机械手的制作方法

本实用新型属于。

背景技术：

现有水平关节机械手中是通过软件监测电机旋转的位置来对工作轴进行校准，但水平关节机械手在运行过程中，工作轴及其它零部件会使工作轴产生一定的位移，因此此方式使机械手运行较为不稳定。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出了一种运行稳定的机械手，其目的可通过以下技术方案来实现：

机械手，包括小臂，所述的小臂上设有竖直设置的丝杆和与丝杆平行设置的工作轴，所述的小臂上固定设有罩盖，所述丝杆和工作轴位于罩盖内侧；工作轴与丝杆之间设有连接件，所述工作轴轴向固定在连接件上，所述连接件连接在丝杆上且在丝杆的带动下连接件能够带动工作轴沿工作轴轴向移动，其特征在于，机械手包括相对于连接件固定设置的磁铁一，所述机械手还包括与磁铁一相对应且相对于小臂固定设置的霍尔传感器一。

在丝杆动作过程中，丝杆带动连接件上下移动，从而带动工作轴上下移动，在此过程中，相对于连接件固定设置的磁铁一与连接件一同上下移动。霍尔传感器一与磁铁一相对应设置的意思是，在磁铁一移动的路径中，当磁铁一靠近霍尔传感器一时被霍尔传感器一感应到。

在本机械手中，由于设置了磁铁一和霍尔传感器一，当磁铁一靠近霍尔传感器一且被霍尔传感器一感应到时，机械手获得当前工作轴的位置，工作轴当前的位置的可以用于对工作轴的行程进行限定作用，也就是说，当工作轴移动到当前位置时，工作轴不再继续往相同方向进行移动，从而对机械手起到保护作用，防止工作轴移动超行程，使得机械手运行稳定。工作轴当前的位置确定，也可以用于对工作轴的位置进行重置或校准，从而使得工作轴在运行过程中的位置更为稳定精确。

在上述的机械手中，所述的霍尔传感器一固定在罩盖的内侧壁上。

由于一般罩盖的侧壁是沿工作轴长度方向延伸设定，因此，将霍尔传感器一设置在罩盖的内侧壁上，使得机械手的结构较为简单，霍尔传感器一设置方便。

在上述的机械手中，还包括相对于小臂固定设置的霍尔传感器二。

在机械手中设置霍尔传感器二，使得连接件在移动过程具有两个位置可以感应到信号，方便工作轴的校准，另外，也可根据需要，将霍尔传感器一和霍尔传感器二靠近磁铁一的两个位置分别设置为连接件移动限位的部位，使得丝杆、工作轴或连接件运行不超行程，保障机械手运行安全。

在上述的机械手中，还包括相对于小臂固定设置的霍尔传感器三，所述的霍尔传感器三与霍尔传感器一相邻。

例如，当霍尔传感器一作为工作轴行程的限位处时，如果霍尔传感器一失效，连接件再继续移动一小段距离，使得磁铁一靠近霍尔传感器三，霍尔传感器三感应到磁铁一后，连接件停止继续移动。因此，在此结构中，设置相邻的霍尔传感器一和霍尔传感器三，在机械手中起到了保险作用，防止丝杆、工作轴或连接件运行超行程，保障机械手运行安全。

在上述的机械手中，所述的霍尔传感器一位于连接件行程上端处的侧部。

霍尔传感器一位于连接件行程上端处的侧部，当连接件带动工作轴向上移动到行程末端处，霍尔传感器一感应到磁铁一，可设置为机械手对工作轴的位置进行校准。一般，工作轴对位于小臂下方的工件进行加工处理，而在此位置校准时，小臂下方的空间较大，使得小臂下方的工件对校准造成的干扰较小，使得机械手方便校准。

在上述的机械手中，所述的霍尔传感器二位于连接件行程下端处的侧部。

霍尔传感器二位于连接件行程下端处的侧部，当连接件带动工作轴向下移动到行程末端处，霍尔传感器二感应到磁铁一，可设置为机械手对工作轴的位置进行校准。如果，工作轴上移到末端的校准不便，或有其它原因，此结构就使机械手对工作轴的位置较为方便的进行校准。

在上述的机械手中，所述的霍尔传感器一位于连接件行程上端处的侧部，所述的霍尔传感器二位于连接件行程下端处的侧部；所述的霍尔传感器还包括霍尔传感器三和霍尔传感器四，所述霍尔传感器三与磁铁一对应设置，所述霍尔传感器四与磁铁一对应设置，所述的霍尔传感器三与霍尔传感器四相对于小臂固定设置，所述霍尔传感器三与霍尔传感器一相邻，所述霍尔传感器四与霍尔传感器二相邻。

霍尔传感器三与磁铁一对应设置的意思是，工作轴移动到一个位置时，霍尔传感器三能够感应到磁铁一，同理，霍尔传感器四与磁铁一对应设置的意思是，工作轴移动到一个位置时，霍尔传感器四能够感应到磁铁一。

工作轴向上移动过程中，即使霍尔传感器一损坏，霍尔传感器三也能感应工作轴的位置，使得霍尔传感器一和霍尔传感器三在工作轴上移过程中起到了保险作用，防止工作轴移动超过行程；同理，在工作轴向下移动过程中，即使霍尔传感器二损坏，霍尔传感器四也能感应工作轴的位置，使得霍尔传感器二和霍尔传感器四在工作轴下移过程中起到了保险作用，防止连接件移动超行程，从而使得机械手运行更加安全。

根据本实用新型的目的，本实用新型提出了作为机械手的另一个相同构思的方案：

机械手，包括小臂，所述的小臂上设有竖直设置的丝杆和与丝杆平行设置的工作轴，所述的小臂上固定设有罩盖，所述丝杆和工作轴位于罩盖内侧；工作轴与丝杆之间设有连接件，所述工作轴轴向固定在连接件上，所述连接件连接在丝杆上且在丝杆的带动下连接件能够带动工作轴沿工作轴轴向移动，其特征在于，机械手包括相对于连接件固定设置的霍尔传感器一，机械手还包括与霍尔传感器一相对应且相对于小臂固定设置的磁铁一。

同理，当连接件移动时，霍尔传感器与连接件一同移动，当霍尔传感器一靠近磁铁一时，霍尔传感器一感应到磁铁一并确定当前工作轴的位置。此位置可用于工作轴位置的校准，也可用于工作轴移动过程中的限位。因此，机械手运行较为稳定安全。

在上述的机械手中，所述的磁铁一固定在罩盖的内侧壁上。

同理，磁铁一固定在罩盖的内侧壁上，使得磁铁一的设置较为方便。

在上述的机械手中，机械手还包括相对于小臂固定设置的磁铁二，磁铁二与霍尔传感器一对应设置。

磁铁二与霍尔传感器一对应设置的意思是，当霍尔传感器一靠近磁铁二时，霍尔传感器一能感应到磁铁二。

设置均与霍尔传感器一对应设置的磁铁一和磁铁二，使得连接件在移动过程具有两个位置可以感应到信号，方便工作轴的校准，另外，也可根据需要，将磁铁一和磁铁二靠近霍尔传感器一的两个位置分别设置为连接件移动限位的部位，使得丝杆、工作轴或连接件运行不超行程，保障机械手运行稳定安全。

在上述的机械手中，所述的磁铁一位于连接件行程上端处的侧部。

同理，在此结构中，可设置为霍尔传感器一感应到磁铁一时对工作轴的位置进行校准；使得在此位置校准时，小臂下方的空间较大，使得小臂下方的工件对校准造成的干扰较小，使得机械手方便校准。

在上述的机械手中，所述的磁铁二位于连接件行程下端处的侧部。

同理，磁铁二的设置位置也是工作轴校准位置的一个选择。

在上述的机械手中，机械手还包括与霍尔传感器一相邻的霍尔传感器二，所述霍尔传感器二相对于连接件固定设置，所述的霍尔传感器二与磁铁一对应设置。

同样的，霍尔传感器二与磁铁一对应设置的意思是，在连接件移动到一个位置时，霍尔传感器二能够感应到磁铁一。

在连接件的移动方向上，霍尔传感器一和霍尔传感器二均可感应到磁铁一，因此，霍尔传感器一和霍尔传感器二可在机械手中起到保险的作用，使得丝杆、工作轴或连接件运行不超行程，保障机械手运行安全。具体的，如果霍尔传感器一失效，霍尔传感器二仍然能感应到磁铁一，使得连接件停止继续移动。

在上述的机械手中，机械手还包括与霍尔传感器一相邻的霍尔传感器二，所述霍尔传感器二相对于连接件固定设置，所述的霍尔传感器二与磁铁二对应设置。

同样的，霍尔传感器二与磁铁二对应设置的意思是，在连接件移动到一个位置时，霍尔传感器二能够感应到磁铁二。

在连接件的移动方向上，霍尔传感器一和霍尔传感器二均可感应到磁铁二，因此，霍尔传感器一和霍尔传感器二可在机械手中起到保险的作用，使得丝杆、工作轴或连接件运行不超行程，保障机械手运行安全。具体的，如果霍尔传感器一失效，霍尔传感器二仍然能够感应到磁铁二，使得连接件停止继续移动。

根据本实用新型的目的，本实用新型提出了作为机械手的另一个相同构思的方案：

机械手，包括小臂，所述的小臂上设有竖直设置的工作轴，所述的小臂上固定设有罩盖，工作轴位于罩盖内侧，其特征在于，机械手包括固定并套设在工作轴上的呈环形的磁铁五，所述机械手还包括与磁铁五相对应且相对于小臂固定设置的霍尔传感器一。

霍尔传感器一与磁铁五对应设置的意思是，当磁铁五靠近霍尔传感器一时，霍尔传感器一感应到磁铁五。

在机械手运行过程中，工作轴根据需要转动和上下移动。磁铁五设置为环形，使得工作轴在转动过程中，也能够被霍尔传感器一感应到。同理，在机械手中设置磁铁五和霍尔传感器一，使得机械手运行较为稳定安全。

在上述的机械手中，所述的工作轴为花键丝杆结构。

工作轴为花键丝杆结构的意思是，工作轴的外侧面上同时具有花键纹路和丝杆纹路，使得工作轴在其它机构的作用下既能旋转，也能上下移动。工作轴为花键丝杆结构，使得机械手的结构较为紧凑。

在上述的机械手中，所述的霍尔传感器一固定在罩盖的内侧壁上。

霍尔传感器一的设置利用罩盖在工作轴方向上的延伸结构，从而使得机械手的结构较为简单。

在上述的机械手中，机械手还包括相对于小臂固定设置的霍尔传感器二，所述的霍尔传感器二与磁铁五对应设置。

霍尔传感器二与磁铁五对应设置的意思是，当磁铁五靠近霍尔传感器二时，霍尔传感器二感应到磁铁五。

当磁铁五靠近霍尔传感器一和霍尔传感器二时，霍尔传感器一和霍尔传感器二分别获得信号，用以确定工作轴当前的位置。工作轴当前位置的确定，可用以对工作轴的位置进行校准，使机械手运行更为精确；工作轴当前位置的确定，也可用于对工作轴的位置进行限位，使机械手运行较为安全。

在上述的机械手中，机械手包括与磁铁五对应设置的霍尔传感器三，所述的霍尔传感器一和霍尔传感器三相邻。

例如，当霍尔传感器一作为工作轴行程的限位处时，如果霍尔传感器一失效，工作轴再继续移动一小段距离，使得磁铁五靠近霍尔传感器二，霍尔传感器二感应到磁铁五后，工作轴停止继续移动；或者霍尔传感器一失效的同时，霍尔传感器二立刻感应到磁铁五。因此，在此结构中，设置相邻的霍尔传感器一和霍尔传感器二，在机械手中起到了保险作用，使工作轴运行不超行程，保障机械手运行安全。

在上述的机械手中，所述的霍尔传感器一位于磁铁五行程上端处的侧部。

霍尔传感器一位于磁铁五行程上端处的侧部，当工作轴向上移动到行程末端处，霍尔传感器一感应到磁铁五，可设置为机械手对工作轴的位置进行校准。一般，工作轴对位于小臂下方的工件进行加工处理，而在此位置校准时，小臂下方的空间较大，使得小臂下方的工件对校准造成的干扰较小，使得机械手方便校准。

在上述的机械手中，所述的霍尔传感器二位于磁铁五行程下端处的侧部。

霍尔传感器二位于磁铁五行程下端处的侧部，当工作轴向下移动到行程末端处，霍尔传感器二感应到磁铁五，可设置为机械手对工作轴的位置进行校准。如果，工作轴上移到末端的校准不便，或有其它原因，此结构就使机械手对工作轴的位置较为方便的进行校准。

在上述的机械手中，机械手还包括均与磁铁五对应设置的霍尔传感器三和霍尔传感器四，所述霍尔传感器三与霍尔传感器一相邻，所述霍尔传感器四与霍尔传感器二相邻。

同理，霍尔传感器一和霍尔传感器三在工作轴上移过程中对机械手起到了保护作用，霍尔传感器二和霍尔传感器四在工作轴下移过程中对机械手起到了保护作用，从而使机械手运行更为安全稳定。

与现有技术相比，本机械手通过设置具有相对位移且对应设置的磁铁和霍尔传感器来实现工作轴的位移检测，此位移检测的结果可用于工作轴的位移校准及限位作用，使得机械手工作较为稳定和安全。

附图说明

图1是机械手一种实施方式的立体图；

图2是机械手一种实施方式的爆炸图；

图3是机械手一种实施方式的爆炸图；

图4是机械手一种实施方式的爆炸图；

图5是机械手一种实施方式的爆炸图；

图6是机械手一种实施方式的爆炸图；

图中，1、底座；1a、固定座；1b、大臂；2、小臂；3、丝杆；4、工作轴；5、连接件；8、霍尔传感器一；9、磁铁一；10、霍尔传感器二；11、磁铁二；15、螺母；20、磁铁五；21、霍尔传感器三；22、霍尔传感器四；25、罩盖；

具体实施方式

实施例一

如图1至图3所示，本机械手，包括底座1和设置在底座1上的小臂2，具体的，底座1包括固定座1a和大臂1b，大臂1b旋转设置在固定座1a上，小臂2旋转设置在大臂1b上。

小臂2上设有竖直设置的丝杆3和与丝杆3平行设置的工作轴4，小臂2上设有罩盖25，丝杆3和工作轴4均位于罩盖25内侧。如图1所示，工作轴4的一部分位于罩盖25与小臂2之间，工作轴4的下端伸出小臂2下侧。

工作轴4与丝杆3之间设有连接件5，工作轴4轴向固定在连接件5上，连接件5连接在丝杆3上且在丝杆3的带动下连接件5能够带动工作轴4沿工作轴4轴向移动。

连接件5连接在丝杆3上具有几种实施方式，作为一种方案，丝杆3上配合连接有一个螺母15，螺母15转动，带动丝杆3上下移动，而丝杆3轴向固定在连接件5上，也就是说，丝杆3上下移动时，能够带动连接件5上下移动。在本实施例中，丝杆3上配合连接有一个螺母15，连接件5固定在螺母15上；丝杆3转动，带动螺母15上下移动，从而带动连接件5上下移动；

连接件5上固定设有磁铁一9，具体的，磁铁一9直接固定在连接件5上或者磁铁一9通过一个中间件间接固定在连接件5上。将磁铁一9固定在连接件5上，使得机械手的结构较为紧凑。另外，可根据实际需要，在连接件5上固定一个中间件，再将磁铁一9固定在中间件上，这样，磁铁一9相当于间接固定在连接件5上。在本实施例中，磁铁一9直接固定在连接件5上。具体的，连接件5上开设有一凹槽，磁铁一9用胶水固定在凹槽内。

机械手还包括与磁铁一9相对应且相对于小臂2固定设置的霍尔传感器一8、霍尔传感器二10、霍尔传感器三21和霍尔传感器四22。霍尔传感器一8、霍尔传感器二10、霍尔传感器三21和霍尔传感器四22均固定在罩盖25的内侧壁上且均与磁铁一9对应设置。

由于一般罩盖25的侧壁是沿工作轴4长度方向延伸设定，因此，将霍尔传感器设置在罩盖25的内侧壁上，较为方便。

在本实施例中，霍尔传感器一8位于连接件5行程上端处的侧部。霍尔传感器二10位于连接件5行程下端处的侧部。机械手还包括均与磁铁一9对应设置的霍尔传感器三21和霍尔传感器四22，霍尔传感器三21与传感器一相邻且位于霍尔传感器一8上侧，霍尔传感器四22与霍尔传感器二10相邻且位于霍尔传感器二10上侧。

霍尔传感器一8位于连接件5行程上端处的侧部，当连接件5带动工作轴4向上移动到行程末端处，霍尔传感器一8感应到磁铁一9，可设置为机械手对工作轴4的位置进行校准。一般，工作轴4对位于小臂2下方的工件进行加工处理，而在此位置校准时，小臂2下方的空间较大，使得小臂2下方的工件对校准造成的干扰较小，使得机械手方便校准。

霍尔传感器二10位于连接件5行程下端处的侧部，当连接件5带动工作轴4向下移动到行程末端处，霍尔传感器二10感应到磁铁一9，可设置为机械手对工作轴4的位置进行校准。如果，工作轴4上移到末端的校准不便，或有其它原因，此结构就使机械手对工作轴4的位置较为方便的进行校准。

霍尔传感器一8和霍尔传感器三21在工作轴4上移过程中起到了保险作用，霍尔传感器二10和霍尔传感器四22在工作轴4下移过程中起到了保险作用，防止连接件5移动超行程，从而使得机械手运行更加安全。在这种设置方式中，正常情况下，在工作轴4上移到一个位置时，霍尔传感器一8工作，霍尔传感器三21不工作，使得霍尔传感器三21的使用寿命较长。同理，在工作轴4下移到一个位置时，霍尔传感器二10工作，霍尔传感器四22不工作，使得霍尔传感器四22的使用寿命较长。

在丝杆3动作过程中，丝杆3带动连接件5上下移动，从而带动工作轴4上下移动，在此过程中，相对于连接件5固定设置的磁铁一9与连接件5一同上下移动。霍尔传感器与磁铁一9相对应设置的意思是，在磁铁一9移动的路径中，磁铁一9能够靠近霍尔传感器且被霍尔传感器感应到。

在本机械手中，由于设置了磁铁一9和霍尔传感器，当磁铁一9靠近霍尔传感器且被霍尔传感器感应到时，机械手获得当前工作轴4的位置，工作轴4当前的位置的可以用于对工作轴4的行程进行限定作用，也就是说，当工作轴4到当前位置时，不再继续往相同方向进行移动，从而对机械手起到保护作用，使得机械手运行稳定。工作轴4当前的位置确定，也可以用于对工作轴4的位置进行重置或校准，从而使得工作轴4在运行过程中的位置更为稳定精确。

实施例二

本实施例与实施例一大致相同，不同的地方在于，在本实施例中，如图4和图5所示，

机械手包括相对于连接件5固定设置的霍尔传感器一8和与霍尔传感器一8相邻设置的霍尔传感器二10，霍尔传感器一8和霍尔传感器二10固定在连接件5上。在本实施例中，霍尔传感器一8位于霍尔传感器二10上侧。

机械手还包括与霍尔传感器一8和霍尔传感器二10相对应且相对于小臂2固定设置的磁铁一9和磁铁二11。在本实施例中，磁铁一9和磁铁二11均固定在罩盖25的内侧壁上。在工作轴4移动过程中的对应位置上，霍尔传感器一8和霍尔传感器二10均能感应到磁铁一9，也均能感应到磁铁二11。

设置磁铁一9和磁铁二11，使得连接件5在移动过程具有两个位置可以感应到信号，方便工作轴4的校准，另外，也可根据需要，将磁铁一9和磁铁二11靠近霍尔传感器的两个位置分别设置为连接件5移动限位的部位，使得丝杆3、工作轴4或连接件5运行不超行程，保障机械手运行稳定安全。具体的，磁铁一9位于连接件5行程上端处的侧部，磁铁二11位于连接件5行程下端处的侧部。

磁铁一9位于连接件5行程上端处的侧部，磁铁二11位于连接件5行程下端处的侧部。

在工作轴4向上移动过程中的对应位置上，霍尔传感器一8和霍尔传感器二10可依次感应到磁铁一9，因此，霍尔传感器一8和霍尔传感器二10可在机械手中起到保险的作用，使得丝杆3、工作轴4或连接件5运行不超行程，保障机械手运行安全。具体的，如果霍尔传感器一8失效，霍尔传感器二10仍然能感应到磁铁一9，使得连接件5停止继续移动。

同理，在工作轴4向下移动过程中的对应位置上，霍尔传感器二10和霍尔传感器一8可依次感应到磁铁二11。

本实施例的原理和作用与实施例一相类似。当连接件5移动时，霍尔传感器与连接件5一同移动，当霍尔传感器靠近磁铁时，霍尔传感器感应到磁铁并确定当前工作轴4的位置。此位置可用于工作轴4位置的校准，也可用于工作轴4移动过程中的限位。因此，机械手运行较为稳定安全。

实施例三

如图6所示，本机械手，包括底座1和设置在底座1上的小臂2，具体的，底座1包括固定座1a和大臂1b，大臂1b旋转设置在固定座1a上，小臂2旋转设置在大臂1b上。

小臂2上设有罩盖25，工作轴4位于罩盖25内侧。具体的，工作轴4上伸出小臂2上侧的部分位于罩盖25和小臂2之间，工作轴4的下端伸出小臂2的下侧。

工作轴4为花键丝杆3结构。工作轴4为花键丝杆3结构的意思是，工作轴4的外侧面上同时具有花键纹路和丝杆3纹路，使得工作轴4在其它机构的作用下既能旋转，也能上下移动。工作轴4为花键丝杆3结构，使得机械手的结构较为紧凑。

机械手包括固定并套设在工作轴4上的呈环形的磁铁五20，机械手还包括与磁铁五20相对应且相对于小臂2固定设置的霍尔传感器一8和霍尔传感器二10，霍尔传感器一8和霍尔传感器二10均固定在罩盖25的内侧壁上。

当磁铁五20靠近霍尔传感器一8和霍尔传感器二10时，霍尔传感器一8和霍尔传感器二10分别获得信号，用以确定工作轴4当前的位置。工作轴4当前位置的确定，可用以对工作轴4的位置进行校准，使机械手运行更为精确；工作轴4当前位置的确定，也可用于对工作轴4的位置进行限位，使机械手运行较为安全。

在本实施例中，霍尔传感器一8位于磁铁五20行程上端处的侧部，霍尔传感器二10位于磁铁五20行程下端处的侧部。机械手还包括均与磁铁五20对应设置的霍尔传感器三21和霍尔传感器四22，霍尔传感器三21与霍尔传感器一8相邻且霍尔传感器三21与传感器一的水平高度相同，霍尔传感器四22与霍尔传感器二10相邻且霍尔传感器四22与霍尔传感器二10的水平高度相同。霍尔传感器三21和霍尔传感器四22均固定设置在罩盖25上。

作为霍尔传感器三21和霍尔传感器四22的另一种设置方式，霍尔传感器三21的水平高度高于霍尔传感器一8，霍尔传感器四22的水平高度低于霍尔传感器二10。在这种设置方式中，正常情况下，在工作轴4上移到一个位置时，霍尔传感器一8工作，霍尔传感器三21不工作，使得霍尔传感器三21的使用寿命较长。同理，在工作轴4下移到一个位置时，霍尔传感器二10工作，霍尔传感器四22不工作，使得霍尔传感器四22的使用寿命较长。

霍尔传感器一8位于磁铁五20行程上端处的侧部，当工作轴4向上移动到行程末端处，霍尔传感器一8感应到磁铁五20，可设置为机械手对工作轴4的位置进行校准。一般，工作轴4对位于小臂2下方的工件进行加工处理，而在此位置校准时，小臂2下方的空间较大，使得小臂2下方的工件对校准造成的干扰较小，使得机械手方便校准。

霍尔传感器二10位于磁铁五20行程下端处的侧部，当工作轴4向下移动到行程末端处，霍尔传感器二10感应到磁铁五20，可设置为机械手对工作轴4的位置进行校准。如果，工作轴4上移到末端的校准不便，或有其它原因，此结构就使机械手对工作轴4的位置较为方便的进行校准。

同理，霍尔传感器一8和霍尔传感器三21在工作轴4上移过程中对机械手起到了保护作用，霍尔传感器二10和霍尔传感器四22在工作轴4下移过程中对机械手起到了保护作用，从而使机械手运行更为安全稳定。

在机械手运行过程中，工作轴4根据需要转动和上下移动。磁铁五20设置为环形，使得工作轴4在转动过程中，磁铁五20也能够被霍尔传感器一8和霍尔传感器二10感应到。