CN101767340B - 机械手 - Google Patents

机械手 Download PDF

Info

Publication number
CN101767340B
CN101767340B CN2009103000356A CN200910300035A CN101767340B CN 101767340 B CN101767340 B CN 101767340B CN 2009103000356 A CN2009103000356 A CN 2009103000356A CN 200910300035 A CN200910300035 A CN 200910300035A CN 101767340 B CN101767340 B CN 101767340B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mechanical arm
manipulator
elastic
pedestal
connector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009103000356A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101767340A (zh
Inventor
周育政
王金鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Priority to CN2009103000356A priority Critical patent/CN101767340B/zh
Priority to US12/430,991 priority patent/US8240228B2/en
Publication of CN101767340A publication Critical patent/CN101767340A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101767340B publication Critical patent/CN101767340B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/06—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs
    • F16F15/067—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs using only wound springs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20012—Multiple controlled elements
    • Y10T74/20201—Control moves in two planes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

一种机械手，其包括基座、机械手臂、弹性件、连接件以及弹性支撑件，该连接件与基座及机械手臂中的其中一个固定连接，并可活动地穿设基座及机械手臂中另外一个以使该机械手臂可相对该基座摆动，该基座上开设有容置槽，该弹性件套设于该连接件上且抵持于该基座与机械手臂之间，该弹性支撑件开设有圆孔以供该连接件穿设，且设置于该弹性件与该基座之间，该弹性支撑件收容于该容置槽中且其中部向一侧凸出并形成一个半球形支撑面，且该半球形支撑面与该弹性件的末端相抵接。上述机械手在与周边设备发生碰撞时可万向摆动，并可利用弹性件吸收碰撞所产生的冲击，从而保护机械手，当机械手与周边设备分离后，还可以依靠弹性件的弹力自动复位，并具有较高的复位精度。

Description

机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手，尤其涉及一种能够万向摆动并自动复位的机械手。
背景技术
随着工业的发展，自动化设备已经广泛应用于各生产领域中，比如能够进行抓取和搬运的机械手，其可以按照设定的运动轨迹运动，实现自动上料和下料。然而，当机械手在有限的空间中进行回转或进行其他动作时，因受机械手本身运动的精度限制以及其产生的惯性力作用，或者受周边设备的安装精度的限制，机械手易与周边设备发生刚性碰撞，从而造成机械手或周边设备的损坏，严重时甚至会产生安全事故。此类因刚性碰撞而造成设备损坏的现象在其他自动化作业中也经常发生。
一种避免上述刚性碰撞的方法是通过在机械手上安装感测装置，比如力传感器等，以对机械手与周边设备的接触情况进行感知，当机械手与周边设备发生接触时，该传感器感知该接触力并产生一个信号，然后将该信号传送给机械手的控制装置，控制装置根据该信号发出控制指令以改变机械手的运动轨迹，从而使机械手避让周边设备，以起到保护机械手的作用。待机械手避过周边设备之后，控制装置需再次发出控制指令才能使机械手重新返回到原先设定的工作路径上，即现实复位，以进行后续的工作。
然而，上述感测装置及相应的控制系统增加了机械手结构的复杂程度，提高了成本，且需要专业技能较高的人员进行维护。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种结构简单、能够吸收碰撞产生的冲击，并能够实现自动复位的机械手。
一种机械手，其包括基座、机械手臂、弹性件、连接件以及弹性支撑件，该连接件与基座及机械手臂中的其中一个固定连接，并可活动地穿设基座与机械手臂中的另外一个以使该机械手臂可相对该基座摆动，该基座上开设有容置槽，该弹性件套设于该连接件上且抵持于该基座与机械手臂之间，该弹性支撑件开设有圆孔以供该连接件穿设，且设置于该弹性件与该基座之间，该弹性支撑件收容于该容置槽中且其中部向一侧凸出并形成一个半球形支撑面，且该半球形支撑面与该弹性件的末端相抵接。
上述机械手的连接件与基座及机械手臂中的其中一个形成活动空间，机械手臂与周边设备发生碰撞后可产生万向摆动，可避免与周边设备刚性碰撞，并可利用弹性件吸收碰撞所产生的冲击，从而保护机械手。当机械手臂与周边设备分离后，还可以依靠弹性件的弹力作用自动复位。
附图说明
图1是本发明较佳实施例机械手的立体示意图。
图2是图1所示机械手的立体分解图。
图3是图1所示机械手的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的机械手作进一步的详细说明。
请同时参见图1至图3，本发明较佳实施例的机械手20包括一个基座21、一个机械手臂23、多个弹性件25、多个连接件27及多个弹性支撑件28。
基座21为盘体，其一侧沿轴向凸出形成一个圆柱形凸台212。基座21的周缘设有沿周向等间距设置的多个安装孔213，该多个安装孔213用于与带动机械手20运动的主轴固定连接。基座21还包括八个贯穿基座21的螺纹孔214，该八个螺纹孔214沿周向等间距分布于凸台212周缘，每一个螺纹孔214一端形成有容置槽2124。
机械手臂23基本为轴对称结构，对称轴为轴线a。机械手臂23包括主体231及设于主体231一端的连接座232。主体231大致为长条状圆柱体，其自由端用于连接工作部件，比如机械手爪、夹具、吸盘等。连接座232为盘体，其周缘设有与基座21的八个螺纹孔214一一对应的八个贯穿连接座232的连接孔234。每一个连接孔234包括配合部2341及分别设置于配合部2341两端的第一容置部2343及第二容置部2345。
弹性件25用于产生弹力并可轴向摆动，其可以为螺旋弹簧及圆柱形弹簧等形式。本实施例中，弹性件25为圆柱形压簧，并具有多个簧圈。
连接件27大致为圆柱体，其包括导正部271及分别设于导正部271两端的抵接部273及螺纹部275。其中，导正部271的外径比机械手臂23的连接孔234的配合部2341的内径略小，用于可活动地穿设配合部2341，以形成一个活动空间。在本较佳实施例中，导正部271与配合部2341之间的配合间隙为0.2毫米。抵接部273为设于导正部271一端的凸缘。抵接部273还形成有六角形凹槽以便于使用扳手旋转该连接件27。
弹性支撑件28为弹片，其用于提供沿机械手臂23对称轴线a方向的弹力。弹性支撑件28中部向一侧凸出并形成一个半球形支撑面281，支撑件28中部还设有圆孔282以供连接件27穿设。
组装时，首先确定机械手20的初始位置，即机械手臂23的对称轴线a与基座21基本垂直并具有稳定状态的位置。将各弹性支撑件28设置于基座21的容置槽2124中，并使弹性支撑件28的支撑面281朝向容置槽2124外部。将各弹性件25的一端与支撑面281相抵接，因支撑面281为半球面，各弹性件25可与基座21保持基本垂直。将连接件27依次穿过机械手臂23的连接孔234、弹性件25以及弹性支撑件28的圆孔282并与基座21的螺纹孔214螺接并锁紧。此时，各弹性件25及弹性支撑件28受压产生弹性形变，连接件27的抵持部273与机械手臂23连接孔234的第一容置部2343相抵接。因各弹性件25及弹性支撑件28的机械性能大致相同，机械手臂23在初始状态下可基本保持与基座21相互垂直。同时，连接件273的导正部271与机械手臂23的连接孔234的配合部2341为间隙配合，从而可允许机械手臂23沿轴向做小幅度摆动。
为保证机械手20初始位置的准确性，还可以在装配时利用水平仪或千分表等测量设备对机械手臂23初始位置进行校正，通过调整各连接件27以使机械手臂23的对称轴线a与基座21垂直。
使用时，可在机械手臂23的自由端安装工作部件，比如机械手爪、用于夹持工件的夹具、用于吸附工件的吸盘等。当机械手臂23在工作过程中与周边设备发生碰撞时，因连接件27与连接孔234的配合部2341具有活动间隙，机械手臂27可产生万向摆动，以避让周边设备。且该碰撞力可通过机械手臂23传递至弹性件25及弹性支撑件28上，弹性件25及弹性支撑件28在该碰撞力的作用下发生弹性形变以吸收碰撞产生的冲击，从而有效避免机械手臂23在外力的冲击下被损坏。因八个弹性件25等间距地分布于一个圆周上，机械手臂27受力较均匀，可较容易实现万向摆动。
当机械手臂23与周边设备分离后，各弹性件25及弹性支撑件28的变形逐渐恢复，机械手臂23回摆至初始位置。其中，弹性件25主要提供使机械手臂23从偏摆位置回摆至初始位置的弹力，而弹性支撑件28主要提供使机械手臂23保持在初始位置的弹力。本实施例中，八个弹性件25在一个圆周上等间距排列，各弹性件25之间为并联连接，从而增加了整体的刚度，使得机械手臂23可迅速回复至初始状体，且可增强机械手臂23在初始状态的稳定性。另外，设置在基座21的容置槽2124中的弹性支撑件28可通过其半球形支撑面281与弹性件25的末端相抵接，以导正弹性件25，使弹性件25与基座21基本垂直，以使机械手臂23回摆后，弹性件25仅在轴向受力，从而有助于机械手臂23的复位精度。通过将弹性件25与弹性支撑件28结合使用，可使机械手臂23具有较高的复位精度，在本实施例中，机械手臂23在任意方向的复位精度均可在0.02毫米的范围以内。可以理解，在复位精度要求较低的情况，比如仅要求复位精度在0.05毫米以内时，可省略弹性支撑件28，而仅依靠弹性件25实现复位。
可以理解，本发明机械手20的连接件25也可以与机械手臂23固定连接，而可活动地穿设基座21。本发明机械手20设置的弹性件25与连接件27的数量可以不一致，比如可仅设置三个连接件27，且弹性件25可不套设于连接件27上，而是相间隔设置。本发明机械手20设置的弹性件25的数量也不限于八个，在满足工作要求的情况下，其也可以为一个、两个、三个或三个以上，当为三个以上时可使该多个弹性件25等间隔地分布于同一圆周上，以较好地实现机械手臂23的万向摆动。另外，连接件273与机械手臂23的连接孔234之间配合间隙可根据实际需要调整。

Claims (8)

1.一种机械手，其包括基座及机械手臂，其特征在于：该机械手还包括弹性件、连接件以及弹性支撑件，该连接件与基座及机械手臂中的其中一个固定连接，并可活动地穿设基座及机械手臂中另外一个以使该机械手臂可相对该基座摆动，该基座上开设有容置槽，该弹性件套设于该连接件上且抵持于该基座与机械手臂之间，该弹性支撑件开设有圆孔以供该连接件穿设，且设置于该弹性件与该基座之间，该弹性支撑件收容于该容置槽中且其中部向一侧凸出并形成一个半球形支撑面，且该半球形支撑面与该弹性件的末端相抵接。
2.如权利要求1所述的机械手，其特征在于：该机械手包括至少三个弹性件，且该至少三个弹性件等间隔分布于同一圆周上。
3.如权利要求2所述的机械手，其特征在于：该连接件的数量与弹性件的数量相同，且该每一个弹性件套设于一个连接件上。
4.如权利要求3所述的机械手，其特征在于：该机械手臂设有与弹性件数量相等的连接孔，该每一个连接件可活动地穿设一个连接孔，且该连接件与连接孔的配合间隙等于或小于0.2毫米。
5.如权利要求4所述的机械手，其特征在于：该连接件包括导正部及分别设于该导正部两端的抵接部及螺纹部，该导正部与该机械手臂的连接孔间隙配合，该抵接部与该机械手臂相抵接，该基座上设有与该螺纹部对应的螺纹孔。
6.如权利要求5所述的机械手，其特征在于：该基座为盘体，其周缘设有沿周向等间距分布的多个安装孔。
7.如权利要求6所述的机械手，其特征在于：该基座一侧沿轴向凸出形成一个圆柱形凸台，该基座上设置的螺纹孔沿周向等间距分布于该凸台周缘。
8.如权利要求1所述的机械手，其特征在于：该弹性件为螺旋形压簧。
CN2009103000356A 2009-01-05 2009-01-05 机械手 Expired - Fee Related CN101767340B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009103000356A CN101767340B (zh) 2009-01-05 2009-01-05 机械手
US12/430,991 US8240228B2 (en) 2009-01-05 2009-04-28 Manipulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009103000356A CN101767340B (zh) 2009-01-05 2009-01-05 机械手

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101767340A CN101767340A (zh) 2010-07-07
CN101767340B true CN101767340B (zh) 2013-02-13

Family

ID=42311173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009103000356A Expired - Fee Related CN101767340B (zh) 2009-01-05 2009-01-05 机械手

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8240228B2 (zh)
CN (1) CN101767340B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104455949A (zh) * 2013-09-22 2015-03-25 上海宝钢工业技术服务有限公司 刮刀式去毛刺机推杆油缸的减震底座
CN103707323A (zh) * 2013-12-17 2014-04-09 周玉梅 一种机械手连接座
CN104149097A (zh) * 2014-06-19 2014-11-19 铜陵翔宇商贸有限公司 一种高精度机械手
CN108044602A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 广西瑞克工业机器人有限公司 一种用于工业搬运机器人的支撑装置
CN107891441A (zh) * 2017-12-25 2018-04-10 无锡特恒科技有限公司 一种微浮动的上料抓取机构

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2563976A (en) * 1947-11-20 1951-08-14 J W Speaker Corp Blind attachment device
DE10301269A1 (de) * 2003-01-15 2004-07-29 Sang-Wan Joo Vorrichtung zur mittenfernen Federung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4315113A (en) * 1980-01-18 1982-02-09 Harman International Industries, Inc. Actuator switch for remote control rearview mirrors
US4739128A (en) * 1986-11-10 1988-04-19 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Thumb-controlled, hand-held joystick
US5231386A (en) * 1990-07-24 1993-07-27 Home Row, Inc. Keyswitch-integrated pointing assembly
GB9001718D0 (en) * 1990-01-25 1990-10-03 British Aerospace Control mechanism
US5349881A (en) * 1993-05-03 1994-09-27 Olorenshaw George M Multi-axial centering spring mechanism
US20040211094A1 (en) * 2003-04-28 2004-10-28 Seavey Stephen W. Mounting device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2563976A (en) * 1947-11-20 1951-08-14 J W Speaker Corp Blind attachment device
DE10301269A1 (de) * 2003-01-15 2004-07-29 Sang-Wan Joo Vorrichtung zur mittenfernen Federung

Also Published As

Publication number Publication date
US20100171246A1 (en) 2010-07-08
CN101767340A (zh) 2010-07-07
US8240228B2 (en) 2012-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101767340B (zh) 机械手
CN101745912B (zh) 缓冲装置
US20140041461A1 (en) Force sensor
JP6927776B2 (ja) 振れ補正機能付き光学ユニット
US9636821B2 (en) Industrial robot
CN103558675A (zh) 反光镜调节装置和光学仪器
US20160069506A1 (en) Improved kinematic mount
US8469830B2 (en) Universal joint
US8562448B2 (en) Joint structure
CN103511481A (zh) 回转定位装置
CN109787321B (zh) 多自由度复位装置及充电桩
CN108941989B (zh) 一种机器人焊接、切割防碰撞装置
JP2020041669A (ja) 支持装置
CN108908395A (zh) 一种用于机器人力控的多方向被动柔顺装置
EP1407152B1 (en) Pivot joint
KR20160056148A (ko) 형상기억합금와이어를 이용한 구체형 이동장치
CN105479488A (zh) 机械手
JP4841493B2 (ja) ねじ類の締付工具
JP4674916B2 (ja) パラレルメカニズム
US10632612B2 (en) Assembly for robot and robot having the same
TWI415723B (zh) 機械手
CN110319889A (zh) 一种伺服电机编码器
JP4719063B2 (ja) 取付具及び取付具の調整方法
US20190001509A1 (en) Winding structure of joint of robot and robot having the same
CN109822607B (zh) 一种适用于机器人末端的柔性法兰

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130213

Termination date: 20150105

EXPY Termination of patent right or utility model