CN102528816A - 操作手爪及应用该操作手爪的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种操作手爪，用以搬运微小探针，包括：主体部，沿竖直方向开设有通孔；顶针，至少部分滑动于所述通孔内；可动爪，转动连接于所述主体部，并与所述主体部形成夹持空间，所述夹持空间沿竖直方向延伸于所述通孔的下方且与所述通孔位于同一竖直线上，所述可动爪面向夹持空间的一侧设有凸起部，所述顶针末端驱动所述凸起部，凸起部带动所述可动爪相对主体部转动；弹性件，连接于可动爪和主体部之间。本发明还公开了一种应用上述操作手爪的机械手。通过该操作手爪和机械手对预装完成的微小探针进行搬运，可实现搬运过程的自动化，其具有效率高、稳定、可靠的优点，可满足批量生产。

Description

操作手爪及应用该操作手爪的机械手

技术领域

本发明应用于微小测试探针的装配过程，具体涉及一种操作手爪及应用该操作手爪的机械手。

背景技术

微小探针是各种探针测试设备的关键部件之一，在信号检测领域具有广泛的用途。

微小探针由可动触头、弹性部件、固定触头、外壳四部分组成，其装配过程包括预装环节(将前三部分安装在外壳中)和固定环节(将外壳与固定触头铆接)两部分。在预装和固定环节中间，需要对预装完成的探针进行搬运转移，以便进行固定。由于此时固定触头在外壳顶部处于自由状态，并且在弹性部件的作用下，固定触头的轴心线与外壳轴心线存在夹角，因此在搬运转移过程中存在两个问题：其一，固定触头容易跌落；其二，铆接前固定触头和外壳的轴心线不易调整成一条直线。

目前，探针装配过程中的搬运转移基本是由人工实现。因此存在以下问题：其一，工作效率低；其二，对操作者个人素质要求高，首先视力要好，其次手在转移过程中要稳，再次固定前能有效地矫正微小固定触头；其三，对操作者眼睛有损伤，连续工作时间很短，也不能长期工作；其四，最终的探针装配质量受人的因素影响大；其五，大批量生产受限制，无法满足日益增长的市场需求。

因此需要一种操作手代替人工，实现对预装完成的探针进行搬运转移。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种操作手爪及应用该操作手爪的机械手，通过该操作手爪和机械手对预装完成的微小探针进行搬运，可实现搬运过程的自动化，其具有效率高、稳定、可靠的优点，可满足批量生产。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种操作手爪，用以搬运微小探针，尤其是，包括：

主体部，沿竖直方向开设有通孔；

顶针，至少部分滑动于所述通孔内；

至少一个可动爪，转动连接于所述主体部，所述可动爪面向通孔的一侧设有凸起部，所述凸起部凸伸入所述通孔内，所述顶针末端驱动所述凸起部，凸起部带动所述可动爪相对主体部转动；

弹性件，连接于所述可动爪和主体部之间。

优选的，在上述操作手爪中，所述主体部的侧面开设有开口，所述开口连通于所述通孔，所述可动爪收容于所述开口内。

优选的，在上述操作手爪中，所述主体部的外侧表面开设有环形的第一凹槽，所述弹性件为环形且设置于所述第一凹槽内。

优选的，在上述操作手爪中，所述可动爪的外侧表面设有第二凹槽，所述第二凹槽的两端分别连通于所述第一凹槽，所述弹性件部分位于所述第二凹槽内。

优选的，在上述操作手爪中，所述主体部的截面为圆形，所述通孔沿所述主体部的轴线设置。

优选的，在上述操作手爪中，所述顶针包括固持部和驱动部，所述驱动部滑动于所述通孔内。

优选的，在上述操作手爪中，所述驱动部的长度大于所述通孔的高度。

本发明还提供一种应用上述操作手爪的机械手，尤其是，包括：

运动平台，所述操作手爪的主体部固定于所述运动平台上；

操作平台，固定于所述运动平台上，所述操作平台与所述顶针的一端固定并驱动所述顶针上下运动。

优选的，在上述机械手中，所述运动平台包括X轴运动平台、Y轴运动平台和Z轴运动平台。

优选的，在上述机械手中，所述运动平台还包括一支撑件，所述支撑件固定于所述Z轴运动平台上，所述操作平台和主体部均固定于所述支撑件上。

本发明提供一种操作手爪，该操作手爪设有一可转动于主体部上的可动爪，可动爪与主体部之间形成有夹持空间，可动爪可以通过偏转以实现夹持空间的变化，进而实现对探针的夹持和放置，可动爪的偏转通过顶针驱动凸起部来实现。本发明还提供了一种应用该操作手爪的机械手，该机械手设有一个可于三维空间进行运动的运动平台，该运动平台可带动操作手爪于三维空间内进行运动。通过该操作手爪和机械手对预装完成的微小探针进行搬运，可实现搬运过程的自动化，其具有效率高、稳定、可靠的优点，可满足批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中操作手爪的结构示意图；

图2所示为图1中A的局部放大示意图；

图3所示为发明具体实施例中操作手爪的截面示意图；

图4所示为本发明具体实施例中操作手爪在放置探针时的状态示意图；

图5所示为本发明具体实施例中机械手的结构示意图。

具体实施方式

本发明目的在于提供一种操作手爪及应用该操作手爪的机械手，利用该操作手爪及机械手可实现搬运过程的自动化，具有效率高、稳定、可靠的优点，可满足批量生产。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参图1至图4所示，操作手爪10包括主体部11。

主体部11优选设置为圆柱体，即主体部11的截面为圆形。易于想到，主体部11的形状也可以设置为矩形或其他形状，本发明中并不作限制。

主体部11沿竖直方向开设有通孔111，通孔111的延伸方向优选位于主体部11的轴线上。在其他实施例中，通孔111也可以偏离主体部11的轴线设置。

通孔111包括第一通孔1111和第二通孔1112。第一通孔1111形成于第二通孔1112的上方，第二通孔1112用以容纳微小探针20，故第二通孔1112的直径大于微小探针20的最大直径。第一通孔1111和第二通孔1112的直径可以相同，也可以依据需要设置为不同的直径。

操作手爪10还包括顶针12，顶针12包括固持部121和驱动部122，固持部121可以与外部设备固定并带动驱动部122上下滑动于通孔111内。优选地，在顶针12上下滑动过程中，只有驱动部122位于通孔111内，固持部121始终位于通孔111的外部。在其他实施方式中，固持部121也可以滑动于通孔111内。

顶针12的直径略小于第一通孔1111的直径，第一通孔1111用于导引顶针12上下滑动并使得顶针12大致位于竖直方向上。

主体部11的侧面开设有开口112，开口112大致呈矩形的缺口且沿竖直方向延伸，开口112连通于通孔111。

操作手爪10还包括可动爪13。可动爪13的上端通过轴131转动连接于主体部11。可动爪13收容于开口112内且配合开口112设置成矩形。

可动爪13与第二通孔1112相邻，可动爪13面向第二通孔1112的一侧设有凸起部132，凸起部132凸伸入第二通孔1112内。顶针12的末端在向下运动的过程中可以驱动凸起部132，凸起部132可以带动可动爪13相对主体部11逆时针转动。

凸起部132凸伸入第二通孔1112内的长度设置的较小，以使得可动爪13可以在一个较小的范围内进行偏转。如此，可以始终保持探针20的外侧壁贴近于主体部11和可动爪13的内壁，从而限制了外壳和固定触头之间的晃动空间。

凸起部132优选设置于贴近探针20顶端的位置，以便驱动部122在完成对凸起部132的驱动后，可以紧接着与探针20顶端接触，并实现对探针20的向下推送。

在其他实施例中，上述开口112也可以设置为半圆柱体的缺口，可动爪13也相应设置为半圆柱体。

在其他实施例中，主体部11的侧面可以开设有多个开口112，优选地，主体部11的侧面均匀分布有六个开口，相应地，可动爪13也设置为六个，且一一对应在六个开口内。六个可动爪13同时对微小探针20施加夹持力，夹持效果更好。

操作手爪10还包括弹性件14，弹性件14连接于可动爪13和主体部11之间。弹性件14为环形，可以为环形的皮筋。

主体部11的外侧表面开设有环形的第一凹槽113，可动爪13的外侧表面设有第二凹槽133。第二凹槽133的两端分别连通于第一凹槽113。

弹性件14套设在主体部11和可动爪13的外侧且设置于第一凹槽113和第二凹槽133内，第一凹槽113和第二凹槽133对弹性件14起到限位的作用。弹性件14始终以一定的弹力压在可动爪13的外侧。

在弹性件14的弹性力作用下，探针20被可动爪13的下端压紧在第二通孔1112内，同时由于第二通孔1112配合探针20的形状设置成圆柱体且于竖直方向设置，可以保证将预装完成后探针20的外壳和固定触头始终维持在竖直方向上，避免了固定触头相对于外壳的晃动和掉落，使得搬动过程中更加稳定和可靠。

驱动部122的长度优选大于通孔111的高度。

参图4所示，在对探针20进行放置的过程中，驱动部122的末端驱动凸起部132并使得可动爪13逆时针转动，可动爪13的末端脱离探针20，探针20不再受夹持力，驱动部122进一步向下滑动，并推动探针20脱离第二通孔1112，此时驱动部122的末端延伸出第二通孔1112的下方，并将探针20推送至预定位置，以完成固定触头和外壳的铆接。

在对预装完成的探针20进行抓取时，也可通过顶针12对凸起部132的驱动进行实现：顶针12驱动凸起部132，凸起部132带动可动爪13相对主体部11逆时针转动，然后将探针20容置于第二通孔1112内，顶针12向上滑动并逐渐脱离凸起部132，可动爪13的末端在弹性件14的作用下对探针20进行夹紧，探针20被夹紧后可实现搬运动作。探针20被紧紧夹持在第二通孔1112内，探针20的外壳和固定触头在沿轴心线方向对齐后始终保持在相对静止状态，且固定触头不易掉落，在搬运过程中更加稳定和可靠。

参图5所示，机械手1包括一运动平台30，操作手爪10固定于该运动平台30上，运动平台30通过移动以带动操作手爪10达到目标位置。

运动平台30优选为三维运动平台，包括X轴运动平台31、Y轴运动平台32和Z轴运动平台33。其中，Y轴运动平台32安装在X轴运动平台31的工作面上，Z轴运动平台33安装在Y轴运动平台的工作面上。运动平台30可以带动操作手爪10在三维空间内进行运动。

机械手1还包括一底座40，底座40用以承载运动平台30，其中，X轴运动平台31安装在底座40上。

机械手1还包括一操作平台50，固持部141固定于操作平台50上，操作平台50可以控制顶针12的上下运动，进而实现顶针12对凸起部132的驱动作用。

操作平台50通过支撑件60固定于Z轴运动平台33上，主体部11也固定在支撑件60上。

本实施例中的机械手1的工作原理如下：在运动平台30支撑下，利用杠杆联动原理在三维空间内实现操作手爪10的运动和定位；通过操作平台50控制顶针12的上下运动，进而实现对探针20的抓取和放置，探针20的抓取依靠摩擦力和弹性件14的作用来实现。

利用机械手1对探针的20进行搬运，减少了人工操作，实现了对探针20的自动化搬运，提高了效率，同时可以满足大批量的生产。

综上所述，本发明的有益效果在于：

通过该操作手爪和机械手对预装完成的微小探针进行搬运，可实现搬运过程的自动化，其具有效率高、稳定、可靠的优点，可满足批量生产。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种操作手爪，用以搬运微小探针，其特征在于，包括：

主体部，沿竖直方向开设有通孔；

顶针，至少部分滑动于所述通孔内；

至少一个可动爪，转动连接于所述主体部，所述可动爪面向通孔的一侧设有凸起部，所述凸起部凸伸入所述通孔内，所述顶针末端驱动所述凸起部，凸起部带动所述可动爪相对主体部转动；

弹性件，连接于所述可动爪和主体部之间。

2.根据权利要求1所述的操作手爪，其特征在于：所述主体部的侧面开设有开口，所述开口连通于所述通孔，所述可动爪收容于所述开口内。

3.根据权利要求2所述的操作手爪，其特征在于：所述主体部的外侧表面开设有环形的第一凹槽，所述弹性件为环形且设置于所述第一凹槽内。

4.根据权利要求3所述的操作手爪，其特征在于：所述可动爪的外侧表面设有第二凹槽，所述第二凹槽的两端分别连通于所述第一凹槽，所述弹性件部分位于所述第二凹槽内。

5.根据权利要求1所述的操作手爪，其特征在于：所述主体部的截面为圆形，所述通孔沿所述主体部的轴线设置。

6.根据权利要求1所述的操作手爪，其特征在于：所述顶针包括固持部和驱动部，所述驱动部滑动于所述通孔内。

7.根据权利要求6所述的操作手爪，其特征在于：所述驱动部的长度大于所述通孔的高度。

8.一种应用权利要求1至7任意一项所述操作手爪的机械手，其特征在于，包括：

运动平台，所述操作手爪的主体部固定于所述运动平台上；

操作平台，固定于所述运动平台上，所述操作平台与所述顶针的一端固定并驱动所述顶针上下运动。

9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于：所述运动平台包括X轴运动平台、Y轴运动平台和Z轴运动平台。

10.根据权利要求9所述的机械手，其特征在于：所述运动平台还包括一支撑件，所述支撑件固定于所述Z轴运动平台上，所述操作平台和主体部均固定于所述支撑件上。

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