CN102699910A - 一种机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械手装置。本发明包括：旋转台、平动台、旋转驱动装置、两组水平驱动装置，每组水平驱动装置包括：两个主动臂、两个从动臂和连杆；旋转台的侧面设有安装板，所述两个主动臂平行设置，且所述两个主动臂的上端均与安装板铰接，所述两个主动臂的下端分别与所述连杆铰接，且连杆呈水平设置，两个主动臂的4个铰接点呈平行四边形分布；所述两个从动臂平行设置，从动臂的上端与连杆或相应的主动臂的下端铰接，所述两个从动臂的下端分别与平动台铰接，且两个从动臂的4个铰接点也呈平行四边形分布；本发明结构简单，且机构行动迅捷；可以灵活的将物件移动到任一三维位置上，且在移动过程中物件一直保持水平，物件移动平稳。

Description

一种机械手装置

技术领域

 本发明涉及一种机械手，特别是一种用来移动物体的机械手装置。

背景技术

在工业生产时，经常需要将物件进行位置转移，以方便物件进行不同工序的加工；为了提高工业生产加工的效率，很多公司都采用机械手来进行物件的位置转移；物件在进行位置转移时，一般不会简单的进行水平或竖直方向的移动，一般会进行三维移动，为了让物件能够精确的进行三维移动，现有的机械手设置了多个传感器来感知物件移动的距离，从而造成机械手结构复杂、成本高，而且现有的机械手由于感应时间比较长造成动作迟缓。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便且动作快速的机械手装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种机械手装置，其包括：

旋转台；

水平设置的平动台；

用于驱动旋转台旋转的旋转驱动装置；旋转驱动装置与旋转台连接；

两组水平驱动装置，每组水平驱动装置包括：两个主动臂、两个从动臂和连杆；旋转台的侧面设有安装板，所述两个主动臂平行设置，且所述两个主动臂的上端均与安装板铰接，所述两个主动臂的下端分别与所述连杆铰接，且连杆呈水平设置，两个主动臂的4个铰接点呈平行四边形分布；所述两个从动臂平行设置，从动臂的上端与连杆或相应的主动臂的下端铰接，所述两个从动臂的下端分别与平动台铰接，且两个从动臂的4个铰接点也呈平行四边形分布；

两个用于驱动主动臂旋转的主动驱动装置，一个主动驱动装置与相应的一组水平驱动装置的至少一个主动臂连接。

进一步地，所述平动台安装有旋转装置。旋转装置用于驱动物件旋转。

进一步地，所述旋转台为旋转圆盘；所述旋转圆盘设有外齿轮，所述旋转驱动机构包括传动齿轮和旋转台驱动电机，传动齿轮与旋转圆盘啮合，且传动齿轮的轴孔与旋转台驱动电机的转轴套接。

进一步地，所述旋转台的中部设有安装孔，所述一种机械手装置还包括传动轴和传动机构，传动轴的一端安装于所述安装孔内，传动轴的另一端与传动机构连接，传动机构与所述旋转驱动装置连接。

更进一步地，所述传动机构为同步带传动机构，同步带传动机构包括从动轮、同步带和主动轮，主动轮通过同步带驱动从动轮，从动轮与所述传动轴的另一端连接，所述旋转驱动装置为旋转台驱动电机。

进一步地，主动驱动装置为主动臂驱动电机。

进一步地，所述旋转装置为第四轴驱动电机。

本申请文件中的上、下、左、右均以附图为参照；上下左右等方位并不对本申请的技术方案构成限制。

本发明的有益效果为：本发明结构简单，成本低；可以灵活的将物件移动到任一三维位置上，且在移动过程中物件一直保持水平，物件移动平稳；且本发明移动过程中无需感应、行动迅捷。

附图说明

图1为本发明的实施例1的正视图。

图2为图1的第二种视角的示意图。

图3为图1的第三种视角的示意图。

图4为图1的第四种视角的示意图。

图5为本发明的实施例2的立体结构示意图。

附图标记为：

1——主动臂驱动电机               2——安装板

3——主动臂                              4——连杆

5——从动臂                              6——平动台

7——第四轴驱动电机               8——旋转圆盘

9——旋转台驱动电机               10——传动齿轮

11——主动轮                            12——同步带

13——从动轮                            14——传动轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步地说明书。

实施例1：参见附图1至图4，一种机械手装置，包括：

旋转台；

水平设置的平动台6；

用于驱动旋转台旋转的旋转驱动装置；旋转驱动装置与旋转台连接；

两组水平驱动装置，每组水平驱动装置包括：两个主动臂3、两个从动臂5和连杆4；旋转台的侧面设有安装板2，所述两个主动臂3平行设置，且所述两个主动臂3的上端均与安装板2铰接，所述两个主动臂3的下端分别与所述连杆4铰接，且连杆4呈水平设置，两个主动臂3的4个铰接点呈平行四边形分布；所述两个从动臂5平行设置，从动臂5的上端与连杆4或相应的主动臂3的下端铰接，所述两个从动臂5的下端分别与平动台6铰接，且两个从动臂5的4个铰接点也呈平行四边形分布；

两个用于驱动主动臂3旋转的主动驱动装置，主动驱动装置至少与相应的水平驱动装置的其中一个主动臂3连接。

本发明工作时，机械手装置可以将放置于或固定于平动台6上的物体移动至任一三维位置。

1、该机械手装置可以控制物体沿竖直方向移动：

以控制物体沿竖直方向向下移动为例：两个主动驱动装置带动两组水平驱动装置的主动臂3运动，位于左侧的水平驱动装置的主动臂3向右旋转，位于右侧的水平驱动装置的主动臂3向左同步旋转，由于每组水平驱动装置的两个主动臂3、连杆4以及安装板2形成一个形状为平行四边形的四连杆4机构，在主动臂3旋转时，带动连杆4移动，且连杆4保持水平；同时还带动从动臂5运动；两个从动臂5、平动台6以及连杆4也形成一个形状为平行四边形的四连杆4机构，由于连杆4保持水平，两个从动臂5运动时保持平行，进而使得平动台6保持水平运动；位于左侧的从动臂5由于与其连接的主动臂3向右旋转，且位于右侧的从动臂5由于与其连接的主动臂3向左旋转，使得位于左侧的从动臂5向左旋转推动平动台6向下运动，以及使得位于右侧的从动臂5向右旋转同步推动平动台6向下运动，从而实现平动台6向下运动，且向下运动时平动台6保持水平。当将物体沿竖直方向向上移动时，只需两个主动驱动装置带动两组水平驱动装置的主动臂3运动，且位于左侧的水平驱动装置的主动臂3向左旋转，位于右侧的水平驱动装置的主动臂3向右旋转即可，其两组水平驱动装置的运动过程可参照上述控制物体沿竖直方向向下移动的过程。由此可知该机械手装置可以控制平动台6在竖直方向运动。同时可以看出，每组的主动臂3在运动时都保持平行且每组的从动臂5在运动时也都保持水平，因此在运动时，连杆4以及平动台6始终保持水平。

2、该机械手装置可以控制物体沿水平左右横向移动：

以控制物体向右水平移动为例：两个主动驱动装置带动两组水平驱动装置的主动臂3运动，位于左侧的水平驱动装置的主动臂3向右旋转，位于右侧的水平驱动装置的主动臂3以相应的角速度向右旋转；左侧的水平驱动装置的主动臂3向右旋转运动时，位于左侧的水平驱动装置的从动臂5向相应发生转动向右或向左，以保持平动台6向右水平运动；同时右侧的水平驱动装置的主动臂3向右旋转运动时，位于右侧的水平驱动装置的从动臂5向也相应发生转动向右或向左，以保持平动台6向右水平运动；因此在控制两个主动驱动装置的工作情况下，调节两侧的水平驱动装置的主动臂3的转速，可以达到将平动台6水平向右或向左移动，即可以控制物体沿水平左右横向移动。

3、该机械手装置可以将物体移动到纵向方向上的位置：

如需要将物体移动到纵向方向上的某个位置，先计算出该位置到旋转台的旋转轴的纵向距离，再将物体通过机械手装置控制横向移动，使得物体的横向移动后的位置到旋转台的旋转轴的横向距离与上述纵向距离相等，然后通过旋转驱动装置带动旋转台旋转一定角度，将物体旋转至预先设定的纵向方向上的位置。

因此可以通过上述三个动作的组合，可以将物体移动至任一三维位置。且移动过程中，由于平动台6一直保持水平，所以物体一直保持水平，移动平稳。

作为本技术方案的等同变化，可以在每组的水平驱动装置的两个主动臂3之间增设其他主动臂3，并保持这些主动臂3平行，也可以在连杆4与旋转台或平动台6之间增设其他连杆4，并保持这些连杆4平行；这些仅仅是数量上的变化，仍然落在本发明的保护范围中。

本实施例为了操作方便，将所有主动臂3的结构和形状设计成一样，所有的从动臂5的结构和形状设计成一样，所有的连杆4的结构和形状设计成一样，两组水平驱动装置呈关于旋转台的旋转轴对称设计，在进行竖直方式移动时，只需要将两个主动驱动装置同步相向或相背运动即可。

进一步地，主动驱动装置为主动臂驱动电机1。

进一步地，所述平动台6安装有旋转装置。更进一步地，所述旋转装置为第四轴驱动电机7。

从上述机械手装置将物体移动到纵向方向上的位置的过程可以看出：虽然物体移动到预设的纵向位置，当物体的自身相对位置发生改变，即物体本身的位置发生了旋转；如果说一个方向的变化为一个轴向变化，通过上述的三个轴向变化仍不能将物体平移至三维任一位置，为了将物体的自身相对位置保持不变，设置了旋转装置，将物体与旋转装置连接，通过旋转装置带动物体旋转一定角度使得物体复位，旋转装置为第四轴驱动电机7，通过第4轴的轴向变化来达到将物体平移至三维任一位置。

进一步地，所述旋转台为旋转圆盘8；所述旋转圆盘8设有外齿轮，所述旋转驱动机构包括传动齿轮10和旋转台驱动电机9，传动齿轮10与旋转圆盘8啮合，且传动齿轮10的轴孔与旋转台驱动电机9的转轴套接。

通过旋转台驱动电机9驱动传动齿轮10转动，以达到带动旋转圆盘8转动的目的。

作为本技术方案的等同变化，将传动齿轮10更换为蜗杆，蜗杆与旋转圆盘8啮合，蜗杆与旋转台驱动电机9连接，通过旋转台驱动电机9驱动蜗杆转动，进而达到带动旋转圆盘8转动的目的。

实施例2，参见附图5，一种机械手装置，其结构与实施例1不同之处在于：所述旋转台的中部设有安装孔，所述一种机械手装置还包括传动轴14和传动机构，传动轴14的一端安装于所述安装孔内，传动轴14的另一端与传动机构连接，传动机构与所述旋转驱动装置连接。

旋转驱动装置带动传动机构运动，传动机构带动传动轴14转动，进而带动旋转台旋转。

更进一步地，所述传动机构为同步带传动机构，同步带传动机构包括从动轮13、同步带12和主动轮11，从动轮13与所述传动轴14的另一端连接，所述旋转驱动装置为旋转台驱动电机9。

通过同步带传动来带动传动轴14转动，作为同步带传动机构的变形，同步带传动机构可用皮带传动机构代替，也可以用链条传动机构代替。

以上仅是本申请的较佳实施例，在此基础上的等同技术方案仍落入申请保护范围。

Claims (7)

1.一种机械手装置，其特征在于：其包括：

旋转台；

水平设置的平动台；

用于驱动旋转台旋转的旋转驱动装置；旋转驱动装置与旋转台连接；

两组水平驱动装置，每组水平驱动装置包括：两个主动臂、两个从动臂和连杆；旋转台的侧面设有安装板，所述两个主动臂平行设置，且所述两个主动臂的上端均与安装板铰接，所述两个主动臂的下端分别与所述连杆铰接，且连杆呈水平设置，两个主动臂的4个铰接点呈平行四边形分布；所述两个从动臂平行设置，从动臂的上端与连杆或相应的主动臂的下端铰接，所述两个从动臂的下端分别与平动台铰接，且两个从动臂的4个铰接点也呈平行四边形分布；

两个用于驱动主动臂旋转的主动驱动装置，一个主动驱动装置与相应的一组水平驱动装置的至少一个主动臂连接。

2.根据权利要求1所述的一种机械手装置，其特征在于：所述平动台安装有旋转装置。

3.根据权利要求2所述的一种机械手装置，其特征在于：所述旋转台为旋转圆盘；所述旋转圆盘设有外齿轮，所述旋转驱动机构包括传动齿轮和旋转台驱动电机，传动齿轮与旋转圆盘啮合，且传动齿轮的轴孔与旋转台驱动电机的转轴套接。

4.根据权利要求2所述的一种机械手装置，其特征在于：所述旋转台的中部设有安装孔，所述一种机械手装置还包括传动轴和传动机构，传动轴的一端安装于所述安装孔内，传动轴的另一端与传动机构连接，传动机构与所述旋转驱动装置连接。

5.根据权利要求4所述的一种机械手装置，其特征在于：所述传动机构为同步带传动机构，同步带传动机构包括从动轮、同步带和主动轮，主动轮通过同步带驱动从动轮，从动轮与所述传动轴的另一端连接，所述旋转驱动装置为旋转台驱动电机。

6.根据权利要求1所述的一种机械手装置，其特征在于：主动驱动装置为主动臂驱动电机。

7.根据权利要求2所述的一种机械手装置，其特征在于：所述旋转装置为第四轴驱动电机。

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