CN109910033A - 一种机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空镀膜实验设备技术领域，具体的说是一种机械手。包括磁力传递杆、驱动手柄及夹持机构，其中驱动手柄安装在磁力传递杆的一端，通过磁力耦合可驱动磁力传递杆沿其旋转轴线方向直线移动并可绕其旋转轴线方向转动，夹持机构安装在磁力传递杆的另一端，通过磁力传递杆的转动来控制夹持机构的张开和闭合，进而可以实现对样品的释放和抓取。本发明结构简单，动作稳定可靠，传递行程可调，在低、高真空环境都可以使用，应用范围广。

Description

一种机械手

技术领域

本发明涉及真空镀膜实验设备技术领域，具体的说是一种机械手。

背景技术

在真空环境下进行科学研究和工业生产时，需要在不破坏真空室内真空度的前提下，利用机械机构对真空室内的物品进行传递和操作。目前，国内外生产的磁力传递杆可以实现沿其轴线方向的直线移动和绕其轴线方向的转动，但是无法实现样品的抓取和释放，尤其是薄弱样品的抓取和释放，应用范围亟待拓宽。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种机械手，该机械手结构简单、装配方便，运动范围大，动作稳定可靠，可以对真空环境内圆形或异性的样品或样品托进行抓取和释放，应用范围广。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种机械手，包括磁力传递杆、驱动手柄及夹持机构，其中驱动手柄安装在磁力传递杆的一端，通过磁力耦合可驱动所述磁力传递杆沿其旋转轴线方向直线移动并可绕其旋转轴线方向转动，所述夹持机构安装在所述磁力传递杆的另一端，通过所述磁力传递杆的转动来控制所述夹持机构的张开和闭合，进而可以实现对样品的释放和抓取。

所述磁力传递杆的真空一端设有用于驱动所述夹持机构张开或闭合的凸轮，所述凸轮随所述磁力传递杆转动。

所述夹持机构包括安装座、铰链块、销轴及两个机械抓手，其中安装座安装在所述磁力传递杆的端部，所述铰链块与安装座固定连接，两个机械抓手通过销轴交叉铰接在所述铰链块上，两个机械抓手的一端均与所述安装座滑动连接。

所述凸轮位于两个所述机械抓手之间，且与两个所述机械抓手接触，两个所述机械抓手之间设有用于复位的拉簧。

所述安装座的端面两侧设有导向槽，两个所述机械抓手的端部设有与所述导向槽滑动配合的导向柱。

所述安装座上设有限制所述凸轮转动范围的限位挡片。

所述凸轮在0-90°范围内转动。

所述销轴与固定在两个所述机械抓手上的铜套间隙配合，两个所述机械抓手通过铜垫隔开。

所述销轴与所述铰链块之间通过平面定位，限制所述销轴随所述机械抓手转动。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明驱动采用磁力耦合技术，所选零件的材质放气量小，可以在超高真空条件下使用，适用范围广。

2.本发明不仅适用于各种圆形或异性的样品抓取和释放，而且适用于凹面样品托内样品的取放，适用范围广。

3.本发明机械手动作稳定可靠，机械抓手可以在抓取样品时通过拉簧抓紧样品，也可以在机械抓手闭合时和样品预留一定的间隙，避免夹碎薄弱样品，适用范围广。

4.本发明机械手通过磁力传递杆能够实现多种行程的样品传递，传递距离可调，适用范围广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的机械手夹持机构的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本发明在抓取样品时的结构示意图；

图5为本发明在释放样品时的结构示意图。

图中：1为磁力传递杆，2为驱动手柄，3为夹持机构，4为样品托，5为样品，6为刀口法兰，7为安装座，8为铰链块，9为销轴，10为铜套，11为铜垫，12为轴用弹性挡圈，13为凸轮，14为拉簧，15为导向柱，16为限位挡片，17为拉簧钉，18为机械抓手。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种机械手，包括磁力传递杆1、驱动手柄2及夹持机构3，其中驱动手柄2安装在磁力传递杆1的一端，通过磁力耦合可驱动磁力传递杆1沿其旋转轴线方向直线移动并可绕其旋转轴线方向转动，夹持机构3安装在磁力传递杆1的另一端，通过磁力传递杆1的转动来控制夹持机构3的张开和闭合，进而可以实现对样品5的释放和抓取。

如图2-3所示，磁力传递杆1的真空一端设有用于驱动夹持机构3张开或闭合的凸轮13，凸轮13随磁力传递杆1转动。

夹持机构3包括安装座7、铰链块8、销轴9及两个机械抓手18，其中安装座7安装在磁力传递杆1的端部，铰链块8与安装座7固定连接，两个机械抓手18通过销轴9交叉铰接在铰链块8上，两个机械抓手18的一端均与安装座7滑动连接。

凸轮13位于两个机械抓手18之间，且与两个机械抓手18接触，两个机械抓手18之间设有用于复位的拉簧14，通过凸轮13转动和拉簧14拉力驱动两个机械抓手18张开和闭合。

当凸轮13的长端旋转至水平位置时，凸轮13克服拉簧14的拉力并驱动两个机械抓手18向外张开，此时样品可以自由进出，如图5所示。当凸轮13长端旋转至竖直位置时，拉簧14的拉伸恢复并驱动两个机械抓手18向内闭合，此时样品被抓取，如图4所示。

进一步地，安装座7的端面两侧沿机械抓手18的开闭方向设有导向槽，两个机械抓手18的端部设有与导向槽滑动配合的导向柱15。

本实施例中，导向柱15采用铜柱，铜柱镶嵌在机械抓手18的末端，在机械抓手18张开和闭合动作时，铜柱在安装座7的导向滑槽内滑动，进而限制机械抓手18只能在水平方向动作。

安装座7上设有限制凸轮13转动范围的限位挡片16，限位挡片16可以限制凸轮13只能在从竖直位置到水平位置0-90°角范围内转动。

进一步地，销轴9与固定在两个机械抓手18上的铜套10间隙配合，铜套10与机械抓手18过渡配合。两个机械抓手18通过铜垫11隔开。销轴9的头部设有平面，平面与铰链块8上的台阶平面配合，限制销轴9随机械抓手18转动。

本发明的工作原理是：

磁力传递杆1通过刀口法兰6与真空室刀口法兰用铜圈连接。夹持机构3安装在磁力传递杆1上伸入真空室内。转动驱动手柄2可以使安装在磁力传递杆1头部的夹持机构3内凸轮13转动，向前或向后移动驱动手柄2可以使夹持机构3轴向移动，以此可以实现对真空室内物品的操作和控制。样品5放置于样品托4的定位凹槽内。

本实施例中用于磁力传递杆1的驱动手柄2不限于手动操作，其他例如气动驱动、液压驱动、电动驱动都是可以实现的。超高真空机械手适用于圆形的样品5，其他如方形或异性的样品或其他物品、样品托等都可以适用于本发明。

本实施例中，优选地，选择凸轮13和拉簧14实现两个机械抓手18的张开和闭合，其他例如凸轮转动和钢丝绳卷绕也可以实现两个机械抓手张开和闭合。

本实施例中，优选地，选择销轴9和铰链块8利用两平面配合定位，限制销轴9可能随两个机械手18在张开或闭合时发生转动。其他例如销轴头部加工出半圆形面或U形面，在铰链块上安装销钉、螺钉或键块等，同样可以实现限位功能。

本实施例中，选择铰链块8、销轴9、铜套10、铜垫11和机械抓手18的滑动摩擦结构，其他如选择滚动轴承也可以实现此功能。

在实际应用时，机械抓手18的外形限定可结合需抓取物品的形状和结构做相应的变形，任何相似的外形变形都可以适用于本发明。

本实施例中，磁力传递杆1为市购产品，购置于中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司，型号为BPCCDCF50-F-L500。

本发明提供的机械手结构简单，装配方便，运动范围大，动作稳定可靠，可以对真空环境内圆形或异性的样品或样品托进行抓取和释放，应用范围广。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种机械手，其特征在于，包括磁力传递杆(1)、驱动手柄(2)及夹持机构(3)，其中驱动手柄(2)安装在磁力传递杆(1)的一端，通过磁力耦合可驱动所述磁力传递杆(1)沿其旋转轴线方向直线移动并可绕其旋转轴线方向转动，所述夹持机构(3)安装在所述磁力传递杆(1)的另一端，通过所述磁力传递杆(1)的转动来控制所述夹持机构(3)的张开和闭合，进而可以实现对样品(5)的释放和抓取。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述磁力传递杆(1)的真空一端设有用于驱动所述夹持机构(3)张开或闭合的凸轮(13)，所述凸轮(13)随所述磁力传递杆(1)转动。

3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述夹持机构(3)包括安装座(7)、铰链块(8)、销轴(9)及两个机械抓手(18)，其中安装座(7)安装在所述磁力传递杆(1)的端部，所述铰链块(8)与安装座(7)固定连接，两个机械抓手(18)通过销轴(9)交叉铰接在所述铰链块(8)上，两个机械抓手(18)的一端均与所述安装座(7)滑动连接。

4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述凸轮(13)位于两个所述机械抓手(18)之间，且与两个所述机械抓手(18)接触，两个所述机械抓手(18)之间设有用于复位的拉簧(14)。

5.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述安装座(7)的端面两侧设有导向槽，两个所述机械抓手(18)的端部设有与所述导向槽滑动配合的导向柱(15)。

6.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述安装座(7)上设有限制所述凸轮(13)转动范围的限位挡片(16)。

7.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，所述凸轮(13)在0-90°范围内转动。

8.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述销轴(9)与固定在两个所述机械抓手(18)上的铜套(10)间隙配合，两个所述机械抓手(18)通过铜垫(11)隔开。

9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述销轴(9)与所述铰链块(8)之间通过平面定位，限制所述销轴(9)随所述机械抓手(18)转动。