CN102145490A - 机械手臂装置 - Google Patents

Abstract

一种机械手臂装置，包括轨道架、支撑臂及可沿该支撑臂做直线运动的夹持机构，该轨道架呈圆环形状，该支撑臂伸向该轨道架的中心并可沿该轨道架做圆周运动。通过让该支撑臂沿该轨道架做圆周运动，让该夹持机构沿该支撑臂做直线运动，从而建立了一个极坐标系，这样可让该夹持机构在三维空间运动，不仅结构简单，使用也很方便。

Description

机械手臂装置

技术领域

本发明涉及一种机械手臂装置。

背景技术

当前，机械手臂广泛应用于生产实践中，用以替代人工来进行各种作业。例如，在印刷电路板(PCB)的生产过程中，就会经常利用机械手臂来夹持测量工具，以便将测量工具精确地定位于PCB上需要进行检测的部位，这样可大大提高生产效率及检测的准确性。然而，现有的机械手臂都是基于直角坐标系的，借助机械手臂分别沿互相垂直的三个坐标轴的移动来让夹持于机械手臂前端的夹爪上的测量工具准确定位于待检测工件上需要进行检测的具体位置，结构复杂，占用空间大，造成使用不方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便的机械手臂装置。

一种机械手臂装置，包括轨道架、支撑臂及可沿该支撑臂做直线运动的夹持机构，该轨道架呈圆环形状，该支撑臂伸向该轨道架的中心并可沿该轨道架做圆周运动。

本发明机械手臂装置通过让该支撑臂沿该轨道架做圆周运动，让该夹持机构沿该支撑臂做直线运动，从而建立了一个极坐标系，这样可让该夹持机构在三维空间运动，不仅结构简单，使用也很方便。

附图说明

下面参照附图结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1是本发明机械手臂装置的较佳实施方式的立体分解图。

图2是图1的立体组装图。

主要元件符号说明

具体实施方式

请参照图1，本发明机械手臂装置1的较佳实施方式，其包括呈圆环形状的轨道架10及可沿该轨道架10滑动的滑动架19。该滑动架19包括可设置于该轨道架10并可沿该轨道架10滑动的滑座20、支撑臂30、第一驱动机构40、第二驱动机构50、第三驱动机构60及用于夹持测量工具的夹持机构70。

轨道架10包括具有安装口12的本体部分14及可置于该安装口12内而与该本体部分14接合在一起的接合部分16。该本体部分14的底面及该接合部分16的底面沿周向均设有滑齿142、162。当该接合部分16与该本体部分14接合在一起时，这些滑齿142、162便形成一环形齿带。四个支撑件18均匀地分布固定于该轨道架10的内圆环面上。

滑座20可经由该安装口12套设于该轨道架10的本体部分14，其包括相对而设的顶壁21、底壁22及相对而设的两侧壁23、24。该顶壁21、底壁22及两侧壁23、24一起围合形成一收容空间25。该顶壁21开设若干固定孔212。该两侧壁23、24分别开设有枢转孔232、242。该侧壁24设有一用于避让这些支撑件18的避位槽27。这样，当该滑座20沿该轨道架10的本体部分14运动时，既可避免与这些支撑件18发生干涉，又可防止该滑座20脱离该轨道架10。

支撑臂30包括连接板32及垂直地设于该连接板32两端的安装板34及安装架35。该安装架35包括两横板36及垂直设于该两横板36两端的两竖板37。该两横板36对应设有两滑槽364。其中位于底部的横板36于其滑槽364的两侧对应该滑座20的固定孔212开设若干安装孔362。该两竖板37分别开设有穿置孔372。

该第一驱动机构40包括电机42、传动轴44及传动齿轮46。该传动齿轮46对应该传动轴44开设有中心孔462。

该第二驱动机构50包括电机52、传动丝杠54及滑动组件56。该滑动组件56包括滑动块57、安装件58及隔板59。该滑动块57对应传动丝杠54开设有螺纹孔572。该滑动块57于上下两端分别凸设有固定部574。该安装件58及隔板59分别开设两光孔582、592。

该第三驱动机构60包括电机62、主动齿轮64、两从动齿轮66及两传动丝杠67。

该夹持机构70包括滑动件72、安装于该滑动件72的电机74及由该电机74驱动的用于夹持测量工具的两夹持臂76。该滑动件72相对地设有两侧板722，每一侧板722开设两用于穿置该两传动丝杠67的螺纹孔724。

请同时参照图1和图2，组装时，将该第一驱动机构40的传动齿轮46放入该滑座20的收容空间25内，并让该传动齿轮46的中心孔462与该滑座20的侧壁23、24的枢转孔232、242相互对准。将该第一驱动机构40的传动轴44依次穿入该枢转孔232、中心孔462及枢转孔242，以将该传动齿轮46可转动地安装于该滑座20内。将该滑座20放入本体部分14的安装口12并套设在本体部分14，该传动齿轮46与该本体部分14的滑齿142相互啮合。将该接合部分16置于该本体部分14的安装口12，以与该本体部分14相对接，从而形成轨道架10。将该支撑臂30放置于该滑座20的顶壁21上，让该支撑臂30的安装架35的安装孔362与该顶壁21的固定孔212相互对准，用固定件(如螺丝)锁固于这些安装孔362及对应的固定孔212内，从而将该支撑臂30固定于该滑座20。这时，该安装板34位于该轨道架10外侧，该安装架35伸向该轨道架10的中心。

将该第一驱动机构40的电机42安装于该支撑臂30的安装板34的下部并正对该滑座20，用连接件80(如连接轴套)将该电机42的转轴与该第一驱动机构40的传动轴44连接起来。

将该第二驱动机构50的滑动组件56的滑动块57置于该支撑臂30的安装架35内，让该滑动块57的两固定部574分别容置于该安装架35的两横板36的滑槽364。将该滑动组件56的安装件58及隔板59分别固定于该滑动块57的两固定部574而滑动安装于该安装架35的两侧。将该第二驱动机构50的电机52安装于该支撑臂30的安装板34的上部。将该第二驱动机构50的传动丝杠54穿过该安装架35的一穿置孔372、滑动块57的螺纹孔572及该安装架35的另一穿置孔372并藉助一连接件90(如连接轴套)连接该转动丝杠54的相应端。这时，该传动丝杠54沿该安装架35伸向该轨道架10的中心的方向安装于该支撑臂30的安装架35。

让该第三驱动机构60的两传动丝杠67分别穿入该夹持机构70的滑动件72的螺纹孔724而螺设于该夹持机构70的滑动件72，并让该两传动丝杠67分别穿过该第二驱动机构50的隔板59及安装件58的对应光孔592、582。将该第三驱动机构60的两从动齿轮66放置于该安装件58内并分别安装于该两传动丝杠67，而该第三驱动机构60的主动齿轮64安装于该第三驱动机构60的电机62的转轴。将该电机62安装于该安装件58，并让该主动齿轮64与该两从动齿轮66相互啮合。这样，即完成该机械手臂装置1的组装。

使用时，借助固定件(如螺丝)将该轨道架10的四个支撑件18固定于一自动检测设备的检测台上(图未示)，从而将该机械手臂装置1固定于该检测台。该两夹持臂76可夹持一测量工具。本实施方式中，该两夹持臂76夹持分别作为正、负极的探针92。将待测产品(如PCB(图未示))放置于检测台。启动第一、第二及第三驱动机构40、50、60的电机42、52、62，该第一驱动机构40的传动轴44及传动齿轮46驱动该滑座20及该支撑臂30沿该轨道架10做圆周运动；该第二驱动机构50的传动丝杠54驱动该滑动组件56，从而带动该第三驱动机构60及该夹持机构70一起沿该支撑臂30的安装架35(即该轨道架10的径向)做直线运动；该第三驱动机构60的电机62通过主从动齿轮64、66而驱动该两传动丝杠67转动，进而带动该夹持机构70上下运动(即沿垂直于该轨道架10所在平面的方向做直线运动)，从而让该两探针92在三维空间灵活运动并精确定位于该PCB上需要进行检测的部位，方便地检测该PCB上是否有不良通电部位。若要检测PCB的其他参数时，在该夹持机构70的夹持臂76装上相应的测量工具即可。

由上可知，该机械手臂装置1通过让该支撑臂30沿该轨道架10做圆周运动，而让该夹持机构70沿该支撑臂30做直线运动，从而建立了一个极坐标系，让该夹持机构70在三维空间灵活运动，而让夹持于该夹持机构70的测量工具定位于PCB上需要进行检测的部位，不仅结构简单，使用也很方便。

本实施方式中，该第三驱动机构60通过由主动齿轮64与两从动齿轮66组成的齿轮组将力传递给对应的两传动丝杠67，由该两传动丝杠67带动该夹持机构70运动，可使该夹持机构70的运动稳定，让测量工具精确定位于待测产品的需要进行检测的部位。在其他实施方式中，也可只将该第三驱动机构60的一个传动丝杠67直接连接于该电机62的转轴来达到传力的目的。

本实施方式中，该第一、第二及第三驱动机构40、50、60的驱动方式是通过齿轮齿条及丝杠传动来实现的。在其他实施方式中，也可采用磁悬浮的驱动方式。

另外，可以理解，根据检测需要，可在该轨道架10上设置一个以上这样的滑动架19，以提高检测效率。这时，让各滑动架19的支撑臂30长短不一，可避免形成测量工具无法到达的检测盲区。

Claims (11)

1.一种机械手臂装置，包括轨道架、支撑臂及可沿该支撑臂做直线运动的夹持机构，其特征在于：该轨道架呈圆环形状，该支撑臂伸向该轨道架的中心并可沿该轨道架做圆周运动。

2.如权利要求1所述的机械手臂装置，其特征在于：该机械手臂装置还包括套设于该轨道架并固定于该支撑臂的滑座及用于驱动该滑座沿该轨道架做圆周运动的第一驱动机构。

3.如权利要求2所述的机械手臂装置，其特征在于：该轨道架沿周向形成一由滑齿组成的环形齿带，该第一驱动机构包括安装于该支撑臂的电机、连接于该第一驱动机构的电机的转轴的传动轴及由该传动轴驱动且啮合于该轨道架的齿带的传动齿轮，该传动轴将该传动齿轮可转动地安装于该滑座。

4.如权利要求3所述的机械手臂装置，其特征在于：该机械手臂装置还包括用于让该夹持机构沿该支撑臂做直线运动的第二驱动机构，该第二驱动机构包括安装于该支撑臂的电机、连接于该第二驱动机构的电机的转轴的传动丝杠及由该第二驱动机构的传动丝杠驱动的滑动组件，该第二驱动机构的传动丝杠沿伸向该轨道架的中心的方向安装于该支撑臂，该夹持机构连接于该滑动组件。

5.如权利要求4所述的机械手臂装置，其特征在于：该机械手臂装置还包括用于驱动该夹持机构的第三驱动机构，该第三驱动机构包括安装于该滑动组件的电机、安装于该第三驱动机构的电机的转轴的主动齿轮、两啮合于该主动齿轮的从动齿轮及两分别固定于该两从动齿轮的传动丝杠，该第三驱动机构的两传动丝杠螺设于该夹持机构，以驱动该夹持机构沿垂直于该轨道架所在平面的方向做直线运动。

6.如权利要求5所述的机械手臂装置，其特征在于：该滑动组件包括滑动装设于该支撑臂并穿设于该第二驱动机构的传动丝杠的滑动块，该滑动块开设有用于穿置该第二驱动机构的传动丝杠的螺纹孔。

7.如权利要求6所述的机械手臂装置，其特征在于：该支撑臂包括连接板、设于该连接板一端并伸向该轨道架的中心的安装架及设于该连接板另一端的位于该轨道架外侧的安装板，该第一驱动机构的电机及第二驱动机构的电机安装于该安装板。

8.如权利要求7所述的机械手臂装置，其特征在于：该安装架包括两横板及设于该两横板两端的两竖板，该第二驱动机构的传动丝杠设置于该两竖板之间，该两横板对应设有滑槽，该滑动块凸设两分别滑动地容置于该两滑槽的固定部，该滑动组件还包括分别固定于该两固定部而滑动地置于该安装架的两相对侧的安装件及隔板，该第三驱动机构的电机安装于该安装件。

9.如权利要求4所述的机械手臂装置，其特征在于：该机械手臂装置还包括用于驱动该夹持机构的第三驱动机构，该第三驱动机构包括固定于该滑动组件的电机、连接于该第三驱动机构的电机的转轴的传动丝杠，该第三驱动机构的传动丝杠螺设于该夹持机构，以驱动该夹持机构沿垂直于该轨道架所在平面的方向做直线运动。

10.如权利要求3所述的机械手臂装置，其特征在于：该机械手臂装置还包括若干安装于该轨道架的支撑件，该滑座开设一用于避让这些支撑件的避位槽。

11.如权利要求1所述的机械手臂装置，其特征在于：该夹持机构可沿垂直于该轨道架所在平面的方向做直线运动。

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