CN109397257A - 机械手的z轴运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械手的Z轴运动装置，包括Z轴主体，所述Z轴主体包括相邻的第一侧面及第二侧面；第一导轨，所述第一导轨连接于所述第一侧面；第二导轨，所述第二导轨连接于所述第二侧面；安装架；第一导轨滑块，所述第一导轨滑块的一端连接所述安装架，所述第一导轨滑块的另一端活动连接所述第一导轨；第二导轨滑块，所述第二导轨滑块的一端连接所述安装架，所述第二导轨滑块的另一端活动连接所述第二导轨；驱动机构，所述驱动机构连接所述Z轴主体及所述安装架，为所述Z轴主体沿所述第一导轨及第二导轨延伸的方向上下运动提供驱动力。使支撑力平衡分布于Z轴主体上，为整个装置提供稳定的运行轨道。

Description

机械手的Z轴运动装置

技术领域

本发明涉及磁石成型设备技术领域，特别是涉及机械手的Z轴运动装置。

背景技术

现有技术中的桁架机械手Z轴部件大部分采用两条导轨在Z轴主体的同一面平行安装或者单导轨结构。如此，工作时，Z轴主体只有一个侧面受力，导致因为Z轴主体的支撑面受力不均匀，Z轴主体容易变形，进而导轨变形，致运行稳定性差的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种机械手的Z轴运动装置，其在Z轴主体的两个侧面设置导轨，将受力分散于两个侧面，支撑平衡，为整个装置提供稳定的运行轨道。

一种机械手的Z轴运动装置，包括：

Z轴主体，Z轴主体包括相邻的第一侧面及第二侧面；

第一导轨，第一导轨连接于第一侧面；

第二导轨，第二导轨连接于第二侧面；

安装架；

第一导轨滑块，第一导轨滑块的一端连接安装架，第一导轨滑块的另一端活动连接第一导轨；

第二导轨滑块，第二导轨滑块的一端连接安装架，第二导轨滑块的另一端活动连接第二导轨；

驱动机构，驱动机构连接Z轴主体及安装架，为Z轴主体沿第一导轨及第二导轨延伸的方向上下运动提供驱动力。

上述机械手的Z轴运动装置，驱动机构带动Z轴主体沿着Z轴延伸方向向上或向下运动，通过第一导轨及第二导轨将受力Z轴主体中相邻的第一侧面及第二侧面，使Z轴主体的两个侧面产生连接角度方向的张力，张力的合力的方向指向第三方向，形成支撑力平衡分布于Z轴主体上，避免了导轨设于Z轴主体同一面，致受力集中而使Z轴主体容易变形的问题，为整个装置提供稳定的运行轨道。

在其中一个实施例中，第一侧面与所述第二侧面的连接角度为45～100°。

在其中一个实施例中，第一导轨包括固定端及自由端，固定端连接Z轴主体，自由端设有凸起；第一导轨滑块连接第一导轨的一端设有第一连接槽，连接槽设有槽口，连接槽的侧壁设有第一卡凸及第二卡凸，第一卡凸与第二卡凸之间形成主腔，槽口连通主腔；凸起连接于主腔内，固定端自槽口伸出连接槽。

在其中一个实施例中，第二导轨的结构与第一导轨的结构相同；第二导轨连接第二导轨的一端设有第二连接槽，第二连接槽的结构与第一连接槽的结构相同。

在其中一个实施例中，第一侧面垂直连接第二侧面，或者第一侧面平行第二侧面。

在其中一个实施例中，Z轴主体由双槽铝型材制成。

在其中一个实施例中，驱动机构包括连接安装架的伺服电机、连接伺服电机的齿轮及啮合齿轮的齿条；齿条安装于Z轴主体。

在其中一个实施例中，机械手的Z轴运动装置还包括注油机构，注油机构包括注油器、连接注油器的分油器及连接分油器的齿轮油嘴与导轨油嘴；齿轮油嘴开口朝向齿轮或齿轮与齿条的啮合面；导轨油嘴连接第一导轨滑块及第二导轨滑块。

在其中一个实施例中，机械手的Z轴运动装置还包括拖链组件，拖链组件包括连接Z轴主体的第一拖链槽、连接安装架的第二拖链槽及连接第一拖链槽及第二拖链槽的拖链。

在其中一个实施例中，机械手的Z轴运动装置还包括限位组件，限位组件包括安装于Z轴主体的两端的第一感应片及第二感应片、及安装于安装架的感应器。

在其中一个实施例中，限位组件还包括分别安装于Z轴主体的上端及下端的缓冲件。

附图说明

图1为本发明机械手的Z轴运动装置的一较佳实施例的立体轴测示意图；

图2为图1机械手的Z轴运动装置的另一视角的立体轴测示意图；

图3为图1机械手的Z轴运动装置的又一视角的立体轴测示意图；

图4为图2机械手的Z轴运动装置的分解示意图；

图5为图1机械手的Z轴运动装置中的第一导轨及第二导轨的截面示意图；

图6为图1机械手的Z轴运动装置中的第一导轨滑块及第二导轨滑块的截面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1至图6，为本发明一较佳实施例的机械手的Z轴运动装置10，应用于桁架机械手的Z轴。机械手的Z轴运动装置10包括Z轴主体20、连接Z轴主体20的第一导轨31及第二导轨32、安装架40、连接所述安装架40与第一导轨31及第二导轨32的滑轨组件50及安装在安装架40上的驱动机构60。所述滑轨组件50包括连接第一导轨31的第一导轨滑块51、及连接第二导轨32的第二导轨滑块52。通过第一导轨31及第二导轨32将Z轴主体20的受力分布于相邻的两个侧面，使受力平衡，Z轴主体20不易变形。

本实施例的Z轴运动装置10还包括注油机构70、拖链组件80及限位组件。

本实施例中，Z轴主体20由四方形的双槽铝型材制成，铝型材的双槽呈T形结构。铝型材质轻且易于切割，可根据不同的运行行程直接切割，无需额外的成型加工，取材简便，且铝型材质量较轻，减小了能耗。

进一步地，Z轴主体20包括相互垂直连接的第一侧面21及第二侧面22，第一导轨31安装于第一侧面21，第二导轨32安装于第二侧面22，第一侧面21及第二侧面22将产生两个相互垂直的张力，两个张力的合力方向指向第一侧面21及第二侧面22相交处的对面，形成支撑力拉动Z轴主体20，避免了导轨设于Z轴主体20同一面，致受力集中而使Z轴主体20容易变形的问题。在实际应用中，第一侧面与第二侧面的连接角度还可以是45°、50°、95°或100°，或者45°～100°之间的任一角度，均可达到与本实施例相同的平衡效果。

第一导轨31及第二导轨32通过螺钉和T型螺母与铝型材的T型槽配合分别安装于第一侧面21及第二侧面22，可根据运动行程调整第一导轨31及第二导轨32在铝型材槽内的位置，安装简便。当然，第一导轨31及第二导轨32还可通过焊接的方式安装于Z轴主体20上，只要第一导轨31及第二导轨32分别固定连接于第一侧面21及第二侧面22。

第一导轨31包括固定端33及自由端34，固定端33连接Z轴主体20，自由端34设有凸起35。第二导轨32的外形结构与第一导轨31的外形结构相同。

本实施例中，安装架40包括竖板41及延伸部42，竖板41开设有驱动连接孔，便于驱动机构60的安装，延伸部42开设有X轴连接孔，便于安装X轴运动装置的驱动机构60。

进一步地，第一导轨滑块51的一端通过滑块安装板52连接竖板41，另一端活动连接第一导轨31。本实施例中，第一轨道滑块51与第一导轨31连接的一端设有连接槽54，连接槽54设有槽口56，连接槽54的侧壁设有第一卡凸57及第二卡凸59，第一卡凸57与第二卡凸59之间形成主腔58，槽口56连通主腔58；凸起35卡接于主腔58内，固定端33自槽口56伸出连接槽58，则第一运动导轨31的自由端33稳定连接于主腔35内，不易脱轨。

第一导轨滑块51的数量两个，分别位于竖板41的上端及下端，使运动更加平稳，并可相互纠正运动的方向，避免跑偏。

本实施例中，第二导轨滑块53的一端直接连接竖板41，另一端活动连接第二导轨32。第二导轨滑块53设有与第一导轨滑块51相同的连接槽，第二导轨32与第二导轨滑块53的连接方式同于第一导轨31与第一导轨滑块51的连接方式。第二导轨滑块53的数量两个，分别位于竖板41的上端及下端，使运动更加平稳，并可相互纠正运动的方向，避免跑偏。

本实施例中，驱动机构60包括连接竖板41的伺服电机61、连接伺服电机61的减速机62、连接减速机62的齿轮63及啮合齿轮63的齿条64，齿条64安装于第二侧面22。

其中，伺服电机61选用带刹车的伺服电机，通电解刹，断电刹车，加上齿轮63与齿条64的啮合，可使Z轴主体20在任意位置停留，而不会导致Z轴主体20在重力的影响下下降和偏移。

减速机62通过输出轴连接齿轮63，伺服电机61通过减速机62，获得更大的输出扭矩，齿轮63通过平键和螺钉锁抱死减速机62的输出轴，让整体动力组件成本更低，动力输出更稳定。

本实施例中，注油机构70包括连接竖板41的注油器71、连接注油器71的分油器72、及连接分油器72的齿轮油嘴73与导轨油嘴74。注油器71主要用于装载并向分油器72注入润滑油，通过分油器72将润滑油分至齿轮油嘴73及导轨油嘴74。

本实施例中，齿轮油嘴73开口朝向齿轮63与齿条64的啮合面，喷油时直接喷向齿轮63与齿条64的啮合面，达到润滑齿轮63及齿条64的效果。在一些实施例中，齿轮油嘴73的开口也可以朝向齿轮63，通过齿轮63将润滑油匀至齿条64。

本实施例中，导轨油嘴74分别连接第一导轨滑块51及第二导轨滑块53，注油时，润滑油自导轨油嘴74流出，然后流至第一导轨滑块51与第一导轨31的连接面及第二导轨滑块53与第二导轨32的连接面。

本实施例中，拖链组件80包括连接Z轴主体20的第一拖链槽81、连接安装架40的第二拖链槽83及连接第一拖链槽81及第二拖链槽83的拖链82。其中，拖链82选用坦克拖链，拖链82的内部可用于走线，例如连接Z轴主体20及其它各部件所需的线缆、气管、油管等，为其提供外壳保护。

本实施例中，限位组件包括安装于Z轴主体20的上端的第一感应片91、安装于Z轴主体20的下端的第二感应片92、安装于安装架40的感应器93及安装于Z轴主体20的两端的缓冲件95。第一感应片91及第二感应片92同设于Z轴主体20中与第一侧面21平行的侧面，缓冲件95安装于第二侧面22，便于布局各部件的连接，使整体条理清晰整洁。第一感应片91所在位置为运动行程的上端极限，第二感应片92所在位置为运动行程的下端极限。其中，感应器93选用光眼，通过光眼安装座94连接竖板41，在Z轴主体运动，感应器93感应到第一感应片91或第二感应片92时，伺服电机61停止转动，有效的保护机械手Z轴运动装置10不超出行程运行，从而达到保护安全的作用。

本实施例中，缓冲件95采用聚氨酯材料制成，缓冲件95的数量为两个，分别安装于Z轴主体20的上端及下端，上端的缓冲件95位于第一感应片91的上方，下端的缓冲件92位于第二感应片92的下方。当Z轴主体20的上升或下降到行程极限的时候，缓冲件95会与安装架的上端面或下端面撞击，从而保护Z轴主体20不超出行程。

使用时，伺服电机61通过减速机62驱动齿轮63转动，沿着齿条64运动，第一导轨31与第二导轨32起导向作用，带动Z轴主体20沿着Z轴延伸方向向上或向下运动，第一导轨31及第二导轨32分别安装于Z轴主体20的第一侧面21及第二侧面22将Z轴主体20的受力分散于相邻的两个面，使Z轴主体20的两个侧面产生相互垂直的张力，使Z轴主体20不易弯曲变形，为整个装置提供稳定的运行轨道。

本发明机械手的Z轴运动装置10采用齿轮63与齿条64的配合传动，相较传统的电机驱动同步轮带动同步带的方式，具有更高强度的传动能力，且齿条64的线路固定，加以第一导轨31与第二导轨32的配合，不易摇摆。机械手的Z轴运动装置10设置了注油机构，给第一导轨31、第二导轨32和齿条64提供润滑油，可降低零部件的磨损，从而延长了机械手的Z轴运动装置10的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机械手的Z轴运动装置，其特征在于，包括：

Z轴主体，所述Z轴主体包括相邻的第一侧面及第二侧面；

第一导轨，所述第一导轨连接于所述第一侧面；

第二导轨，所述第二导轨连接于所述第二侧面；

安装架；

第一导轨滑块，所述第一导轨滑块的一端连接所述安装架，所述第一导轨滑块的另一端活动连接所述第一导轨；

第二导轨滑块，所述第二导轨滑块的一端连接所述安装架，所述第二导轨滑块的另一端活动连接所述第二导轨；

驱动机构，所述驱动机构连接所述Z轴主体及所述安装架，为所述Z轴主体沿所述第一导轨及第二导轨延伸的方向上下运动提供驱动力。

2.根据权利要求1所述的机械手的Z轴运动装置，其特征在于，所述第一侧面与所述第二侧面的连接角度为45～100°。

3.根据权利要求1所述的机械手的Z轴运动装置，其特征在于，所述第一导轨包括固定端及自由端，所述固定端连接所述Z轴主体，所述自由端设有凸起；所述第一导轨滑块连接所述第一导轨的一端设有第一连接槽，所述连接槽设有槽口，所述连接槽的侧壁设有第一卡凸及第二卡凸，所述第一卡凸与第二卡凸之间形成主腔，所述槽口连通所述主腔；所述凸起连接于所述主腔内，所述固定端自所述槽口伸出所述连接槽。

4.根据权利要求3所述的机械手的Z轴运动装置，其特征在于，所述第二导轨的结构与所述第一导轨的结构相同；所述第二导轨连接所述第二导轨连接的一端设有第二连接槽，所述第二连接槽的结构与所述第一连接槽的结构相同。

5.根据权利要求1或4所述的机械手的Z轴运动装置，其特征在于，所述Z轴主体由双槽铝型材制成。

6.根据权利要求1所述的机械手的Z轴运动装置，其特征在于，所述驱动机构包括连接安装架的伺服电机、连接所述伺服电机的齿轮及啮合所述齿轮的齿条；所述齿条安装于所述Z轴主体。

7.根据权利要求1所述的机械手的Z轴运动装置，其特征在于，所述机械手的Z轴运动装置还包括注油机构，所述注油机构包括注油器、连接所述注油器的分油器及连接所述分油器的齿轮油嘴与导轨油嘴；所述齿轮油嘴开口朝向所述齿轮或所述齿轮与所述齿条的啮合面；所述导轨油嘴连接所述第一导轨滑块及第二导轨滑块。

8.根据权利要求1所述的机械手的Z轴运动装置，其特征在于，所述机械手的Z轴运动装置还包括拖链组件，所述拖链组件包括连接所述Z轴主体的第一拖链槽、连接所述安装架的第二拖链槽及连接所述第一拖链槽及第二拖链槽的拖链。

9.根据权利要求1所述的机械手的Z轴运动装置，其特征在于，所述机械手的Z轴运动装置还包括限位组件，所述限位组件包括分别安装于所述Z轴主体的两端的第一感应片与第二感应片及安装于所述安装架的感应器。

10.根据权利要求9所述的机械手的Z轴运动装置，其特征在于，所述限位组件还包括分别安装于所述Z轴主体的上端及下端的缓冲件。