CN105500374A - 动力机构及包括它的机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力机构，其包括：摆动单元，其安装于驱动单元的输出轴上；第一滑动单元，其滑动连接于滑动面上，该滑动面位于该第一滑动单元的底部；第二滑动单元，其安装于摆动单元上，同时该第二滑动单元还与第一滑动单元滑动连接，该第二滑动单元的滑动方向与第一滑动单元的滑动方向相垂直。本发明相较于现有技术，其有效地提高了多方向运动的同步性，使得部件的运动精度和运动效率也都得以提高；同时本发明的结构也较为简单，主要包括了三大部件，无论是前期的制造成本还是后期的维护成本，相较于传统的机构都可以得到降低。

Description

动力机构及包括它的机械手装置

技术领域

本发明涉及一种机械领域内用于驱动部件运动的动力机构，具体涉及一种动力机构及包括它的机械手装置。

背景技术

现代工业生产中，随着自动化设备的普及，生产的自动化程度也就越来越高。

为了降低人为接触产品产生污染等因素对产品不良率的影响，目前的生产中大多采用一些机械手或者其他部件来取代人手进行取料。对于这些部件的动力来源，大多都是采用电机、气缸等驱动单元结合一些多方向上的滑动机构来驱动这些部件不同方向上的运动，从而配合形成取料、卸料等工序。

目前的这类形成动力来源的机构的不足之处主要表现在两点：首先，部件在各个方向上的运动都是独立进行的，如先让部件沿着垂直方向上升，再延着水平方向滑动，这样就造成了部件在多个方向上运动的同步性较差，该同步性的问题则会直接导致部件的运动精度问题，并且也会影响部件的运动效率；其次，为了形成多个方向的运动，目前的机构在构造上普遍都较为复杂，复杂的结构不仅使得制造成本增加，同时也增加了后期的维护成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高部件多方向运动的同步性并且结构简单的动力机构，同时本发明还提供了一种包括这种动力机构的机械手装置。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

动力机构，包括驱动单元，该动力机构还包括：

摆动单元，其安装于驱动单元的输出轴上；

第一滑动单元，其滑动连接于滑动面上，该滑动面位于该第一滑动单元的底部；

第二滑动单元，其安装于摆动单元上，同时该第二滑动单元还与第一滑动单元滑动连接，该第二滑动单元的滑动方向与第一滑动单元的滑动方向相垂直。

本发明的动力机构主要包括驱动单元、摆动单元、第一滑动单元和第二滑动单元几大组成部分，通过驱动单元的驱动作用，如通过电机的正反转或者气缸的活塞杆伸缩，带动摆臂单元做圆弧运动(即类似于时钟的指针一样向两边摆动)，摆臂单元的圆弧运动带动第二滑动单元沿着第一滑动单元滑动，第二滑动单元沿着第一滑动单元滑动的同时，由于摆臂单元向两侧的摆动作用，还会驱动第一滑动单元沿着其底部的滑动面来回滑动。第一滑动单元和第二滑动单元的滑动皆由摆动单元的摆动作用带来，并且摆动单元、第二滑动单元和第一滑动单元之间又形成了依次传动连接的作用，最终使得多方向的运动集中到第二滑动单元上，从而使得多方向的运动形成同步。

通过上述的工作原理，可以看到，本发明将摆动单元、第一滑动单元和第二滑动单元进行了有机的组装和整合，运用了摆动单元的摆动作用，使得多方向的运动得以形成同步，使得摆动单元、第一滑动单元和第二滑动单元的组合产生了意想不到的效果。

因此，本发明相较于现有技术，其有效地提高了多方向运动的同步性，使得部件的运动精度和运动效率也都得以提高；同时本发明的结构也较为简单，主要包括了三大部件，无论是前期的制造成本还是后期的维护成本，相较于传统的机构都可以得到降低。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进：

作为优选的方案，上述的第一滑动单元具有本体以及连接于该本体上的折弯部，该本体与第二滑动单元滑动连接，该折弯部与滑动面滑动连接。

采用上述优选的方案，使得第一滑动单元形成“L”形的结构，使得其与滑动面的滑动连接面积得以更大，表面上该技术方案可以使得第二滑动单元的连接更为稳固，但是其更佳的效果是，通过该“L”形的结构，使得第一滑动单元和第二滑动单元的滑动得以互不影响，在保证运动同步性的同时，还可以使得多方向上的运动效率得以进一步提高。

作为优选的方案，上述的滑动面和/或第一滑动单元上设置有感应单元，用于在第一滑动单元和/或第二滑动单元运动至该感应单元时，形成用于控制驱动单元停止或者启动的感应信号。

采用上述优选的方案，通过感应单元对驱动单元停止或者启动的驱动控制作用，使得本动力机构的运动能够以虚拟的形式形成多方向运动的原点位置或者极限位置，通过该技术方案，使得本动力机构无需设置任何限位装置即可形成对驱动单元以及各个滑动单元的有效限位。

作为优选的方案，上述的感应单元为具有凹槽的结构，第一滑动单元和/或第二滑动单元上配合该凹槽设置有凸出部，该凸出部进入该凹槽时，形成上述感应信号的触发。

采用上述优选的方案，借助于凹槽与凸出部的接触作用，使得感应信号的触发得以更为迅速和有效。

作为优选的方案，上述的感应单元包括多个，其分设于第一滑动单元和/或第二滑动单元滑动行程的两端。

采用上述优选的方案，可以在多个方向上同时形成对驱动单元以及各个滑动单元运动的原点位置和极限位置。

机械手装置，其包括如上所述的动力机构，第一滑动单元和/或所述第二滑动单元上安装有机械臂。

本发明的机械手装置由于采用了本发明的动力机构，其同样具有和动力机构一样的多方向运动同步性佳且结构简单的优点，通过第一滑动单元和所述第二滑动单元的滑动作用，便可以形成对机械臂在多个方向上运动的动力源。

附图说明

图1为本发明的机械手装置(包括动力机构)的主视图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的俯视图。

图4是图1在一角度下的立体图。

图5是图4中A处的放大图。

图6是图1在另一角度下的立体图。

图7是图6中B处的放大图。

其中，1.机架2.驱动单元21.输出轴3.摆动单元4.第一滑动单元41.凸出部42.滑轨43.本体44.折弯部5.第二滑动单元6.滑动面61.滑轨7.感应单元71.凹槽8.机械臂81.抓料手。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，如图1-7所示，在本发明的动力机构的一些实施方式中，其包括：机架1，其在本实施例中未如图所示的包括了两块相垂直的板以及一些加强筋；驱动单元2，其可以为电机或者气缸等已知的驱动装置。这种机架1的结构，是一些动力机构中所普遍使用的，本发明将其作为例子应用进来一起来对本发明改进进行具体说明。当然，对于其他的一些动力机构，其机架的结构可能会存在一些区别，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下便可以将本发明的改进应用到这些动力机构中，在此不再对这些动力机构的机架结构进行一一具体的说明。

作为改进部分，如图1-7所示，在这些实施方式中，该动力机构还包括：摆动单元3，其安装于驱动单元2的输出轴21上；第一滑动单元4，其通过滑轨61滑动连接于滑动面6上，该滑动面6位于该第一滑动单元4的底部，滑动面6可以为如图所示的设置于机架1上的板体，也可以为直接设置于底面、台面或者机架1的底面等上的，而作为可替代的方案，设置滑槽与凸块的连接方式也可以取代滑轨来实现滑动连接的目的；第二滑动单元5，其安装于摆动单元3上，同时该第二滑动单元5还与第一滑动单元4通过滑轨42滑动连接，该第二滑动单元5的滑动方向与第一滑动单元4的滑动方向相垂直，作为可替代的方案，设置滑槽与凸块的连接方式也可以取代滑轨来实现滑动连接的目的。

结合图1-7所示，本发明的动力机构主要包括驱动单元2、摆动单元3、第一滑动单元4和第二滑动单元5几大组成部分，通过驱动单元2的驱动作用，如通过电机的正反转或者气缸的活塞杆伸缩，带动摆臂单元3做圆弧运动(即类似于时钟的指针一样向两边摆动)，摆臂单元3的圆弧运动带动第二滑动单元5沿着第一滑动单元4滑动，第二滑动单元5沿着第一滑动单元4滑动的同时，由于摆臂单元3向两侧的摆动作用，还会驱动第一滑动单元4沿着其底部的滑动面6来回滑动。第一滑动单元4和第二滑动单元5的滑动皆由摆动单元3的摆动作用带来，并且摆动单元3、第二滑动单元4和第一滑动单元5之间又形成了依次传动连接的作用，最终使得多方向的运动集中到第二滑动单元上，从而使得多方向的运动形成同步。

通过上述的工作原理，可以看到，本发明将摆动单元、第一滑动单元和第二滑动单元进行了有机的组装和整合，运用了摆动单元的摆动作用，使得多方向的运动得以形成同步，使得摆动单元、第一滑动单元和第二滑动单元的组合产生了意想不到的效果。

因此，本动力机构相较于现有技术，其有效地提高了多方向运动的同步性，使得部件的运动精度和运动效率也都得以提高；同时本动力机构的结构也较为简单，主要包括了三大部件，无论是前期的制造成本还是后期的维护成本，相较于传统的机构都可以得到降低。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1、5和7所示，在本发明的动力机构的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的第一滑动单元4具有本体43以及连接于该本体上的折弯部44，该本体43与第二滑动单元5滑动连接，该折弯部44与滑动面6滑动连接。采用该实施例的方案，使得第一滑动单元形成“L”形的结构，使得其与滑动面的滑动连接面积得以更大，表面上该技术方案可以使得第二滑动单元的连接更为稳固，但是其更佳的效果是，通过该“L”形的结构，使得第一滑动单元和第二滑动单元的滑动得以互不影响，在保证运动同步性的同时，还可以使得多方向上的运动效率得以进一步提高。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1、4和6所示，在本发明的动力机构的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的滑动面6上设置有感应单元7，用于在第一滑动单元4运动至该感应单元时，形成用于控制驱动单元2停止或者启动的感应信号。采用该实施例的方案，通过感应单元对驱动单元停止或者启动的驱动控制作用，使得本动力机构的运动能够以虚拟的形式形成多方向运动的原点位置或者极限位置，通过该技术方案，使得本动力机构无需设置任何限位装置即可形成对驱动单元以及各个滑动单元的有效限位。而该感应单元7可以采用光电传感器或者限位开关等已知的传感器，在此不再一一列举，而对于其与控制单元、驱动单元之间的电连接以及控制关系，本领域技术人员根据现有技术以及公知常识便可以获知，在此不再详细赘述。

作为该实施例的一种替代方案，我们还可以在第一滑动单元上设置感应单元，用于在第二滑动单元运动至该感应单元时，形成用于控制驱动单元停止或者启动的感应信号。

作为该实施例的另一种替代方案，我们还可以在滑动面和第一滑动单元上同时设置感应单元，用于在第一滑动单元和第二滑动单元运动至该感应单元时，形成用于控制驱动单元停止或者启动的感应信号。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图2、4和6所示，在本发明的动力机构的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的感应单元7为具有凹槽71的结构，第一滑动单元4上配合该凹槽设置有凸出部41，该凸出部41进入该凹槽71时，形成感应信号的触发。采用该实施例的方案，借助于凹槽与凸出部的接触作用，使得感应信号的触发得以更为迅速和有效。

作为该实施例的一种替代方案，我们还可以在第二滑动单元上配合凹槽设置有凸出部，该凸出部进入该凹槽时，形成上述感应信号的触发。

作为该实施例的另一种替代方案，我们还可以同时在第一滑动单元和第二滑动单元上配合凹槽设置有凸出部，该凸出部进入该凹槽时，形成上述感应信号的触发。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1、4和6所示，在本发明的动力机构的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的感应单元7包括两个，其分设于第一滑动单元4滑动行程的两端。采用该实施例的方案，可以在多个方向上同时形成对驱动单元以及各个滑动单元运动的原点位置和极限位置。

作为该实施例的一种替代方案，我们还可以将两个感应单元分设于第二滑动单元滑动行程的两端。

作为该实施例的另一种替代方案，我们还可以将四个感应单元分设于第一滑动单元和第二滑动单元滑动行程的两端。

为了达到本发明的目的，如图1-7所示，在本发明的动力机构的一些实施方式中，

为了达到本发明的目的，如图1-7所示，在本发明的机械手装置的一些实施方式中，其包括如上所述的动力机构，第二滑动单元5上安装有机械臂8。由于第二滑动单元5在摆动单元3和第一滑动单元4的共同驱动作用下，可以在作一个方向运动(如垂直运动)的同时还可以形成另一垂直方向的运动(如水平运动)，因此优选地可以将机械臂安装于第二滑动单元5上，使得机械臂8可以同步实现升降和左右移动。作为进一步的实施方案，机械臂8可以进一步地安装有机械手81，该机械手81可以为如图所示的吸盘爪，也可以为其他类型的已知机械手，用以实现不同的功能，在此不再一一赘述。

本机械手装置由于采用了本发明的动力机构，其同样具有和动力机构一样的多方向运动同步性佳且结构简单的优点，通过第二滑动单元的滑动作用，便可以形成对机械臂在多个方向上运动的动力源。

而作为该实施例的一种替代方案，我们还可以将机械臂安装于第一滑动单元上，用于仅需要做一个方向运动的情况。

而作为该实施例的另一种替代方案，我们还可以将两条机械臂同时安装于第一滑动单元和第二滑动单元上，提高加工效率。

下面介绍本发明的工作过程：结合图1-7所示，驱动单元2驱动摆臂单元3做圆弧运动，摆臂单元3的圆弧运动带动第二滑动单元5沿着第一滑动单元4滑动，第二滑动单元5沿着第一滑动单元4滑动的同时，摆臂单元3还驱动第一滑动单元4沿着其底部的滑动面6来回滑动；机械臂8则在第一滑动单元4和第二滑动单元5的带动下，形成升降和左右的移动。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.动力机构，包括驱动单元，其特征在于，还包括：

摆动单元，其安装于所述驱动单元的输出轴上；

第一滑动单元，其滑动连接于滑动面上，所述滑动面位于所述第一滑动单元的底部；

第二滑动单元，其安装于所述摆动单元上，同时所述第二滑动单元还与所述第一滑动单元滑动连接，所述第二滑动单元的滑动方向与所述第一滑动单元的滑动方向相垂直。

2.根据权利要求1所述的动力机构，其特征在于，所述第一滑动单元具有本体以及连接于所述本体上的折弯部，所述本体与所述第二滑动单元滑动连接，所述折弯部与所述滑动面滑动连接。

3.根据权利要求1所述的动力机构，其特征在于，所述滑动面和/或第一滑动单元上设置有感应单元，用于在所述第一滑动单元和/或第二滑动单元运动至所述感应单元时，形成用于控制所述驱动单元停止或者启动的感应信号。

4.根据权利要求3所述的动力机构，其特征在于，所述感应单元为具有凹槽的结构，所述第一滑动单元和/或第二滑动单元上配合所述凹槽设置有凸出部，所述凸出部进入所述凹槽时，形成所述感应信号的触发。

5.根据权利要求3或4所述的动力机构，其特征在于，所述感应单元包括多个，其分设于所述第一滑动单元和/或第二滑动单元滑动行程的两端。

6.机械手装置，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的动力机构，所述第一滑动单元和/或所述第二滑动单元上安装有机械臂。