一种机械手平面自适应定位机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种机械手平面自适应定位机构，包括机械臂、销轴、滑块、机械手连接器、机械手、以及由拉伸弹簧、压缩弹簧、调节丝杆、调节导轨、调节滑块、调节旋钮组成的带调节装置的弹簧系统，机械臂一端设有凹槽，凹槽的上下两凹槽板上均设有沟槽，沟槽内设有可滑动的销轴，机械手底部设有机械手连接器，机械手连接器可转动的套在两凹槽板之间的销轴上，机械手连接器上下方的销轴上分别固定设有滑块，两个滑块分别通过压缩弹簧与机械臂相连，机械手连接器两侧分别通过拉伸弹簧与机械臂相连，本发明通过简单的结构实现了机械手的自动适应定位功能，其结构简单，可靠性好，适用范围广且操作维修方便。
【专利说明】一种机械手平面自适应定位机构
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于设备设计技术领域，可用于各类操作设备机械手的自适应定位，特别是涉及一种机械手平面自适应定位机构。
[0003]
【背景技术】
[0004]各类操作设备广泛应用于工业不同领域，而不管是由人操作的机械臂，还是由程序控制自动工作的机械臂，其在工作完成任务时都需要进行机械手的定位。当定位对象尺寸较小且存在一定范围的误差时(比如要将工具插入一个小孔内)，对机械手的定位精度就有较高要求，从而增加了人工操作、机构装配、制造、控制的难度，降低了工作效率。
[0005]
【发明内容】
[0006]为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种机械手平面自适应定位机构，使得机械臂与机械手之间具有一定范围的浮动，并通过与定位对象的接触实现自适应定位，且当机械手采用锥销形式进入定位对象时能降低对机械手操作的精度要求。
[0007]本发明所采用的技术方案是:
一种机械手平面自适应定位机构，包括机械臂、销轴、滑块、机械手和在机械手端部设置的机械手连接器，其特征在于:所述机械臂一端设有凹槽，所述凹槽的上下两凹槽板上均设有沟槽，所述销轴设于沟槽内并可滑动，所述机械手连接器另一端可转动的套在两凹槽板之间的销轴上，所述机械手连接器上下方的销轴上分别固定设有滑块，所述两个滑块分别通过压缩弹簧与机械臂相连，所述机械手连接器两侧分别通过拉伸弹簧与机械臂相连，所述的拉伸弹簧与压缩弹簧成一定角度设置，这样就可以实现机械手相对机械臂移动一段距离和转动一定角度。
[0008]进一步，所述拉伸弹簧与机械臂分别通过调节装置相连，所述调节装置包括在机械臂内设置的导轨、可在导轨上滑动的调节滑块、与调节滑块相连的调节钩、以及与调节钩相连的调节丝杆，所述拉伸弹簧分别与相应的调节滑块通过调节钩相连，所述调节丝杆一端螺纹与调节钩上的螺纹孔相连，所述调节钩上的螺纹孔为通孔，通过调节装置可以方便的调节机械手的初始位置和初始角度，所述调节丝杆另外一端通过调节旋钮固定在机械臂上，所述调节丝杆上还设有调节丝杆锁紧螺母。通过调节丝杆锁紧螺母和调节旋钮的配合可将调节装置调节好的机械手初始位置和初始角度准确固定下来。
[0009]进一步，所述拉伸弹簧分别通过螺纹钩与机械手连接器两侧相连，所述螺纹钩为一端带钩的螺杆，所述螺纹钩可通过设于机械手连接器上的螺母调节高度，所述两个滑块侧面分别设有压缩弹簧安装座，所述机械臂凹槽底部设有两个对应的盲孔，所述压缩弹簧一端安装在压缩弹簧安装座内，另一端安装在机械臂凹槽底部的对应盲孔内。
[0010]进一步，所述机械臂上设有刻度板，所述调节钩上设有能在刻度板上指示读数的指针，以便对调节机械手的初始位置和初始角度进行精确调节。
[0011 ]进一步，所述机械臂靠机械手一端左右两侧面均设有侧板，上下两面均设有盖板，所述侧板与机械臂呈一定角度倾斜设置，侧板可限制机械手转动幅度，防止其大幅度摆动，盖板保护销轴有利于在恶劣环境下工作。
[0012]进一步，所述销轴上下端分别设有挡环和开口销，以避免销轴在滑动过程中陷入活动槽内部。
[0013]本发明所具有的优点和积极效果在于:由于采用了上述技术方案，当机械臂移动机械手定位到对象时，只需要保证机械臂某个位置的精确定位，而通过布置较少的弹簧使可随动的机械手在接触到定位对象后可以滑动和转动，从而实现了平面维度的自适应定位;另外通过标定机械手在空间中各角度时需要弹簧系统的调整量，形成调整数据库，当作业表面倾斜一定角度时，可以迅速通过调节旋钮使得机械手处于正常工作的平衡位置。
[0014]
【附图说明】
[0015]图1:为本发明实施例的内部结构轴测图。
[0016]图2:为本发明实施例的内部结构正视图。
[0017]图3:为本发明实施例的外观整体图。
[0018]图4:为图2的A-A剖视图。
[0019]图5:为图2的B-B剖视图。
[0020]附图标记:1-机械手，2-机械手连接器，3-侧板，4-销轴，5-滑块，6_机械臂，7_调节丝杆锁紧螺母，8-调节旋钮，9-调节丝杆，10-调节钩，11-调节钩固定螺钉，12-指针，13-压缩弹簧，14-压缩弹簧安装座，15-拉伸弹簧，16-盖板，17-螺纹钩，18-螺母，19-挡环，20-刻度板，21-调节滑块，22-调节导轨。
[0021]
【具体实施方式】
[0022]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]请见图1、图2、图3、图4和图5，本实施例所采用的技术方案是:
一种机械手平面自适应定位机构，包括机械臂6、销轴4、滑块5、机械手连接器2、机械手
1、以及由拉伸弹簧15、压缩弹簧13、调节丝杆9、调节导轨22、调节滑块21、调节旋钮8组成的带调节装置的弹簧系统，所述机械臂6—端设有凹槽，所述凹槽的上下两凹槽板上均设有沟槽，所述沟槽内设有可滑动的销轴4，所述机械手I端部设有机械手连接器2，所述机械手连接器2可转动的套在两凹槽板之间的销轴4上，所述机械手连接器2上下方的销轴4上分别固定设有滑块5，所述两个滑块5分别通过压缩弹簧13与机械臂6的凹槽底部相连，所述机械手连接器2两侧分别通过拉伸弹簧15与机械臂6的凹槽底部相连，所述拉伸弹簧15与机械臂6分别通过调节装置相连。
[0024]所述的拉伸弹簧15与压缩弹簧13成一定角度设置。所述拉伸弹簧15分别通过螺纹钩17与机械手连接器2两侧相连，所述螺纹钩17为一端带钩的螺杆，所述螺纹钩17可通过设于机械手连接器2上的螺母18调节高度。所述压缩弹簧13—端安装在压缩弹簧安装座14上，另一端安装在机械臂6凹槽底部的盲孔内。
[0025]所述调节装置包括在机械臂6内设置的导轨22、可在导轨22上滑动的调节滑块21、与调节滑块21相连的调节钩10、以及与调节钩10相连的调节丝杆9，所述拉伸弹簧15分别与相应的调节滑块21通过调节钩10相连，调节钩10与调节滑块21通过调节钩固定螺钉11固定，所述调节丝杆9 一端螺纹与调节钩10的螺纹孔相连，所述调节钩10上的螺纹孔为通孔，所述调节丝杆9另一端通过调节旋钮8固定在机械臂6上，所述调节丝杆9还设有调节丝杆锁紧螺母7。
[0026]所述机械臂6上设有刻度板20，所述调节钩10上设有能在刻度板20上指示读数的指针12。
[0027]所述机械臂6靠机械手I一端左右两侧面均设有侧板3，上下两面均设有盖板16，所述侧板3与机械臂6呈一定角度倾斜设置。
[0028]所述销轴4上下端分别设有挡环19和开口销。
[0029]本实例安装过程如下:
1、将压缩弹簧安装座14安装在两个滑块5之上；
2、将两个滑块5、机械手连接器2依次叠放到机械臂6的凹槽中，并将销轴4插入三者同轴线中，调整销轴4的位置，将滑块5与销轴4通过紧定螺钉固定，在销轴4末端安装挡环19和开口销；
3、将一对压缩弹簧13插入压缩弹簧安装座14和机械臂6的凹槽底部的盲孔之间固定；
4、将螺纹钩17旋入机械手连接器2螺纹孔中，将导轨22安装在机械臂6之上，在其上依次安装调节滑块21和调节钩10，然后安装调节丝杆9和调节旋钮8，将调节丝杆9旋入调节钩10的螺纹孔中，并将一对拉伸弹簧15安装在螺纹钩17和调节钩10之间；根据机械手工作平面在空间的角度旋动调节旋钮8，使得机械手连接器2处于预期的位置和角度；
5、安装盖板16和侧板3，并在机械手连接器2上安装机械手I。至此，整个机构安装完毕。工作平面角度变化时，旋动调节旋钮8即可重新使得机械手连接器2处于预期的位置和角度。
[0030]实例工作过程如下:
通过改变调节钩10的位置，改变弹簧力的大小，使机械手I平衡在想要的初始位置，此时，由压缩弹簧13和拉伸弹簧15组成的弹簧系统处于平衡状态，当机械臂6移动定位存在误差使机械手I接触到定位对象时，机械手连接器2在接触力的作用下，压缩或者拉伸压缩弹簧13和拉伸弹簧15，使得机械手连接器2产生一定的滑动或转动，从而自适应定位对象对机械手I的几何约束，完成定位操作。例如，当定位对象给机械手I Y方向的接触力时，主要是拉伸弹簧拉伸量不同在新的位置达到平衡状态；当定位对象给机械手I X方向的接触力时，主要是压缩弹簧压缩量变化在新的位置达到平衡状态。所述机械手I X方向是指同一个平面内与机械臂6平行的方向，所述机械手I Y方向是指同一个平面内与机械臂6垂直的方向。
[0031]此机构巧妙布置弹簧从而使得机械手连接器能够适应机械手相对定位对象平面维度任意方向的正负误差。机构结构简单、紧凑，调整方便，非常适合用于接触式机械手与机械臂之间的连接。
[0032]以上对本发明的说明较多地使用了机械手I，机械手连接器2，侧板3，销轴4，滑块5，机械臂6，调节丝杆锁紧螺母7，调节旋钮8，调节丝杆9，调节钩10，调节钩固定螺钉11，指针12，压缩弹簧13，压缩弹簧安装座14，拉伸弹簧15，盖板16，螺纹钩17，螺母18，挡环19，刻度板20，调节滑块21，调节导轨22等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
[0033]应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
[0034]应当理解的是，上述针对较佳实施例的结构描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种机械手平面自适应定位机构，包括机械臂(6)、销轴(4)、滑块(5)、机械手(I)和在机械手(I)端部设置的机械手连接器(2)，其特征在于:所述机械臂(6)—端设有凹槽，所述凹槽的上下两凹槽板上均设有沟槽，所述销轴(4)设于沟槽内并可滑动，所述机械手连接器(2)另一端可转动的套在两凹槽板之间的销轴(4)上，所述机械手连接器(2)上下方的销轴(4)上分别固定设有滑块(5)，所述两个滑块(5)分别通过压缩弹簧(13)与机械臂(6)相连，所述机械手连接器(2)两侧分别通过拉伸弹簧(15)与机械臂(6)相连，所述的拉伸弹簧(15)与压缩弹簧(13)成一定角度设置。2.如权利要求1所述一种机械手平面自适应定位机构，其特征在于:所述拉伸弹簧(15)与机械臂(6)分别通过调节装置相连，所述调节装置包括在机械臂(6)内设置的导轨(22)、可在导轨(22 )上滑动的调节滑块(21 )、与调节滑块(21)相连的调节钩(1 )、以及与调节钩(10)相连的调节丝杆(9)，所述拉伸弹簧(15)分别与相应的调节滑块(21)通过调节钩(10)相连，所述调节丝杆(9) 一端螺纹与调节钩(10)上的螺纹孔相连，所述调节钩(10)上的螺纹孔为通孔，所述调节丝杆(9)另外一端通过调节旋钮(8)固定在机械臂(6)上，所述调节丝杆(9 )上还设有调节丝杆锁紧螺母(7 )。3.如权利要求2所述一种机械手平面自适应定位机构，其特征在于:所述拉伸弹簧(15)分别通过螺纹钩(17)与机械手连接器(2)两侧相连，所述螺纹钩(17)为一端带钩的螺杆，所述螺纹钩(17)可通过设于机械手连接器(2)上的螺母(18)调节高度，所述两个滑块(5)侧面分别设有压缩弹簧安装座(14)，所述机械臂(6)凹槽底部设有两个对应的盲孔，所述压缩弹簧(13)—端安装在压缩弹簧安装座(14)内，另一端安装在机械臂(6)凹槽底部的对应盲孔内。4.如权利要求2所述一种机械手平面自适应定位机构，其特征在于:所述机械臂(6)上设有刻度板(20)，所述调节钩(10)上设有能在刻度板(20)上指示读数的指针(12)。5.如权利要求1所述一种机械手平面自适应定位机构，其特征在于:所述机械臂(6)靠机械手(I) 一端左右两侧面均设有侧板(3)，上下两面均设有盖板(16)，所述侧板(3)与机械臂(6)呈一定角度倾斜设置。6.如权利要求1所述一种机械手平面自适应定位机构，其特征在于:所述销轴(4)上下端分别设有挡环(19)和开口销。
【文档编号】B25J9/10GK106041917SQ201610475959
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】谢模焱, 肖华, 张志强
【申请人】武汉大学