进电机15和微型步进电机17旋转实现动作；工作时，新型按键操作机械手处于初始状态，可先由水平步进电机11驱动平行四连杆机构实现X方向前后移动已设定的距离，接着由竖直步进电机23驱动平行四连杆机构实现Y方向上下移动已设定的距离，再由腰部电机6驱动旋转结构使平行四连杆机构和滑块运动结构旋转已设定角度，由减速电机驱动水平移动结构使平行四连杆机构、滑块运动结构、旋转结构水平移动已设定距离，再有微型步进电机17旋转已设定角度，以使末端执行器对准操作对象(按键、旋钮、拨动开关)，然后再由水平步进电机11驱动平行四连杆机构实现X方向前后移动实现点击按钮动作，接着由竖直步进电机23驱动平行四连杆机构实现Y方向上下移动实现拨动开关动作，由微型旋转步进电机15旋转实现旋转旋钮的动作；或者水平步进电机11驱动平行四连杆机构实现X方向前后移动、竖直步进电机23驱动平行四连杆机构实现Y方向上下移动、腰部电机6驱动旋转结构使平行四连杆机构和滑块运动结构旋转运动及减速电机驱动水平移动结构使平行四连杆机构、滑块运动结构、旋转结构水平移动同时动作实现四轴联动，以使末端执行器达到已设定的点，然后再由水平步进电机11驱动平行四连杆机构实现X方向前后移动实现点击按钮动作，由竖直步进电机23驱动平行四连杆机构实现Y方向上下移动实现拨动开关动作，由微型旋转步进电机15旋转实现旋转旋钮的动作。
[0024]本实用新型结构简单，造价低，性能稳定，可广泛应用于工业生产自动化的领域，尤其是高危环境的按键操作，这对于降低人身伤害，减少人力资源，提高经济效益非常有利。本说明书列举的仅为本实用新型的较佳实施方式，凡在本实用新型的工作原理和思路下所做的等同技术和结构变换，均视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种新型按键操作机械手，其特征在于:主要由平行四连杆机构、滑块运动结构、旋转结构、水平移动结构、固定支架和末端执行结构组成；平行四连杆机构主要包括连杆一、连杆二、连杆三、连杆四及深沟球轴承，滑块运动结构包括水平线性模组、竖直线性模组、水平滑块、竖直滑块、水平线性模组连接板、水平线性模组托板、竖直线性模组连接板、水平步进电机及竖直步进电机，旋转结构主要包括减速器、腰部电机、推力球轴承、轴承固定支架及旋转连接件，水平移动结构主要包括直线运动单元、水平运动连接件、直线运动单元固定板、减速电机、电机固定板，固定支架主要包括铝型材、固定托板，末端执行结构主要包括微型旋转步进电机、微型摄像头、微型步进电机及末端执行杆件组成；平行四连杆机构通过水平滑块、竖直滑块、销轴及深沟球轴承与滑块运动结构相连，滑块运动结构通过水平线性模组托板及旋转连接件与旋转结构相连，旋转结构通过水平运动连接件与水平移动结构相连，水平移动结构则通过固定托板采用螺钉连接的方式与固定支架相连，末端执行结构通过一个微型步进电机与连杆一相连。
2.根据权利要求1所述的一种新型按键操作机械手，其特征在于:所述的平行四连杆机构连杆一、连杆二、连杆三、连杆四通过深沟球轴承及销轴连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型按键操作机械手，其特征在于:所述的滑块运动结构中，水平线性模组和竖直线性模组通过水平线性模组连接板、水平线性模组托板、竖直线性模组连接板采用螺栓连接固定在一起，水平滑块、竖直滑块也是通过螺栓连接分别固定在水平线性模组和竖直线性模组上。
4.根据权利要求1所述的一种新型按键操作机械手，其特征在于:所述的旋转结构中，旋转电机通过联轴器与减速器连接，减速器与轴承固定支架采用螺栓连接，旋转连接件与推力球轴承的轴圈紧密接触。
5.根据权利要求1所述的一种新型按键操作机械手，其特征在于:所述的水平移动结构中，直线运动单元与直线运动单元固定板和水平运动连接件均采用螺栓连接，减速电机通过联轴器与直线运动单元相连。
6.根据权利要求1所述的一种新型按键操作机械手，其特征在于:所述的固定支架中，型材之间通过螺栓和角件连接，固定托板与型材之间螺栓和T型螺母连接。
7.根据权利要求1所述的一种新型按键操作机械手，其特征在于:所述的末端执行结构中，微型步进电机与连杆一采用螺栓连接，微型步进电机与电机固定架采用螺栓连接，旋转微型步进电机与末端执行杆件通过螺纹连接。
【文档编号】B25J9/00GK204248882SQ201420612970
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】陈广庆, 夏信堂, 王吉岱, 王智伟, 刘希峰 申请人:山东科技大学