二次元機械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種二次元機械手，包括平行且上下間隔設(shè)置的可轉(zhuǎn)動的光桿與絲桿，所述光桿上通過花鍵連接有可隨所述光桿轉(zhuǎn)動的凸輪，所述絲桿上套設(shè)有可隨所述絲桿的轉(zhuǎn)動而沿所述絲桿的軸線做直線運動的絲桿螺母，所述絲桿螺母連接有可隨所述絲桿螺母一起做直線運動的機械手，所述機械手的底部與所述凸輪的外側(cè)面相配合，所述機械手的側(cè)部連接有用于撥動所述凸輪沿所述光桿的軸線做直線運動的推動件。該二次元機械手不僅能夠進行水平直線運動，還能進行豎向升降運動，且結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，成本低。
【專利說明】_次兀機械手

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種二次元機械手。

【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的生產(chǎn)車間中，運送物料等操作流程仍采用人手操作，以致生產(chǎn)效率低下，而且增加人力成本，特別在高溫、危險、有害的作業(yè)環(huán)境(放射性、有毒氣體、粉塵、易燃、易爆、強噪聲等)中，更不適宜人手操作。
[0003]為解決上述技術(shù)問題，目前，一般采用具有兩個獨立的單元的二次元機械手進行抓取物料進行軸向運動，實現(xiàn)物料從前一個工位移動至后一個工位。然而，這種二次元機械手的體積較大，成本高，且運動速度低。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小且成本低的二次元機械手。
[0005]為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種二次元機械手，包括平行且上下間隔設(shè)置的可轉(zhuǎn)動的光桿與絲桿，所述光桿上通過花鍵連接有可隨所述光桿轉(zhuǎn)動的凸輪，所述絲桿上套設(shè)有可隨所述絲桿的轉(zhuǎn)動而沿所述絲桿的軸線做直線運動的絲桿螺母，所述絲桿螺母連接有可隨所述絲桿螺母一起做直線運動的機械手，所述機械手的底部與所述凸輪的外側(cè)面相配合，所述機械手的側(cè)部連接有用于撥動所述凸輪沿所述光桿的軸線做直線運動的推動件。
[0007]其中，所述推動件為U型結(jié)構(gòu)，且所述凸輪位于所述U型結(jié)構(gòu)的U槽中。
[0008]其中，所述光桿的一端連接有第一伺服電機，所述絲桿的一端連接有第二伺服電機，且所述第二伺服電機設(shè)置于所述第一伺服電機上方。
[0009]其中，還包括具有上下兩層空間的外殼，位于下層的空間的兩端設(shè)置有第一支撐體，位于上層的空間的兩端設(shè)置有第二支撐體，所述光桿穿過所述第一支撐體設(shè)置，所述絲桿穿過所述第二支撐體設(shè)置。
[0010]其中，所述光桿的兩端設(shè)置有第一軸肩，每一端的所述第一軸肩與對應(yīng)的所述第一支撐體的內(nèi)側(cè)面相配合。
[0011]其中，所述絲桿的兩端設(shè)置有第二軸肩，每一端的所述第二軸肩與對應(yīng)的所述第二支撐體的內(nèi)側(cè)面相配合。
[0012]其中，兩個所述第二支撐體的頂端連接有橫板，所述橫板與所述外殼之間具有空隙，所述機械手包括對稱設(shè)置的兩個機械手臂，每個所述機械手臂伸出對應(yīng)的所述空隙。
[0013]其中，還包括控制裝置，所述控制裝置分別與所述第一伺服電機、所述第二伺服電機連接。
[0014]本實用新型的有益效果為:
[0015]本實用新型的二次元機械手，包括平行且上下間隔設(shè)置的可轉(zhuǎn)動的光桿與絲桿，光桿上通過花鍵連接有可隨光桿轉(zhuǎn)動的凸輪，絲桿上套設(shè)有可隨絲桿的轉(zhuǎn)動而沿絲桿的軸線做直線運動的絲桿螺母，絲桿螺母連接有可隨絲桿螺母一起做直線運動的機械手，機械手的底部與凸輪的外側(cè)面相配合，機械手的側(cè)部連接有用于撥動凸輪沿光桿的軸線做直線運動的推動件，其利用絲桿轉(zhuǎn)動帶動絲桿螺母移動，絲桿螺母移動帶動機械手移動，實現(xiàn)機械手的水平直線移動，并利用光桿轉(zhuǎn)動帶動凸輪轉(zhuǎn)動，進而使得凸輪的外側(cè)面與機械手的底部的配合，以及凸輪的外側(cè)面的每個點處的半徑尺寸不同的結(jié)構(gòu)特點，使得凸輪的轉(zhuǎn)動將帶動機械手向上或向下運動，實現(xiàn)機械手的豎直升降運動，因此，該二次元機械手利用上述上下布局的結(jié)構(gòu)，使得其不僅能夠進行水平直線運動，還能進行豎向升降運動，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的體積大、成本高的問題，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、成本低；同時，凸輪與光桿采用花鍵連接，不僅可以使得凸輪能夠跟隨光桿轉(zhuǎn)動，而且還能依靠推動件的撥動跟隨機械手運動，能夠保證凸輪隨時與機械手配合，增強該二次元機械手的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的二次元機械手的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1中的二次元機械手的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是圖1中的二次元機械手的機械手運動軌跡示意圖。
[0019]圖中:1_外殼；2_第一伺服電機；3_第二伺服電機；4-支架；5_機械手；6-光桿；7-凸輪；8_絲桿；9_絲桿螺母；10_推動件；41_第一支撐體；42_第二支撐體；43_橫板。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0021]如圖1至圖3所示，一種二次元機械手，包括平行且上下間隔設(shè)置的可轉(zhuǎn)動的光桿6與絲桿8，光桿6上通過花鍵連接有可隨光桿6轉(zhuǎn)動的凸輪7，絲桿8上套設(shè)有可隨絲桿8的轉(zhuǎn)動而沿絲桿8的軸線做直線運動的絲桿螺母9，絲桿螺母9連接有可隨絲桿螺母9 一起做直線運動的機械手5，機械手5的底部與凸輪7的外側(cè)面相配合，機械手5的側(cè)部連接有用于撥動凸輪7沿光桿6的軸線做直線運動的推動件10。
[0022]該二次元機械手利用絲桿8轉(zhuǎn)動帶動絲桿螺母9移動，絲桿螺母9移動帶動機械手5移動，實現(xiàn)機械手5的水平直線移動，并利用光桿6轉(zhuǎn)動帶動凸輪7轉(zhuǎn)動，進而使得凸輪7的外側(cè)面與機械手5的底部的配合，以及凸輪7的外側(cè)面的每個點處的半徑尺寸不同的結(jié)構(gòu)特點，使得凸輪7的轉(zhuǎn)動將帶動機械手5向上或向下運動，實現(xiàn)機械手5的豎直升降運動，因此，該二次元機械手利用上述上下布局的結(jié)構(gòu)，使得其不僅能夠進行水平直線運動，還能進行豎向升降運動，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的體積大、成本高的問題，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、成本低；同時，凸輪與光桿采用花鍵連接，不僅可以使得凸輪能夠跟隨光桿轉(zhuǎn)動，而且還能依靠推動件的撥動跟隨機械手運動，能夠保證凸輪隨時與機械手配合，增強該二次元機械手的可靠性。
[0023]優(yōu)選的，光桿6為花鍵軸。有效利用花鍵的特性，實現(xiàn)周向旋轉(zhuǎn)限位，又可以軸向移動，其結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易，且穩(wěn)定性好。
[0024]較佳地，推動件10為U型結(jié)構(gòu)，且凸輪7位于U型結(jié)構(gòu)的U槽中。利用U形槽的結(jié)構(gòu)特性，使得凸輪7的兩側(cè)分別與U形槽的兩側(cè)對應(yīng)配合，無論是向前還是向后運動，都可以準確并及時的撥動凸輪7移動。
[0025]在本實施例中，光桿6的一端連接有第一伺服電機2,絲桿8的一端連接有第二伺服電機3，且第二伺服電機3設(shè)置于第一伺服電機2上方。該二次元機械手還包括控制裝置，控制裝置分別與第一伺服電機2、第二伺服電機3連接。利用控制裝置對第一伺服電機
2、第二伺服電機3進行控制，其控制簡單，具體地，該控制裝置可以為PLC控制系統(tǒng)。
[0026]該二次元機械手還包括具有上下兩層空間的外殼1，以及設(shè)置在外殼I內(nèi)側(cè)的支架4，支架4包括位于外殼I的下層的空間的兩端設(shè)置的第一支撐體41，位于外殼I的上層的空間的兩端設(shè)置的第二支撐體42，光桿6穿過第一支撐體41設(shè)置，絲桿8穿過第二支撐體42設(shè)置，利用第一支撐體41、以及第二支撐體42對光桿6、絲桿8進行兩端支撐，提高該二次元機械手的穩(wěn)定性。進一步地，兩個第二支撐體42的頂端連接有橫板43，橫板43與外殼I之間具有空隙，機械手5包括對稱設(shè)置的兩個機械手臂，每個機械手臂伸出對應(yīng)的空隙。
[0027]優(yōu)選的，光桿6的兩端設(shè)置有第一軸肩，每一端的第一軸肩與對應(yīng)的第一支撐體41的內(nèi)側(cè)面相配合。
[0028]優(yōu)選的，絲桿8的兩端設(shè)置有第二軸肩，每一端的第二軸肩與對應(yīng)的第二支撐體42的內(nèi)側(cè)面相配合。
[0029]如圖3所示，本實用新型的二次元機械手的運動原理為:包括ab矢量、be矢量、Cd矢量，其中，be矢量由絲桿8的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)，ab矢量、Cd矢量由光桿6帶動凸輪7的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)。也就可以理解為，該二次元機械手在a點取工件再抬高到b點，然后運動到c點后，再次抬高把工件放到d點，從而完成工件的移轉(zhuǎn)。
[0030]本實用新型的二次元機械手可以運用在現(xiàn)有已經(jīng)使用二次元機械手的所有場合，比如，沖壓機床的自動上下料、流水線上的自動上下料的場合等。其相對于普通的二次元機械手，具有以下優(yōu)勢:
[0031]1，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，從而減少安裝的空間，重量輕，減少投資，可以在自動化中得到廣泛應(yīng)用。
[0032]2，控制簡單，如為了節(jié)省投資，可用簡單的PLC控制。
[0033]3，還可以在該二次元機械手的機械手臂處加裝一個線性模組擴展為三次元機械手，甚至可以得到更多的擴展，在三次元的前端加裝一個旋轉(zhuǎn)軸組裝成一個四次元機械手，具有更多的擴展空間，以滿足更多場合。
[0034]4，運動精度及運動速度很容易控制和修改。
[0035]以上結(jié)合具體實施例描述了本實用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種二次元機械手，其特征在于，包括平行且上下間隔設(shè)置的可轉(zhuǎn)動的光桿(6)與絲桿(8)，所述光桿(6)上通過花鍵連接有可隨所述光桿(6)轉(zhuǎn)動的凸輪(7)，所述絲桿(8)上套設(shè)有可隨所述絲桿(8)的轉(zhuǎn)動而沿所述絲桿(8)的軸線做直線運動的絲桿螺母(9)，所述絲桿螺母(9)連接有可隨所述絲桿螺母(9) 一起做直線運動的機械手(5)，所述機械手(5)的底部與所述凸輪(7)的外側(cè)面相配合，所述機械手(5)的側(cè)部連接有用于撥動所述凸輪(7)沿所述光桿(6)的軸線做直線運動的推動件(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次元機械手，其特征在于，所述推動件(10)為U型結(jié)構(gòu)，且所述凸輪(7)位于所述U型結(jié)構(gòu)的U槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次元機械手，其特征在于，所述光桿(6)的一端連接有第一伺服電機(2)，所述絲桿⑶的一端連接有第二伺服電機(3)，且所述第二伺服電機(3)設(shè)置于所述第一伺服電機(2)上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次元機械手，其特征在于，還包括具有上下兩層空間的外殼(I)，位于下層的空間的兩端設(shè)置有第一支撐體(41)，位于上層的空間的兩端設(shè)置有第二支撐體(42)，所述光桿(6)穿過所述第一支撐體(41)設(shè)置，所述絲桿(8)穿過所述第二支撐體(42)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次元機械手，其特征在于，所述光桿(6)的兩端設(shè)置有第一軸肩，每一端的所述第一軸肩與對應(yīng)的所述第一支撐體(41)的內(nèi)側(cè)面相配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次元機械手，其特征在于，所述絲桿(8)的兩端設(shè)置有第二軸肩，每一端的所述第二軸肩與對應(yīng)的所述第二支撐體(42)的內(nèi)側(cè)面相配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次元機械手，其特征在于，兩個所述第二支撐體(42)的頂端連接有橫板(43)，所述橫板(43)與所述外殼(I)之間具有空隙，所述機械手(5)包括對稱設(shè)置的兩個機械手臂，每個所述機械手臂伸出對應(yīng)的所述空隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次元機械手，其特征在于，還包括控制裝置，所述控制裝置分別與所述第一伺服電機(2)、所述第二伺服電機(3)連接。
【文檔編號】B25J9/02GK204019531SQ201420394763
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】形雪順, 許元澤 申請人:蘇州鐳絡(luò)視覺技術(shù)有限公司