CN102020113A - 装校搬运机械手 - Google Patents

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谢志江
陈平
宋代平
刘小波
杨凤杰
孟东东
孙玉
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Abstract

本发明公开了一种装校搬运机械手，由电动平台车(1)和升降平台(2)，机架(3)、上下移动架(4)、左右移动架(5)、转臂(6)和前端执行器(7)等组成，所述机架(3)和上下移动导轨(8)通过丝杠螺母传动机构连接，所述上下移动架(4)和所述左右移动架(5)通过齿轮齿条传动机构连接，所述转臂(6)绕所述左右移动架(5)前端设置的转轴(10)转动，转臂(6)的另一端装有所述前端执行器(7)，所述前端执行器(7)分别与偏转驱动电机(12)和俯仰驱动电机(13)相连。本发明可对待装物体(或模块)进行多姿态调节和校正，具有定位精确度高、结构简单、操作方便等特点。

Description

装校搬运机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手，尤其是搬运机械手。
背景技术
在某些高精度对接的场合中，在装配时，对待装物体的定位精度有着极高的要求，尤其在某些大型光学装校装置中，模块都有精确的定位，光路可以顺利通过，从而装置可正常工作，其精度要求为毫米级。于是在安装这类模块时，就要求机械手可对其姿态进行精确地调节校正，将其准确无误的安装到待装位置。虽然现在已经有了代替人力的机械进行搬运装卸，但一般都只能进行简单的大幅度搬运作业，不能对待装物的姿态进行精确微调。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可对待装物体（或模块）进行多姿态调节和校正，且定位精确度高的搬运机械手。
为解决以上技术问题，本发明提供的装校搬运机械手，包括电动平台车（1）和升降平台（2），其关键在于：还包括位于升降平台（2）上的机架（3）、上下移动架（4）、左右移动架（5）、转臂（6）和前端执行器（7），所述机架（3）上设置有上下移动导轨（8），所述机架（3）和所述上下移动架（4）通过上下移动导轨（8）相连，所述上下移动架（4）前端设置有水平导轨（9），所述上下移动架（4）和所述左右移动架（5）通过水平导轨（9）相连，所述左右移动架（5）前端设置有转轴（10），所述转轴（10）的轴线与所述上下移动导轨（8）平行，该转轴（10）与转轴驱动电机（11）相连，所述转臂（6）的一端固定套装在所述转轴（10）上，所述转臂（6）的另一端活动套装在所述前端执行器（7）的执行器驱动电机（20）的电机轴上，在所述前端执行器（7）上还分别装有偏转驱动电机（12）和俯仰驱动电机（13）。
本发明是这样工作的：将电动平台车运行至模块安装位置，初步定位后，调整升降平台，通过调节转轴驱动电机和执行器驱动电机，使机械手前端执行器与模块接口对齐。调节偏转驱动电机和俯仰驱动电机使前端执行器前端接口与模块接口准确对接。带动机械手沿上下移动导轨垂直运动，精确到达安装高度。开启转轴驱动电机带动转臂转动，开启执行器驱动电机带动前端执行器转动，前端执行器旋转到一定角度以使模块与待装位置对齐。运用偏转驱动电机和俯仰驱动电机，可调节模块的俯仰和偏转姿态。通过这一系列的操作使模块精确调整到安装的角度，然后再带动机械手沿水平导轨向前移动，将模块运送至待装位置。当模块安装到位后，再带动机械手沿水平导轨反向移动退出装置，回归到零位。如果在安装过程中模块的姿态发生偏移，则可重复上述操作，重新调节其姿态，这样依次循环便可实现对模块的精确对接。
所述机架（3）上设置有与所述上下移动导轨（8）平行的提升丝杠（14），所述提升丝杠（14）与提升电机（15）相连，所述上下移动架（4）与所述提升丝杠（14）螺纹连接，所述上下移动架（4）的前端设置有齿条（16），所述齿条（16）与所述水平导轨（9）平行；所述左右移动架（5）的后端设置有与所述齿条（16）啮合传动的齿轮，所述齿轮连接在侧送电机（17）的电机轴上。作为本发明的优化，机架与上下移动架通过上下移动导轨定位+丝杠螺母机构传动，上下移动架和左右移动架通过水平导轨定位+齿轮齿条机构传动，丝杠螺母传动机构和齿轮齿条传动机构可以互换使用。
所述升降平台（2）下方设置有成矩形分布的辅助支撑机构（18），所述辅助支撑机构（18）竖直安装且与所述升降平台（2）螺纹连接。辅助支撑机构用于防倾翻和提供稳定定位。
所述机架（3）上设置有无线手操器（19）。全过程装校可实现在现场CCD监控下，由无线手操器对机械手进行远程控制完成。
本发明的有益效果：
1）结构简单，全过程均由机械操作手完成，操作方便，自动化水平高；
2）实现待装物的上下左右前后全方位、大位移的精确移动，还对前端执行器的俯仰、偏转姿态进行微调和校正，定位精度度高。
附图说明
图1  是本发明的结构示意图。
图2  是图1中水平移动架、转轴、转臂、前端执行器的安装位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示的装校搬运机械手， 由电动平台车1、升降平台2、机架3、上下移动架4、左右移动架5、转臂6和前端执行器7等组成。其中机架3竖直固定在升降平台2上，电动平台车1具有电动行走和电动升降功能。机架3上设置有上下移动导轨8，机架3和上下移动架4通过上下移动导轨8相连，上下移动导轨8对上下移动架4在机架3上的滑动进行导向；上下移动架4前端设置有水平导轨9，上下移动架4和左右移动架5通过水平导轨9相连，水平导轨9对左右移动架5在上下移动架4的滑动进行导向。
如图2所示，左右移动架5前端设置有转轴10，转轴10的轴线与上下移动导轨8平行（结合图1得出），转轴10由转轴驱动电机11驱动。转臂6的一端通过两颗销钉21固定套装在转轴10上，转臂6的另一端活动套装在前端执行器7的执行器驱动电机20的电机轴上，执行器驱动电机20装在转臂6的上方，前端执行器7装在转臂6的下方，前端执行器7由执行器驱动电机20驱动。前端执行器7上还分别装有偏转驱动电机12和俯仰驱动电机13，分别用于控制前端执行器7的偏转姿态和俯仰姿态。
为进一步优化上下移动架与机架、上下移动架与左右移动架的传动方式，如图1所示，机架3上设置有提升丝杠14，提升丝杠14与上下移动导轨8平行，提升丝杠14由提升电机15驱动，上下移动架4与提升丝杠14螺纹连接，组合成丝杠螺母传动机构。上下移动架4的前端设置有齿条16，齿条16与水平导轨9平行，左右移动架5的后端设置有与齿条16啮合传动的齿轮（图中未示出），齿轮由侧送电机17驱动，组合成齿轮齿条传动机构，齿轮转动带动左右移动架5左右移动。当然，下移动架与机架、上下移动架与左右移动架的传动方式不局限于此种，也可以将上下移动架与左右移动架采用丝杠螺母传动机构，将上下移动架与机架采用齿轮齿条传动机构，或者其他类似的可实现直线运动的传动方式。
如图2所示，升降平台2下方设置有成矩形分布的辅助支撑机构18，辅助支撑机构18竖直安装，四个辅助支撑机构18的轴线相互平行，辅助支撑机构18与升降平台2螺纹连接。机架3上还设置有无线手操器19。
如图1所示，水平导轨9 有两个，上下平行分布，齿条16设置在两水平导轨9之间，以保证左右移动架5的运行更为平稳。
下面对其工作过程进行一个简单描述：将移动平台车1运行至模块安装位置，初步定位后，打开辅助支撑机构18，调整升降平台2，进行一级提升。通过调节转轴驱动电机11和执行器驱动电机20，使机械手前端执行器7与模块接口对齐。调节偏转驱动电机12和俯仰驱动电机13使前端执行器7的前端接口与模块接口准确对接。开启提升电机15，通过提升丝杠14带动机械手沿机架3内的上下移动导轨8垂直运动，进行二级提升，精确到达安装高度。开启转轴驱动电机11和执行器驱动电机20使机械手前端执行器7旋转到一定角度，以便模块与待装位置对齐。运用偏转驱动电机12和俯仰驱动电机13，可调节模块的俯仰和偏转姿态。通过这一系列的操作使模块精确调整到安装的角度，然后再开启侧送电机17，通过齿轮齿条传动机构带动转臂6和前端执行器7沿水平导轨9向前移动，将模块运送至待装位置。当模块安装到位后，可反转侧送电机17，带动转臂6和前端执行器7反向移动退出装置，回归到零位。如果在安装过程中模块的姿态发生偏移，则可重复上述操作，重新调节其姿态。这样依次循环便可实现对模块的精确对接。全过程装校可实现在现场CCD监控下，由无线手操器19对机械手进行远程控制完成。

Claims (4)

1.一种装校搬运机械手， 包括电动平台车（1）和升降平台（2），其特征在于：还包括位于升降平台（2）上的机架（3）、上下移动架（4）、左右移动架（5）、转臂（6）和前端执行器（7），所述机架（3）上设置有上下移动导轨（8），所述机架（3）和所述上下移动架（4）通过上下移动导轨（8）相连，所述上下移动架（4）前端设置有水平导轨（9），所述上下移动架（4）和所述左右移动架（5）通过水平导轨（9）相连，所述左右移动架（5）前端设置有转轴（10），所述转轴（10）的轴线与所述上下移动导轨（8）平行，该转轴（10）与转轴驱动电机（11）相连，所述转臂（6）的一端固定套装在所述转轴（10）上，所述转臂（6）的另一端活动套装在所述前端执行器（7）的执行器驱动电机（20）的电机轴上，在所述前端执行器（7）上还分别装有偏转驱动电机（12）和俯仰驱动电机（13）。
2.按照权利要求1所述的装校搬运机械手，其特征在于：所述机架（3）上设置有与所述上下移动导轨（8）平行的提升丝杠（14），所述提升丝杠（14）与提升电机（15）相连，所述上下移动架（4）与所述提升丝杠（14）螺纹连接，所述上下移动架（4）的前端设置有齿条（16），所述齿条（16）与所述水平导轨（9）平行；所述左右移动架（5）的后端设置有与所述齿条（16）啮合传动的齿轮，所述齿轮连接在侧送电机（17）的电机轴上。
3.按照权利要求1所述的装校搬运机械手，其特征在于：所述升降平台（2）下方设置有成矩形分布的辅助支撑机构（18），所述辅助支撑机构（18）竖直安装且与所述升降平台（2）螺纹连接。
4.按照权利要求1所述的装校搬运机械手，其特征在于：所述机架（3）上设置有无线手操器（19）。
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