CN105127995A - 一种浮动导杆与浮动导槽复合式机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，包括X轴导轨、X轴左端板、X轴右端板、X轴滑块、Y轴导杆、Y轴滑块、浮动导筒、浮动导杆、Y轴驱动左导板、Y轴驱动左销钉、Z轴驱动导板、Z轴驱动销钉、Z轴导杆、Z轴滑块和夹具，X轴导轨的两端与X轴左端板和X轴右端板相连，X轴滑块滑动设于X轴导轨上；Y轴滑块滑动设于Y轴导杆上，Y轴驱动左、右销钉设置在Y轴滑块上，浮动导杆穿接于浮动导筒内，Y轴驱动左、右导板分别连接在浮动导杆左、右端；Z轴驱动销钉一端滑动连接在Z轴驱动导板上，另一端与Z轴滑块相连，Z轴滑块滑动连接在Z轴导杆上，Z轴导杆设在Y轴滑块上，夹具与Z轴滑块相连。本发明结构简单，维护方便。

Description

一种浮动导杆与浮动导槽复合式机械手

技术领域：

本发明涉及一种浮动导杆与浮动导槽复合式机械手。

背景技术：

在工业自动化领域，各种机械手已经得到广泛应用。机械手在生产设备和生产线上用于物料的搬运和换位，多数情况下机械手都是多轴的，其运动方式一般是复杂的三维动作。目前的机械手一般是由多个独立驱动轴构成多自由度的复杂机械手，一般采用2个以上的驱动电机才能实现复杂的三维运动。这种机械手一般采用多轴联动的复杂驱动控制系统，因而存在运转速度慢、抗干扰能力差、工作可靠性差、价格昂贵等缺点，因而在中低端设备上难以得到普及应用。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种浮动导杆与浮动导槽复合式机械手。

本发明所采用的技术方案有：一种浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，包括X轴导轨、X轴左端板、X轴右端板、X轴左顶杆、X轴右顶杆、X轴滑块、Y轴导杆、Y轴滑块、浮动导筒、浮动导杆、Y轴驱动左导板、Y轴驱动左销钉、Y轴驱动右导板、Y轴驱动右销钉、Z轴驱动导板、Z轴驱动销钉、Z轴导杆、Z轴滑块和夹具，

所述X轴导轨的两端分别与X轴左端板和X轴右端板固定连接，X轴滑块滑动连接在X轴导轨上，X轴左顶杆和X轴右顶杆分别固定连接在X轴左端板和X轴右端板上；

Y轴导杆和浮动导筒均固定连接在X轴滑块上，Y轴滑块滑动连接在Y轴导杆上，Y轴驱动左销钉和Y轴驱动右销钉均固定连接在Y轴滑块上，浮动导杆穿接于浮动导筒内，Y轴驱动左导板和Y轴驱动右导板分别固定连接在浮动导杆的两端，且设于Y轴驱动左导板上的Y轴驱动左导槽的开口端位于Y轴驱动左销钉一侧，设于Y轴驱动右导板上的Y轴驱动右导槽的开口端位于Y轴驱动右销钉一侧；

Z轴驱动导板的两端分别滑动连接于X轴左端板上和X轴右端板上，Z轴驱动销钉的一端滑动连接在设于Z轴驱动导板上的Z轴驱动导槽内，另一端与Z轴滑块固定连接，Z轴滑块滑动连接在Z轴导杆上，Z轴导杆垂直连接在Y轴滑块上，夹具固定连接在Z轴滑块上。

进一步地，所述浮动导杆上且位于浮动导筒的两侧套设有浮动杆复位弹簧。

进一步地，所述Y轴导杆上且位于Y轴滑块的两侧套设有Y轴复位弹簧。

进一步地，Z轴导杆上且位于Z轴滑块的两侧套设有Z轴复位弹簧。

进一步地，所述X轴左端板和X轴右端板上分别设有左浮动支座导杆和右浮动支座导杆，在Z轴驱动导板的左右两端分别设有左浮动支座滑块和右浮动支座滑块。

进一步地，所述X轴滑块在X轴导轨上的滑动是通过X轴驱动机构驱动，该X轴驱动机构包括驱动电机和X轴丝杆，所述X轴丝杆转动连接在X轴左端板和X轴右端板之间，驱动电机的转轴与X轴丝杆相连，X轴滑块的一端螺纹连接在X轴丝杆上。

进一步地，所述浮动导杆的两端分别固定连接有浮动杆左端板和浮动杆右端板，Y轴驱动左导板和Y轴驱动右导板分别固定连接于浮动杆左端板和浮动杆右端板上。

本发明具有如下有益效果：

本发明只采用一个电机驱动，降低了机械手的复杂度，使得机械手的控制变得简单，整机成本得到降低，并且使得机械手的控制系统程序设计大大简化，同时由于机械手的控制系统得到简化，使得机械手的抗干扰性能和可靠性得到大幅提高。

附图说明：

图1为本发明结构的俯视图。

图2为图1结构的剖视图。

其中

1-驱动电机，2-联轴器，3-X轴导轨，4-X轴丝杆，5-X轴左端板，6-X轴右端板，7-X轴左顶杆，8-X轴右顶杆，9-X轴滑块，10-XY轴过度板，11-Y轴导杆，12-Y轴滑块，13-Y轴复位弹簧，14-浮动导筒，15-浮动导杆，16-浮动杆复位弹簧，17-浮动杆左端板，18-Y轴驱动左导板，19-Y轴驱动左导槽，20-Y轴驱动左销钉，21-浮动杆右端板，22-Y轴驱动右导板，23-Y轴驱动右导槽，24-Y轴驱动右销钉，25-左浮动支座导杆，26-左浮动支座滑块，27-右浮动支座导杆，28-右浮动支座滑块，29-Z轴驱动导板，30-Z轴驱动导槽，31-Z轴驱动销钉，32-Z轴底座板，33-Z轴导杆，34-Z轴滑块，35-Z轴复位弹簧，101-夹具。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，本发明一种浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，包括X轴导轨3、X轴左端板5、X轴右端板6、X轴左顶杆7、X轴右顶杆8、X轴滑块9、Y轴导杆11、Y轴滑块12、浮动导筒14、浮动导杆15、Y轴驱动左导板18、Y轴驱动左销钉20、Y轴驱动右导板22、Y轴驱动右销钉24、Z轴驱动导板29、Z轴驱动销钉31、Z轴导杆33、Z轴滑块34和夹具101，

X轴导轨3的左右两端分别与X轴左端板5和X轴右端板6固定连接，X轴滑块9滑动连接在X轴导轨3上，X轴左顶杆7和X轴右顶杆8分别固定连接在X轴左端板5和X轴右端板6上。

在X轴滑块9上固定连接有XY轴过度板10，Y轴导杆11和浮动导筒14均通过XY轴过度板10固定连接在X轴滑块9上，Y轴滑块12滑动连接在Y轴导杆11上，Y轴驱动左销钉20和Y轴驱动右销钉24均固定连接在Y轴滑块12上。在浮动导筒14内穿接有浮动导杆15，浮动杆左端板17和浮动杆右端板21分别固定连接在浮动导杆15的左右两端，Y轴驱动左导板18和Y轴驱动右导板22分别固定连接于浮动杆左端板17和浮动杆右端板21上，在Y轴驱动左导板18上和Y轴驱动右导板22上分别设有Y轴驱动左导槽19和Y轴驱动右导槽23，且Y轴驱动左导槽19的开口端位于Y轴驱动左销钉20一侧，Y轴驱动右导槽23的开口端位于Y轴驱动右销钉24一侧。

Z轴驱动导板29的两端分别滑动连接于X轴左端板5上和X轴右端板6上，在Z轴驱动导板29上设有Z轴驱动导槽30，Z轴驱动销钉31的一端滑动连接在该Z轴驱动导槽30内，Z轴驱动销钉31的另一端与Z轴滑块34固定连接，Z轴滑块3滑动连接在Z轴导杆33上，Z轴导杆33固定连接在Z轴底座板32上，Z轴底座板32与Y轴滑块12固定连接，且Z轴导杆33与Y轴滑块12相垂直，夹具101固定连接在Z轴滑块34上。

为便于本发明机械手在X轴方向上的复位，在浮动导杆15上且位于浮动导筒14的两侧套设有浮动杆复位弹簧16。

为便于本发明机械手在Y轴方向上的复位，在Y轴导杆11上且位于Y轴滑块12的两侧套设有Y轴复位弹簧13。

为便于本发明机械手在Z轴方向上的复位，在Z轴导杆33上且位于Z轴滑块34的两侧套设有Z轴复位弹簧35。

Z轴驱动导板29在X轴左端板5和X轴右端板6上的滑动是通过滑块滑轨实现，即，在X轴左端板5和X轴右端板6上分别设有左浮动支座导杆25和右浮动支座导杆27，在Z轴驱动导板29的左右两端分别设有左浮动支座滑块26和右浮动支座滑块28，左浮动支座滑块26和右浮动支座滑块28分别滑动连接在左浮动支座导杆25和右浮动支座导杆27上。

本发明中的X轴滑块9在X轴导轨3上的滑动是通过X轴驱动机构驱动，该X轴驱动机构包括驱动电机1和X轴丝杆4，X轴丝杆4转动连接在X轴左端板和X轴右端板之间，驱动电机1的转轴通过联轴器2与X轴丝杆4相连，X轴滑块9的一端螺纹连接在X轴丝杆上。

以X轴滑块9沿X轴导轨3向左运动为例说明如下：

当X轴驱动机构驱动X轴滑块9沿X轴导轨3向左运动时，Z轴驱动销钉31沿Z轴驱动导板29上的Z轴驱动导槽30滑动，并带动Z轴滑块34沿Z轴导杆33运动，在此过程中机械手的夹具101也随同Z轴滑块34作X-Z轴复合运动。当浮动杆左端板17与X轴左顶杆7接触时，浮动导杆15停止运动，此后随着X轴滑块,9带动浮动导筒14继续向左运动，左侧的浮动杆复位弹簧16被压缩，直到Y轴驱动左销钉20进入Y轴驱动左导板18上的Y轴驱动左导槽19内。此后随着X轴滑块9继续向左运动，左侧的浮动杆复位弹簧16被进一步压缩，Y轴滑块12在Y轴驱动左导槽19与销钉20的引导作用下沿Y轴导杆11运动，并带动Z轴驱动导板29的滑动，在此过程中机械手的夹具101也随同Z轴滑块24作X-Z-Y轴复合运动。因此，本发明中的夹具按X-Z-Y轴的顺序做梯次衔接复合运动。

接下来，当驱动系统带动X轴滑块9沿X轴导轨3向右作回复运动时，在各轴引导机构和复位弹簧的作用下，机械手的夹具将按Y-Z-X轴的反向顺序做梯次衔接复合运动，直到浮动导杆15回到浮动导筒14的中心位置。

当驱动系统带动X轴滑块9沿X轴导轨3向右运动及回复时，机械手的夹具101的运动分析过程与前述类似，故不再赘述。

本发明中的X轴驱动机构还可以采用同步带-同步轮驱动、链条-链轮驱动、气动或液压驱动等方式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，其特征在于：包括X轴导轨（3）、X轴左端板（5）、X轴右端板（6）、X轴左顶杆（7）、X轴右顶杆（8）、X轴滑块（9）、Y轴导杆（11）、Y轴滑块（12）、浮动导筒（14）、浮动导杆（15）、Y轴驱动左导板（18）、Y轴驱动左销钉（20）、Y轴驱动右导板（22）、Y轴驱动右销钉（24）、Z轴驱动导板（29）、Z轴驱动销钉（31）、Z轴导杆（33）、Z轴滑块（34）和夹具（101），

所述X轴导轨（3）的两端分别与X轴左端板（5）和X轴右端板（6）固定连接，X轴滑块（9）滑动连接在X轴导轨（3）上，X轴左顶杆（7）和X轴右顶杆（8）分别固定连接在X轴左端板（5）和X轴右端板（6）上；

Y轴导杆（11）和浮动导筒（14）均固定连接在X轴滑块（9）上，Y轴滑块（12）滑动连接在Y轴导杆（11）上，Y轴驱动左销钉（20）和Y轴驱动右销钉（24）均固定连接在Y轴滑块（12）上，浮动导杆（15）穿接于浮动导筒（14）内，Y轴驱动左导板（18）和Y轴驱动右导板（22）分别固定连接在浮动导杆（15）的两端，且设于Y轴驱动左导板（18）上的Y轴驱动左导槽（19）的开口端位于Y轴驱动左销钉（20）一侧，设于Y轴驱动右导板（22）上的Y轴驱动右导槽（23）的开口端位于Y轴驱动右销钉（24）一侧；

Z轴驱动导板（29）的两端分别滑动连接于X轴左端板（5）上和X轴右端板（6）上，Z轴驱动销钉（31）的一端滑动连接在设于Z轴驱动导板（29）上的Z轴驱动导槽（30）内，另一端与Z轴滑块（34）固定连接，Z轴滑块（34）滑动连接在Z轴导杆（33）上，Z轴导杆（33）垂直连接在Y轴滑块（12）上，夹具（101）固定连接在Z轴滑块（34）上。

2.如权利要求1所述的浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，其特征在于：所述浮动导杆（15）上且位于浮动导筒（14）的两侧套设有浮动杆复位弹簧（16）。

3.如权利要求1所述的浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，其特征在于：所述Y轴导杆（11）上且位于Y轴滑块（12）的两侧套设有Y轴复位弹簧（13）。

4.如权利要求1所述的浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，其特征在于：所述Z轴导杆（33）上且位于Z轴滑块（34）的两侧套设有Z轴复位弹簧（35）。

5.如权利要求1所述的浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，其特征在于：所述X轴左端板（5）和X轴右端板（6）上分别设有左浮动支座导杆（25）和右浮动支座导杆（27），在Z轴驱动导板（29）的左右两端分别设有左浮动支座滑块（26）和右浮动支座滑块（28）。

6.如权利要求1所述的浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，其特征在于：所述X轴滑块（9）在X轴导轨（3）上的滑动是通过X轴驱动机构驱动，该X轴驱动机构包括驱动电机（1）和X轴丝杆（4），所述X轴丝杆（4）转动连接在X轴左端板和X轴右端板之间，驱动电机（1）的转轴与X轴丝杆（4）相连，X轴滑块（9）的一端螺纹连接在X轴丝杆上。

7.如权利要求1所述的浮动导杆与浮动导槽复合式机械手，其特征在于：所述浮动导杆（15）的两端分别固定连接有浮动杆左端板（17）和浮动杆右端板（21），Y轴驱动左导板（18）和Y轴驱动右导板（22）分别固定连接于浮动杆左端板（17）和浮动杆右端板（21）上。