一種并聯(lián)機械手的制作方法
【專利摘要】一種并聯(lián)機械手，包括定平臺，定平臺的中心位置從下到上依次重疊放置有凸輪一、凸輪二、凸輪三，三者在圓周方向互相間隔120°安裝，且中心軸線與電機安裝軸的中心軸線重合，定平臺的外圓框架內(nèi)側(cè)與三個曲柄的一端固定連接，三個曲柄互相間隔120°，三個曲柄分別與三個推桿活動連接，三個推桿分別與三個滑塊活動連接，三個滑塊置于定平臺上并與定平臺滑動連接；三個曲柄的另一端分別通過三個球頭銷一與三對連桿的上端相連接，三對連桿的下端分別通過三個球頭銷二與動平臺相連接，凸輪、三個滑塊、三個推桿、三個曲柄、三個連桿與動平臺實現(xiàn)聯(lián)動，實現(xiàn)空間三個方向平動，具有負載能力強、生產(chǎn)效率高、自動化程度高、重復誤差小的特點。
【專利說明】
一種并聯(lián)機械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種機械手，屬于機械加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著輕工業(yè)的快速發(fā)展，高精度、高速度、高柔性機械手在電子、醫(yī)藥、食品、機械等領(lǐng)域的包裝、裝配、搬運生產(chǎn)線上取得了重要應用。由于傳統(tǒng)人工操作效率低下、質(zhì)量難以保證，而且隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，生產(chǎn)的標準化、規(guī)范化趨勢逐漸顯露，對于生產(chǎn)效率的追求也越來越明顯。加之國內(nèi)勞動力成本的不斷上升，以機械代替人工趨勢必將不斷加強。所以，應用型機械的開發(fā)在未來將具備強大的市場競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提出一種并聯(lián)機械手，能夠?qū)崿F(xiàn)空間三個方向平動，具有空間三自由度，即可以沿X、Y、Z三個方向左右、前后、上下單獨移動和組合聯(lián)動，具有結(jié)構(gòu)緊湊、負載能力強、生產(chǎn)效率高、自動化程度高、重復誤差小、成本低、實用性強的特點。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種并聯(lián)機械手，包括定平臺I，定平臺I上設有電機安裝軸11，定平臺I的中心位置從下到上依次重疊放置有凸輪一3、凸輪二4、凸輪三5，三者在圓周方向互相間隔120°安裝，凸輪一3、凸輪二4、凸輪三5的中心軸線與電機安裝軸11的中心軸線重合；
[0006]定平臺I的外圓框架內(nèi)側(cè)通過三個銷釘一8分別與三個曲柄13的一端固定連接，且三個曲柄13互相間隔120°，三個曲柄13分別通過三個銷釘二 9與三個推桿12活動連接，三個推桿12分別通過三個銷釘三7與三個滑塊2活動連接，三個滑塊2置于定平臺I上并與定平臺I滑動連接，三個滑塊2分別通過三個銷釘四10與三個滾子6活動連接；
[0007]三個曲柄13的另一端分別通過三個球頭銷一 14與三對連桿15的上端相連接，三對連桿15的下端分別通過三個球頭銷二 16與動平臺19相連接。
[0008]所述定平臺I上的三個銷釘一8到電機安裝軸11的距離均為400mm。
[0009]所述凸輪一 3、凸輪二 4、凸輪三5的基圓半徑均為140mm，厚度均為20mm。
[0010]所述三個推桿12的長度均為200mm。
[0011]所述三個曲柄13均由長度為300mm的較長段和長度為10mm的較短段組成。
[0012]所述三對連桿15的長度均為200mm。
[0013]所述動平臺19的形狀為外接圓半徑為10mm的等邊三角形。
[0014]所述動平臺19上設有附件安裝軸17，附件安裝軸17上能夠根據(jù)實際需求安裝夾持器、吸盤等抓取和吸附裝置。
[0015]本實用新型采用平面凸輪作為控制和驅(qū)動元件，主體采用并聯(lián)機構(gòu)，無需冗余驅(qū)動，電機和凸輪安裝在定平臺的電機安裝軸上，可有效減低構(gòu)件慣性和提高系統(tǒng)負載能力，可實現(xiàn)動平臺在工作空間內(nèi)大范圍平動，能夠?qū)崿F(xiàn)空間三個方向平動，將工件在動平臺三個頂點位置上任意搬運提升，提升高度達到100mm，是一種具有三自由度的并聯(lián)機械手，具有結(jié)構(gòu)緊湊、負載能力強、生產(chǎn)效率高、自動化程度高、重復誤差小、成本低、實用性強的特點。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實用新型另一視角的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本實用新型動平臺19運動軌跡圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0020]參見圖1、圖2，一種并聯(lián)機械手，包括定平臺1，所述定平臺I為該設備的基體，定平臺I上設有電機安裝軸U，可以根據(jù)實際需要安裝在工作現(xiàn)場，其他零部件都以它為參照進行安裝，定平臺I的中心位置從下到上依次重疊放置有凸輪一 3、凸輪二 4、凸輪三5，三者在圓周方向互相間隔120°安裝，凸輪一3、凸輪二4、凸輪三5的中心軸線與電機安裝軸11的中心軸線重合；
[0021 ]定平臺I的外圓框架內(nèi)側(cè)通過三個相同的銷釘一8分別與三個曲柄13的一端固定連接，且三個曲柄13互相間隔120°，三個曲柄13可以繞銷釘一 8軸線轉(zhuǎn)動，三個曲柄13分別通過三個銷釘二9與三個推桿12活動連接，曲柄13與推桿12可以相對轉(zhuǎn)動，三個推桿12分別通過三個銷釘三7與三個滑塊2活動連接，三個推桿12和三個滑塊2可以相對轉(zhuǎn)動，三個滑塊2置于定平臺I上并與定平臺I滑動連接，三個滑塊2分別通過三個銷釘四10與三個滾子6活動連接，三個滾子6與三個滑塊2可以相對轉(zhuǎn)動；
[0022]三個曲柄13的另一端分別通過三個球頭銷一14與三對連桿15的上端相連接，三對連桿15的下端分別通過三個球頭銷二 16與動平臺19相連接，三個工件18為本實施例的操作對象，根據(jù)實際需求可以為不同對象，工件18所處位置為實際搬運工件時一種確定的放置位置。
[0023]所述定平臺I上的三個銷釘一8到電機安裝軸11的距離均為400mm。
[0024]所述凸輪一3、凸輪二4、凸輪三5的基圓半徑均為140mm，厚度均為20mm，凸輪一3、凸輪二 4、凸輪三5為該機械手的控制和驅(qū)動元件，通過這三個凸輪的輪廓控制動平臺19的運動軌跡和速度變化，本實施例凸輪的運動規(guī)律為正弦運動規(guī)律。
[0025]所述三個推桿12的長度均為200mm。
[0026]所述三個曲柄13均由長度為300mm的較長段和長度為10mm的較短段組成。
[0027]所述三對連桿15的長度均為200mm。
[0028]所述動平臺19的形狀為外接圓半徑為10mm的等邊三角形。
[0029]所述動平臺19上設有附件安裝軸17，附件安裝軸17上能夠根據(jù)實際需求安裝夾持器、吸盤等抓取和吸附裝置。
[0030]所述三個工件18的位置在同一平面上，且位于動平臺19的三個頂點上，本發(fā)明可以將工件18在這三個位置上任意搬運提升，提升高度達到I OOmm。
[0031]所述滑塊2、推桿12、曲柄13、連桿15為本發(fā)明的傳動機構(gòu)，通過三套直動滑塊-曲柄機構(gòu)、曲柄-連桿機構(gòu)實現(xiàn)運動傳遞。
[0032]所述連桿15、球頭銷一 14、球頭銷二 16構(gòu)成三組平行四邊形機構(gòu)，通過這三組平行四邊形機構(gòu)的相互約束限制動平臺19的空間自由度，使動平臺19與定平臺I始終保持平行，并且使動平臺19只剩下三個X、Y、Z方向的移動自由度。動平臺19運動軌跡為空間三自由移動路徑。
[0033]本實用新型的工作原理是:
[0034]凸輪一3、凸輪二4、凸輪三5同步轉(zhuǎn)動，三個凸輪各自推動對應的滑塊2移動，滑塊2推動推桿12平動，推桿12帶動曲柄13擺動，曲柄13帶動連桿15運動，連桿15帶動動平臺19運動，由于連桿15的共同作用聯(lián)合限制了動平臺19的空間位置，在事先確定了動平臺的運動軌跡后，由運動軌跡及各桿長計算出三個凸輪的輪廓形狀，從而保證了動平臺19運動軌跡的唯一性和正確性。
[0035]參見附圖3，凸輪一3、凸輪二4、凸輪三5旋轉(zhuǎn)一周，動平臺19完成運動軌跡的一個循環(huán)。動平臺19中心點的運動軌跡為:首先從“I”位置抓取工件提升，沿箭頭所示軌跡移動至“2”位置放置工件，然后原路返回至“I”位置，重新抓取工件提升，沿箭頭所示軌跡移動至“3”位置放置工件，然后沿原路返回至“I”位置。至此，一個工作循環(huán)完成。
【主權(quán)項】
1.一種并聯(lián)機械手，包括定平臺(I)，定平臺(I)上設有電機安裝軸(11)，其特征在于，定平臺(I)的中心位置從下到上依次重疊放置有凸輪一 (3)、凸輪二 (4)、凸輪三(5)，三者在圓周方向互相間隔120°安裝，凸輪一(3)、凸輪二(4)、凸輪三(5)的中心軸線與電機安裝軸(11)的中心軸線重合； 定平臺(I)的外圓框架內(nèi)側(cè)通過三個銷釘一(8)分別與三個曲柄(13)的一端固定連接，且三個曲柄(13)互相間隔120°，三個曲柄(13)分別通過三個銷釘二 (9)與三個推桿(12)活動連接，三個推桿(12)分別通過三個銷釘三(7)與三個滑塊(2)活動連接，三個滑塊(2)置于定平臺(I)上并與定平臺(I)滑動連接，三個滑塊(2)分別通過三個銷釘四(10)與三個滾子(6)活動連接; 三個曲柄(I 3)的另一端分別通過三個球頭銷一(14)與三對連桿(15)的上端相連接，三對連桿(15)的下端分別通過三個球頭銷二 (16)與動平臺(19)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)機械手，其特征在于，所述定平臺(I)上的三個銷釘一 (8)到電機安裝軸(11)的距離均為400mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)機械手，其特征在于，所述凸輪一(3)、凸輪二 (4)、凸輪三(5)的基圓半徑均為140mm，厚度均為20mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)機械手，其特征在于，所述三個推桿(12)的長度均為200mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)機械手，其特征在于，所述三個曲柄(13)均由長度均為300mm的較長段和長度為10mm的較短段組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)機械手，其特征在于，所述三對連桿(15)的長度均為200mmo7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)機械手，其特征在于，所述動平臺(19)的形狀為外接圓半徑為I OOmm的等邊三角形。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)機械手，其特征在于，所述動平臺(19)上設有附件安裝軸(17)。
【文檔編號】B25J9/10GK205521401SQ201620114982
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】葛正浩, 王志龍, 田普建, 梁辰, 楊芙蓮
【申請人】陜西科技大學