CN105269567B - 一种平台机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种平台机械手,包括底座;底座上设有线性滑轨;平行线性滑轨设滚珠丝杆副;滚珠丝杆副的滚珠丝杆螺母固接滑块,滑块与线性滑轨活动连接;滚珠丝杆副的滚珠丝杆连接第一驱动装置,平行滚珠丝杆副设滚珠花键副,滚珠花键副由设于滑块上的两支撑座支撑,滚珠花键副上端设第二驱动装置,该第二驱动装置通过串联的减速机、联轴器及离合器与滚珠花键副的滚珠花键轴连接,第二驱动装置与滚珠花键轴保持同轴设置且驱动其旋转,滚珠花键副的滚珠花键螺母与底座连接,并支撑滚珠花键轴的旋转。本发明的平台机械手结构精简,体积小,定位精度高、旋转零间隙,制造成本低、噪音低且使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人领域,尤其是一种平台机械手。
背景技术
平台机械手是在工业行业中精准作业的必要的设备之一,利用平台机械手实现水平以及竖直方向的精准抓举转运,在产线作业中尤其适用。但现行发明的平台机械手采用直线机械手和旋转机械手搭建组合成，直线机械手和旋转机械手两两组合其体积必大于原来或者更大，不能满足某些特定场合需求体积小、精度高的平台机械手的要求；同时，两两组合，需要考虑两种机械手匹配问题，因此存在两种机械手组合运转不匹配，影响平台机械手使用及使用效果，再者，采用两种机械手组合，其组装、制造成本必然高，结构也复杂。
因此,上述问题是亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有设计中存在的缺陷,提供一种适用于龙门或塔建结构的平台机械手,该机械手结构精简,体积小,定位精度高、旋转零间隙,制造成本低、噪音低且使用寿命长。
为克服现有技术中存在的缺陷,本发明采取的技术方案如下:一种平台机械手,包括底座;所述底座上设有线性滑轨;平行所述线性滑轨设滚珠丝杆副;所述滚珠丝杆副的滚珠丝杆螺母固接一滑块,该滑块与所述线性滑轨活动连接;所述滚珠丝杆副的滚珠丝杆连接第一驱动装置,所述第一驱动装置驱动所述滚珠丝杆转动,带动所述滑块相对所述线性滑轨在竖直方向上移动;平行所述滚珠丝杆副设滚珠花键副,所述滚珠花键副由设于所述滑块上的两支撑座支撑,使所述滚珠花键副与所述滑块连接;所述滚珠花键副上端设第二驱动装置,该第二驱动装置通过串联的减速机、联轴器及离合器与所述滚珠花键副的滚珠花键轴连接,所述第二驱动装置与所述滚珠花键轴保持同轴设置且驱动其旋转,所述滚珠花键副的滚珠花键螺母与所述底座连接,并支撑所述滚珠花键轴的旋转;所述第一驱动装置带动所述滚珠丝杆转动，驱动所述滚珠丝杆螺母带动所述滑块及所述滚珠花键副沿所述线性滑轨在竖直方向移动,所述滚珠花键轴跟随移动且在所述第二驱动装置的驱动下相对所述底座旋转。
作为对上述技术方案的进一步阐述：
在上述技术方案中，所述第一驱动装置上设置有刹车装置，由该刹车装置制动第一驱动装置。
在上述技术方案中，所述第一驱动装置通过皮带和同步轮与所述滚珠丝杆连接,通过所述皮带和所述同步轮传递动力到所述滚珠丝杆。
在上述技术方案中，所述滚珠丝杆的上下两端位置上分别设有第一轴承和第二轴承，通过所述第一轴承和第二轴承使所述滚珠丝杆及所述滚珠丝杆副与所述底座连接。
在上述技术方案中,所述第一轴承为角接触轴承，所述第二轴承为深沟球轴承。
在上述技术方案中,所述底座对应所述滚珠花键螺母位置上设置有第三轴承，且所述第三轴承为深沟球轴承。
在上述技术方案中,所述底座在竖直方向上设置,所述底座为L型底座，且所述滚珠花键螺母及所述第三轴承固定于L型底座的横向部上。
在上述技术方案中,所述离合器为双向楔块超越离合器，且所述离合器一端连接所述第二驱动装置的主动轴,另一端连接所述滚珠花键轴。
在上述技术方案中,所述第一驱动装置和所述第二驱动装为电机或步进马达。
在上述技术方案中,所述底座上还设置有检测和控制所述滚珠丝杆驱动滑动移动到位的传感器及感应磁铁。
本发明的有益效果在于:本发明的平台机械手的滚珠花键轴和滚珠丝杆上采用一体式设计，本发明的组装体积小、结构精简、成本低;在旋转运动上增加双向楔块超越离合器,带有防止逆转机构,逆转机构作用是消除外力作用下使滚珠花键旋转起点位置发生变化、比原电器刹车的精度更高,避免采用本发明的机械手的设备使用过程中在外力作用下而造成的作业位置发生改变,需要进行重新程式设置的情况发生,节省操作时间,降低生产成本。
附图说明
图1是本发明立体结构示意图。
图2是本发明剖面结构示意图。
图3是本发明的运行状态之正面视图。。
图中 ,1.底座，2.滚珠丝杆，3.滚珠花键轴，4.第一驱动装置，5.第二驱动装置，6.刹车装置，7.皮带，8.同步轮，9.减速机，10.联轴器，11.第三轴承，12.第二轴承，13.第一轴承，14.滑块，15.支撑座，16.离合器，17.滚珠花键螺母，18.线性滑轨。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清明明白,以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1-3示意了本发明的具体实施例,参考附图1-3，一种平台机械手,包括底座1;所述底座1为L型底座1且所述底座1在竖直方向上设置;所述底座1上设有线性滑轨18;平行所述线性滑轨18设滚珠丝杆副;所述滚珠丝杆副的滚珠丝杆螺母（图中未显示）固接一滑块14,该滑块14与所述线性滑轨18活动连接;所述滚珠丝杆副的滚珠丝杆2连接第一驱动装置4,第一驱动装置4位于所述滚珠丝杆副的上端，所述第一驱动装置4通过皮带7和同步轮8与所述滚珠丝杆2连接,通过所述皮带7和所述同步轮8传递动力到所述滚珠丝杆2，而所述第一驱动装置4驱动所述滚珠丝杆2转动,能带动所述滑块14相对所述线性滑轨18在竖直方向上移动。所述底座1、线性滑轨18、滚珠丝杆2、滑块14从左到右依次设置,也就是说,滚珠丝杆副的滚珠丝杆2中间夹所述滚珠丝杆2，滚珠丝杆2两端分别设有第一轴承13和第二轴承12,通过所述第一轴承13和第二轴承12使所述滚珠丝杆2及所述滚珠丝杆副与所述底座1连接，因此滚珠丝杆2只能相对轴承转动,而移动动作的完成则是由滚珠丝杆螺母相对所述滚珠丝杆2的移动而实现。同时,滚珠丝杆螺母连接可滑动的滑块14,因而滚珠丝杆螺母相对滚珠丝杆2旋转而转化出滑块14相对线性滑轨18移动的动力。平行所述滚珠丝杆副设滚珠花键副,所述滚珠花键副由设于所述滑块14上的两支撑座1515支撑,使所述滚珠花键副与所述滑块14连接;所述滚珠花键副上端设第二驱动装置5,该第二驱动装置5通过串联的减速机9、联轴器10及离合器16与所述滚珠花键副的滚珠花键轴33连接,且滚珠花键副与所述离合器16衔接处位于两支撑座1515中位于上端的支撑座1515(a),所述第二驱动装置5与所述滚珠花键轴33保持同轴设置且驱动其旋转,所述滚珠花键副的滚珠花键螺母17与所述底座1连接,并支撑所述滚珠花键轴33的旋转，所述滑块14能通过两支撑座15携带所述滚珠丝杆副及与滚珠丝杆2连接的第二驱动装置5减速机9、联轴器10和离合器16一起在竖直方向上移动，而且移动过程中，滚珠花键轴33表现为相对于所述底座1的横向部旋转及上下移动，而该上下移动时滚珠花键螺母17不动，而滚珠花键轴33被第二驱动装置5驱动旋转，滚珠花键轴33相对移动。工作时，所述第一驱动装置4带动所述滚珠丝杆2转动，驱动所述滚珠丝杆螺母带动所述滑块14及所述滚珠花键副沿所述线性滑轨18在竖直方向移动,所述滚珠花键轴33跟随移动且在所述第二驱动装置5的驱动下相对所述底座1旋转。
其中,所述第一驱动装置4上设置有刹车装置6,由该刹车装置6制动第一驱动装置4;所述底座1对应所述滚珠花键螺母17位置上设置有第三轴承11,所述滚珠花键螺母17及所述第三轴承11固定于L型底座1的横向部上。所述底座1上还设置有检测和控制所述滚珠丝杆2驱动滑动移动到位的传感器及感应磁铁。
其中，所述离合器16为双向楔块超越离合器16，且所述离合器16一端连接所述第二驱动装置5的主动轴,另一端连接所述滚珠花键轴33; 所述第一轴承13为角接触轴承;所述第二轴承12为深沟球轴承, 所述第三轴承11为深沟球轴承,所述第一驱动装置4和所述第二驱动装为电机或步进马达。
参考附图3，本发明的平台机械手工作包括：直线运动和旋转运动；直线运动动作为第一驱动装置4(电机/步进马达)旋转,通过同步轮8带动装有滚珠丝杆2的轴端,因滚珠丝杆螺母和滑块14通过螺纹相连接,所以滑块14在第一驱动装置4(电机/步进马达)旋转时可做正反直线移动,即由第一驱动装置4(电机/步进马达)旋转转变下由滚珠丝杆副转化为滑块14作往复运动。而旋转运动为第二驱动装置5旋转,通过联轴器10、双向楔块超越离合器16串联带动滚珠花键副的轴端,通过双向楔块超越离合器16输出回转运动。平台机械手通过第一驱动装置4、第二驱动装置5旋转转变下由滚珠丝杆副和滚珠花键副转化作往复旋转运动。同时，需要说明的是，双向楔块超越离合器16结构，它一端轴孔接第二驱动装置5的主动轴，另一端轴孔接从动轴,外环法兰不动，主动轴顺时或者逆时转动时，从动轴也同步转动，而当从动轴受外力矩的作用时，顺时针和逆时针都不能转动(其主要作用是:防止逆转机构)，比外置刹车或带刹车的伺服马达(步进马达)精度高，所以在外部力的作用下不能通过作滚珠花键副作旋转运动,所以滚珠花键只能在伺服马达(步进马达)旋转时通过双向楔块超越离合器16输出回转运动。
以上所述并非对本发明的技术范围作任何限制,凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种平台机械手,其特征在于:包括底座;所述底座上设有线性滑轨;平行所述线性滑轨设滚珠丝杆副;所述滚珠丝杆副的滚珠丝杆螺母固接一滑块,该滑块与所述线性滑轨活动连接;所述滚珠丝杆副的滚珠丝杆连接第一驱动装置,所述第一驱动装置驱动所述滚珠丝杆转动,带动所述滑块相对所述线性滑轨在竖直方向上移动;平行所述滚珠丝杆副设滚珠花键副,所述滚珠花键副由设于所述滑块上的两支撑座支撑,使所述滚珠花键副与所述滑块连接;所述滚珠花键副上端设第二驱动装置,该第二驱动装置通过串联的减速机、联轴器及离合器与所述滚珠花键副的滚珠花键轴连接,所述第二驱动装置与所述滚珠花键轴保持同轴设置且驱动其旋转,所述滚珠花键副的滚珠花键螺母与所述底座连接,并支撑所述滚珠花键轴的旋转;所述第一驱动装置带动所述滚珠丝杆转动，驱动所述滚珠丝杆螺母带动所述滑块及所述滚珠花键副沿所述线性滑轨在竖直方向移动,所述滚珠花键轴跟随移动且在所述第二驱动装置的驱动下相对所述底座旋转；
所述离合器为双向楔块超越离合器，且所述离合器一端连接所述第二驱动装置的主动轴,另一端连接所述滚珠花键轴。
2.根据权利要求1所述的一种平台机械手,其特征在于: 所述第一驱动装置上设置有刹车装置,由该刹车装置制动第一驱动装置。
3.根据权利要求1所述的一种平台机械手,其特征在于: 所述第一驱动装置通过皮带和同步轮与所述滚珠丝杆连接,通过所述皮带和所述同步轮传递动力到所述滚珠丝杆。
4.根据权利要求1所述的一种平台机械手,其特征在于: 所述滚珠丝杆的上下两端位置上分别设有第一轴承和第二轴承，通过所述第一轴承和第二轴承使所述滚珠丝杆及所述滚珠丝杆副与所述底座连接。
5.根据权利要求4所述的一种平台机械手,其特征在于：所述第一轴承为角接触轴承，所述第二轴承为深沟球轴承。
6.根据权利要求1所述的一种平台机械手,其特征在于: 所述底座对应所述滚珠花键螺母位置上设置有第三轴承，且所述第三轴承为深沟球轴承。
7.根据权利要求1所述的一种平台机械手,其特征在于:所述底座上还设置有检测和控制所述滚珠丝杆驱动滑动移动到位的传感器及感应磁铁。
8.根据权利要求6所述的一种平台机械手,其特征在于: 所述底座在竖直方向上设置,所述底座为L型底座，且所述滚珠花键螺母及所述第三轴承固定于L型底座的横向部上。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种平台机械手，其特征在于：所述第一驱动装置和所述第二驱动装为电机。
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