CN105128000A - 一种浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，本发明中的X轴滑块滑动连接于X轴导轨上，浮动导筒与X轴滑块固定连接，浮动导杆穿接于浮动导筒内，浮动杆左端板和浮动杆右端板分别设在浮动导杆两侧；Y轴滑套设在XY轴过度板上，Y轴主导杆可滑动地插接于Y轴滑套中，Y轴驱动左销钉和Y轴驱动右销钉均设在Y轴主导杆上，Y轴驱动左导板上的Y轴驱动左导槽位于Y轴驱动左销钉一侧，Y轴驱动右导板上的Y轴驱动右导槽位于Y轴驱动右销钉一侧，Z轴驱动左顶杆的一端滑动连接在浮动杆左端板上，Z轴驱动右顶杆的一端滑动连接在浮动杆右端板上，Z轴导杆设在Y轴滑块上，Z轴驱动导板和夹具均设在Z轴滑块上。本发明结构简单，维护方便。

Description

一种浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手

技术领域：

本发明涉及一种浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手。

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定滑套复合式梯次传动机械手。

本发明所采用的技术方案有：一种浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，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、浮动导筒、浮动导杆、浮动杆左端板、浮动杆右端板、XY轴过度板、Y轴滑套、Y轴主导杆、Y轴副导杆、Y轴滑块、Z轴底座板、Z轴导杆、Z轴滑块、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轴驱动左顶杆、Z轴驱动左顶杆导套、Z轴驱动右顶杆、Z轴驱动右顶杆导套、Z轴驱动导板和夹具，所述X轴导轨的左右两端分别与X轴左端板和X轴右端板固定连接，X轴滑块滑动连接于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，浮动导筒与X轴滑块固定连接，浮动导杆穿接于浮动导筒内，浮动杆左端板和浮动杆右端板分别固定连接在浮动导杆两侧；

XY轴过度板的左右两端分别与浮动杆左端板和浮动杆右端板固定连接，Y轴滑套固定连接在XY轴过度板上，Y轴主导杆和Y轴副导杆均可滑动地插接于Y轴滑套中，Y轴滑块固定安装于Y轴主导杆上；Y轴驱动左销钉和Y轴驱动右销钉均固定连接在Y轴主导杆上，Y轴驱动左导板和Y轴驱动右导板分别固定连接在浮动杆左端板和浮动杆右端板上，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轴驱动左顶杆导套和Z轴驱动右顶杆导套均固定连接在Y轴滑块上，Z轴驱动左顶杆穿接于Z轴驱动左顶杆导套内，且Z轴驱动左顶杆的一端滑动连接在浮动杆左端板上，Z轴驱动右顶杆穿接于Z轴驱动右顶杆导套内，且Z轴驱动右顶杆的一端滑动连接在浮动杆右端板上；

Z轴导杆固定连接在Y轴滑块上，Z轴滑块滑动连接在Z轴导杆上，Z轴驱动导板和夹具均固定连接在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分别套设有浮动杆复位弹簧。

进一步地，所述Y轴副导杆上套设有Y轴复位弹簧，该Y轴复位弹簧的一端抵触于Y轴副导杆上，另一端抵触于Y轴滑套上。

进一步地，所述Z轴导杆上且位于Z轴滑块的两侧分别套设有Z轴复位弹簧。

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，所述浮动杆左端板和浮动杆右端板上分别固定连接有Z轴驱动左支座导杆和Z轴驱动右支座导杆，Z轴驱动左支座导杆和Z轴驱动右支座导杆上分别滑动连接有Z轴驱动左支座滑块和Z轴驱动右支座滑块，Z轴驱动左支座滑块和Z轴驱动右支座滑块分别与Z轴驱动左顶杆和Z轴驱动右顶杆相连。

进一步地，所述Z轴驱动导板的左右两侧分别设有左斜导面和右斜导面。

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结构的局部剖视图。

图3为本发明另一实施例的结构图。

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-浮动导筒，11-浮动导杆，12-浮动杆复位弹簧，13-浮动杆左端板，14-浮动杆右端板，15-XY轴过度板，16-Y轴滑套，17-Y轴主导杆，18-Y轴副导杆，19-Y轴复位弹簧，20-Y轴滑块，21-Z轴底座板，22-Z轴导杆，23-Z轴复位弹簧，24-Z轴滑块，25-Y轴驱动左导板，26-Y轴驱动左导槽，27-Y轴驱动左销钉，28-Y轴驱动右导板，29-Y轴驱动右导槽，30-Y轴驱动右销钉，31-Z轴驱动左支座导杆，32-Z轴驱动左支座滑块，33-Z轴驱动左顶杆，34-Z轴驱动左顶杆导套，35-导轮a，36-Z轴驱动右支座导杆，37-Z轴驱动右支座滑块，38-Z轴驱动右顶杆，39-Z轴驱动右顶杆导套，40-导轮b，41-Z轴驱动导板，410-左斜导面，411-右斜导面，101-夹具，P25-Y轴驱动左导板，P26-Y轴驱动左顶杆，28-Y轴驱动右导板，P29-Y轴驱动右顶杆。

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，本发明一种浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，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、浮动导筒10、浮动导杆11、浮动杆左端板13、浮动杆右端板14、XY轴过度板15、Y轴滑套16、Y轴主导杆17、Y轴副导杆18、Y轴滑块20、Z轴底座板21、Z轴导杆22、Z轴滑块24、Y轴驱动左导板25、Y轴驱动左销钉27、Y轴驱动右导板28、Y轴驱动右销钉30、Z轴驱动左顶杆33、Z轴驱动左顶杆导套34、Z轴驱动右顶杆38、Z轴驱动右顶杆导套39、Z轴驱动导板41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滑动连接于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，浮动导筒10与X轴滑块9固定连接，浮动导杆11穿接于浮动导筒10内，浮动杆左端板13和浮动杆右端板14分别固定连接在浮动导杆11两侧。

XY轴过度板15的左右两端分别与浮动杆左端板13和浮动杆右端板14固定连接，Y轴滑套16固定连接在XY轴过度板15上，Y轴主导杆17和Y轴副导杆18均可滑动地插接于Y轴滑套16中，Y轴滑块20固定安装于Y轴主导杆17上。

Y轴驱动左销钉27和Y轴驱动右销钉30均固定连接在Y轴主导杆17上，Y轴驱动左导板25和Y轴驱动右导板28分别固定连接在浮动杆左端板13和浮动杆右端板14上。在Y轴驱动左导板25上设有Y轴驱动左导槽26，该Y轴驱动左导槽26的开口端位于Y轴驱动左销钉27一侧；在Y轴驱动右导板28上设有Y轴驱动右导槽29，该Y轴驱动右导槽29的开口端位于Y轴驱动右销钉30一侧。

Z轴驱动左顶杆导套34和Z轴驱动右顶杆导套39均固定连接在Y轴滑块20上，Z轴驱动左顶杆33穿接于Z轴驱动左顶杆导套34内，且Z轴驱动左顶杆33的一端滑动连接在浮动杆左端板13上，Z轴驱动右顶杆38穿接于Z轴驱动右顶杆导套39内，且Z轴驱动右顶杆38的一端滑动连接在浮动杆右端板14上。在Z轴驱动左顶杆33和Z轴驱动右顶杆38上分别设有导轮a35和导轮b40。

在Y轴滑块20上垂直连接有Z轴底座板21，Z轴导杆22通过该Z轴底座板21与Y轴滑块20固定连接，Z轴滑块24滑动连接在Z轴导杆22上，Z轴驱动导板41和夹具101均固定连接在Z轴滑块24上。在Z轴驱动导板41的左右两侧分别设有左斜导面410和右斜导面411。

为便于本发明机械手在X轴方向上的复位，在浮动导杆11上且位于浮动导筒10的两侧分别套设有浮动杆复位弹簧12。

为便于本发明机械手在Y轴方向上的复位，在Y轴副导杆18上套设有Y轴复位弹簧19，该Y轴复位弹簧19的一端抵触于Y轴副导杆上，另一端抵触于Y轴滑套16上。

为便于本发明机械手在Z轴方向上的复位，在Z轴导杆22上且位于Z轴滑块24的两侧分别套设有Z轴复位弹簧23。

本发明中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。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。

本发明中的轴驱动左顶杆33在浮动杆左端板13上的滑动以及Z轴驱动右顶杆38在浮动杆右端板14上的滑动均是通过滑轨和滑块实现，即，在浮动杆左端板13和浮动杆右端板14上分别固定连接有Z轴驱动左支座导杆31和Z轴驱动右支座导杆36，Z轴驱动左支座导杆31和Z轴驱动右支座导杆36上分别滑动连接有Z轴驱动左支座滑块32和Z轴驱动右支座滑块37，Z轴驱动左支座滑块32和Z轴驱动右支座滑块37分别与Z轴驱动左顶杆33和Z轴驱动右顶杆38相连。

以X轴滑块9沿X轴导轨3向左运动为例说明如下：

当驱动系统带动X轴滑块9沿X轴导轨3向左运动时，本发明机械手中的夹具101也随同向左运动。随着X轴滑块9带动浮动导筒10向左运动，当浮动杆左端板13与X轴左顶杆7接触时，机械手的夹具101停止向左运动。此后随着X轴滑块9带动浮动导筒10继续向左运动，左侧的浮动杆复位弹簧12被压缩，直到Y轴驱动左销钉27进入Y轴驱动左导板25的Y轴驱动左导槽26内。此后随着X轴滑块9继续向左运动，Y轴主导杆17和Y轴副导杆18在Y轴驱动左导槽26与Y轴驱动左销钉27的引导作用下在Y轴滑套16内滑动，Y轴主导杆17并带动Y轴滑块20一起运动，同时通过Z轴驱动左、右顶杆导套（34、39）和Z轴驱动左、右顶杆（33、38）分别带动Z轴驱动左、右支座滑块（32、37）沿Z轴驱动左、右支座导杆（31、36）滑动，在此过程中机械手的夹具101也随同Y轴滑块20作Y轴运动。随着X轴滑块9继续向左运动，左侧的浮动杆复位弹簧12继续被压缩，直到Z轴驱动左顶杆33的导轮a35与Z轴驱动导板41的左斜导面410相接触，此后X轴滑块9继续向左运动，Z轴滑块24在Z轴驱动导板41的左斜导面410与导轮a35的引导作用下沿Z轴导杆22运动，在此过程中机械手的夹具101也随同Z轴滑块24作Z轴运动。因此，本发明机械手中的夹具按X-Y-Z轴的顺序做梯次衔接运动。

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Z-Y-X轴的反向顺序做梯次衔接运动，直到浮动导杆11回到浮动导筒10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。

如图3，可将本发明中的Y轴驱动左导板25和Y轴驱动右导板28分别对应置换为三角形状的Y轴驱动左导板P25和Y轴驱动右导板P28，与之相对应地，将Y轴驱动左销钉27和Y轴驱动右销钉30分别对应置换为Y轴驱动左顶杆P26和Y轴驱动右顶杆P29，由此得到本发明的第二实施例。该第二实施例中的机械手101的工作原理和过程与第一个实施例相似，故不再赘述。

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)

1.一种浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，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）、浮动导筒（10）、浮动导杆（11）、浮动杆左端板（13）、浮动杆右端板（14）、XY轴过度板（15）、Y轴滑套（16）、Y轴主导杆（17）、Y轴副导杆（18）、Y轴滑块（20）、Z轴底座板（21）、Z轴导杆（22）、Z轴滑块（24）、Y轴驱动左导板（25）、Y轴驱动左销钉（27）、Y轴驱动右导板（28）、Y轴驱动右销钉（30）、Z轴驱动左顶杆（33）、Z轴驱动左顶杆导套（34）、Z轴驱动右顶杆（38）、Z轴驱动右顶杆导套（39）、Z轴驱动导板（41）和夹具（101），所述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）滑动连接于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轴左端板和X轴右端板上，浮动导筒（10）与X轴滑块（9）固定连接，浮动导杆（11）穿接于浮动导筒（10）内，浮动杆左端板（13）和浮动杆右端板（14）分别固定连接在浮动导杆（11）两侧；

XY轴过度板（15）的左右两端分别与浮动杆左端板（13）和浮动杆右端板（14）固定连接，Y轴滑套（16）固定连接在XY轴过度板（15）上，Y轴主导杆（17）和Y轴副导杆（18）均可滑动地插接于Y轴滑套（16）中，Y轴滑块（20）固定安装于Y轴主导杆（17）上；Y轴驱动左销钉（27）和Y轴驱动右销钉（30）均固定连接在Y轴主导杆（17）上，Y轴驱动左导板（25）和Y轴驱动右导板（28）分别固定连接在浮动杆左端板（13）和浮动杆右端板（14）上，且设于Y轴驱动左导板（25）上的Y轴驱动左导槽（26）的开口端位于Y轴驱动左销钉（27）一侧，设于Y轴驱动右导板（28）上的Y轴驱动右导槽（29）的开口端位于Y轴驱动右销钉（30）一侧；

Z轴驱动左顶杆导套（34）和Z轴驱动右顶杆导套（39）均固定连接在Y轴滑块（20）上，Z轴驱动左顶杆（33）穿接于Z轴驱动左顶杆导套（34）内，且Z轴驱动左顶杆（33）的一端滑动连接在浮动杆左端板（13）上，Z轴驱动右顶杆（38）穿接于Z轴驱动右顶杆导套（39）内，且Z轴驱动右顶杆（38）的一端滑动连接在浮动杆右端板（14）上；

Z轴导杆（22）固定连接在Y轴滑块（20）上，Z轴滑块（24）滑动连接在Z轴导杆（22）上，Z轴驱动导板（41）和夹具（101）均固定连接在Z轴滑块（24）上。

2.如权利要求1所述的浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，其特征在于：所述浮动导杆（11）上且位于浮动导筒（10）的两侧分别套设有浮动杆复位弹簧（12）。

3.如权利要求1所述的浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，其特征在于：所述Y轴副导杆（18）上套设有Y轴复位弹簧（19），该Y轴复位弹簧（19）的一端抵触于Y轴副导杆上，另一端抵触于Y轴滑套（16）上。

4.如权利要求1所述的浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，其特征在于：所述Z轴导杆（22）上且位于Z轴滑块（24）的两侧分别套设有Z轴复位弹簧（23）。

5.如权利要求1所述的浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，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。

6.如权利要求1所述的浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，其特征在于：所述浮动杆左端板（13）和浮动杆右端板（14）上分别固定连接有Z轴驱动左支座导杆（31）和Z轴驱动右支座导杆（36），Z轴驱动左支座导杆（31）和Z轴驱动右支座导杆（36）上分别滑动连接有Z轴驱动左支座滑块（32）和Z轴驱动右支座滑块（37），Z轴驱动左支座滑块（32）和Z轴驱动右支座滑块（37）分别与Z轴驱动左顶杆（33）和Z轴驱动右顶杆（38）相连。

7.如权利要求1所述的浮动导杆与定滑套复合式梯次传动机械手，其特征在于：所述Z轴驱动导板（41）的左右两侧分别设有左斜导面（410）和右斜导面（411）。