CN108858137A - 基于delta并联机构的机械手 - Google Patents

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陈盛花
杨林
罗安柳
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics

Abstract

本发明公开了基于delta并联机构的机械手，包括机械手本体，机械手本体的上方布置有平动模组，机械手本体与平动模组之间布置有并联机构和旋转机构，并联机构包括三组翻转组合臂，三组翻转组合臂组成三菱锥构件，旋转机构沿三菱锥构件的中轴线布置。本发明通过设计旋转机构使抓手独立于机械手本体转动，可扩大机械手的适用场合，通过设计输出传动机构既可带动旋转机构工作，又可通过并联机构带动机械手本体转动，相对于现有的同类型机械手，本发明不仅可以使抓手翻转，还可以使其转动以调整工件的方位，可广泛适用于机械手技术领域。

Description

基于delta并联机构的机械手
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，特别涉及基于delta并联机构的机械手。
背景技术
Delta并联机械手具有高速轻载等特点，大量应用在电子产品的加工装配过程中，但传统的并联机械手通常只能做一些抓取、平移和简易的翻转动作，而无法使机械手单独实现转动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供基于delta并联机构的机械手，通过增加独立于并联结构的旋转臂使机械手单独实现平转的动作，拓展使用范围。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：
基于delta并联机构的机械手，包括机械手本体，机械手本体的上方布置有平动模组，机械手本体与平动模组之间布置有并联机构和旋转机构，并联机构包括三组翻转组合臂，三组翻转组合臂组成三菱锥构件，旋转机构沿三菱锥构件的中轴线布置。
进一步，平动模组包括输出电机和位于输出电机下方的平动盘，平动盘中布置有输出传动机构，输出传动机构包括与输出电机传动连接的主轴、安装在主轴下端的主动轮、与主动轮啮合的第一从动轮、通过联动件与第一从动轮联动的第二从动轮、套在主轴上的空心轴、安装在空心轴下端的第三从动轮，第二从动轮与第三从动轮啮合，空心轴的上端与输出电机的箱体固定，联动件的下端与旋转机构固定。
进一步，联动件位于主轴的下方，联动件上布置有两个转轴，第一从动轮安装在其中一个转轴上，第二从动轮安装在另一个转轴上。
进一步，旋转机构包括两个伸缩组合杆，两个转轴分别通过万向联轴器与伸缩组合杆连接，两个伸缩组合杆的下端均通过万向联轴器安装在机械手本体上。
进一步，机械手本体的下部布置有抓手，机械手本体的中部布置有第一通孔，第一通孔中布置有连接抓手顶部和两个伸缩组合杆的过渡结构，位于两个伸缩组合杆下端的万向联轴器的底部均与过渡结构固定。
进一步，第一通孔的顶端布置有密封盖，密封盖上布置有两个第二通孔，两个位于伸缩组合杆下端的万向联轴器的底部分别穿过对应第二通孔。
进一步，第一从动轮和第二从动轮分别位于主轴的左右两侧。
进一步，各翻转组合臂包括与平动盘铰接的两个长臂和分别与各长臂铰接的主臂，机械手主体上安装有三个与各主臂对应的减速器，各主臂与对应的减速器输出端铰接。
进一步，联动件的主体与平动盘固定。
有益效果：本发明通过设计旋转机构使抓手独立于机械手本体转动，可扩大机械手的适用场合，通过设计输出传动机构既可带动旋转机构工作，又可通过并联机构带动机械手本体转动，相对于现有的同类型机械手，本发明不仅可以使抓手翻转，还可以使其转动以调整工件的方位，可广泛适用于机械手技术领域。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为图1中拆除罩盖后的结构图；
图3为拆除罩盖后机械手本体的结构图；
图4为图3中结构的俯视图；
图5为平动模组的结构图；
图6为图5中结构的主视图；
图7为图6中A-A剖视图；
图8为平动模组中的输出传动机构的结构图；
图9为图8中结构的主剖视图；
图10为旋转臂与平动模组的装配结构图。
具体实施方式
下面结合图1至图10对本发明做进一步的说明。
基于delta并联机构的机械手，包括机械手本体10，机械手本体10的上方布置有平动模组20，机械手本体10与平动模组20之间布置有并联机构和旋转机构。机械手本体10的下部布置有抓手，本实施例中，抓手为真空吸盘。抓手的顶部与旋转机构的底部间接固定，通过旋转机构可使抓手独立于机械手本体10转动。通过并联机构可使机械手本体10翻转，并带动抓手一起翻转。并联机构包括三组翻转组合臂，三组翻转组合臂组成三菱锥构件，旋转机构沿三菱锥构件的中轴线布置。
平动模组20包括输出电机21和位于输出电机21下方的平动盘22，平动盘22中布置有输出传动机构，输出传动机构包括与输出电机21传动连接的主轴251、安装在主轴251下端的主动轮240、与主动轮240啮合的第一从动轮241、通过联动件26与第一从动轮241联动的第二从动轮242、套在主轴251上的空心轴252、安装在空心轴252下端的第三从动轮243，第二从动轮242与第三从动轮243啮合，空心轴252的上端与输出电机21的箱体固定，联动件26的下端与旋转机构固定。本实施例中，通过输出电机21箱体与空心轴252的固定实现平动模组20整体结构的稳固。
如图7，本实施例中，输出电机21的输出轴与主轴251之间通过一对锥齿轮传动。
联动件26位于主轴251的下方，联动件26上布置有两个转轴23，第一从动轮241安装在其中一个转轴23上，第二从动轮242安装在另一个转轴23上。
如图7、图9和图10，本实施例中，主轴251带动主动轮240转动，主动轮240带动第一从动轮241转动。一方面，第一从动轮241通过联动件26带动第二从动轮242转动，随之转动的空心轴252会导致输出电机21的转动，但实际工作中，输出电机21的转动会影响其输出轴与主轴251之间的传动，因此本实施例中另外设计有耦合结构来抵消输出电机21的这种转动，但这部分耦合结构并不属于本发明的公开内容。另一方面，在第一从动轮241的带动下，联动件26本身也是在做同步转动，从而带动位于平动模组20下方的旋转机构转动，进而带动抓手转动，从而实现输出电机21对旋转机构的动力输出。
本实施例中，第一从动轮241和第二从动轮242分别位于主轴251的左右两侧，可使联动件26转动时受力均匀。
另外，本实施例中，联动件26的主体与平动盘22固定，因此联动件26在转动是也可通过并联机构带动机械手本体10转动。
旋转机构包括两个伸缩组合杆28，两个转轴23分别通过万向联轴器27与伸缩组合杆28连接，两个伸缩组合杆28的下端均通过万向联轴器27安装在机械手本体10上。
如图1、图3和图4，机械手本体10的中部布置有第一通孔，第一通孔中布置有连接抓手顶部和两个伸缩组合杆28的过渡结构，位于两个伸缩组合杆28下端的万向联轴器27的底部均与过渡结构固定。
机械手本体10的外部布置有罩盖，第一通孔不仅贯穿机械手本体10，同时也延伸至罩盖。第一通孔的顶端布置有密封盖29，密封盖29上布置有两个第二通孔，两个位于伸缩组合杆28下端的万向联轴器27的底部分别穿过对应第二通孔。密封盖29不仅具有封住罩盖的作用，同时也为旋转机构的转动提供支点。
在伸缩组合杆28的两端安装万向联轴器27，是为了避免旋转机构干涉机械手本体10的翻转动作。本实施例中，各伸缩组合杆28实质为滚动花键副。
各翻转组合臂包括与平动盘22铰接的两个长臂13和分别与各长臂13铰接的主臂12，该两个长臂13之间布置有联动结构，使二者动作同步。机械手主体10上安装有三个与各主臂12对应的减速器11，各主臂12与对应的减速器11输出端铰接。本实施例中，通过三个翻转组合臂组成基于delta的并联结构。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.基于delta并联机构的机械手，其特征在于：包括机械手本体(10)，机械手本体(10)的上方布置有平动模组(20)，机械手本体(10)与平动模组(20)之间布置有并联机构和旋转机构，并联机构包括三组翻转组合臂，三组翻转组合臂组成三菱锥构件，旋转机构沿三菱锥构件的中轴线布置。
2.根据权利要求1所述的基于delta并联机构的机械手，其特征在于：平动模组(20)包括输出电机(21)和位于输出电机(21)下方的平动盘(22)，平动盘(22)中布置有输出传动机构，输出传动机构包括与输出电机(21)传动连接的主轴(251)、安装在主轴(251)下端的主动轮(240)、与主动轮(240)啮合的第一从动轮(241)、通过联动件(26)与第一从动轮(241)联动的第二从动轮(242)、套在主轴(251)上的空心轴(252)、安装在空心轴(252)下端的第三从动轮(243)，第二从动轮(242)与第三从动轮(243)啮合，空心轴(252)的上端与输出电机(21)的箱体固定，联动件(26)的下端与旋转机构固定。
3.根据权利要求2所述的基于delta并联机构的机械手，其特征在于：联动件(26)位于主轴(251)的下方，联动件(26)上布置有两个转轴(23)，第一从动轮(241)安装在其中一个转轴(23)上，第二从动轮(242)安装在另一个转轴(23)上。
4.根据权利要求3所述的基于delta并联机构的机械手，其特征在于：旋转机构包括两个伸缩组合杆(28)，两个转轴(23)分别通过万向联轴器(27)与伸缩组合杆(28)连接，两个伸缩组合杆(28)的下端均通过万向联轴器(27)安装在机械手本体(10)上。
5.根据权利要求4所述的基于delta并联机构的机械手，其特征在于：机械手本体(10)的下部布置有抓手，机械手本体(10)的中部布置有第一通孔，第一通孔中布置有连接抓手顶部和两个伸缩组合杆(28)的过渡结构，位于两个伸缩组合杆(28)下端的万向联轴器(27)的底部均与过渡结构固定。
6.根据权利要求5所述的基于delta并联机构的机械手，其特征在于：第一通孔的顶端布置有密封盖(29)，密封盖(29)上布置有两个第二通孔，两个位于伸缩组合杆(28)下端的万向联轴器(27)的底部分别穿过对应第二通孔。
7.根据权利要求2所述的基于delta并联机构的机械手，其特征在于：第一从动轮(241)和第二从动轮(242)分别位于主轴(251)的左右两侧。
8.根据权利要求2所述的基于delta并联机构的机械手，其特征在于：各翻转组合臂包括与平动盘(22)铰接的两个长臂(13)和分别与各长臂(13)铰接的主臂(12)，机械手主体(10)上安装有三个与各主臂(12)对应的减速器(11)，各主臂(12)与对应的减速器(11)输出端铰接。
9.根据权利要求3所述的基于delta并联机构的机械手，其特征在于：联动件(26)的主体与平动盘(22)固定。
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