CN111360880A - 一种机械手防碰撞保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，具体公开一种搬运机械手的防碰撞保护装置。包括立柱、滑台、底梁、防碰撞板、传感器支架、传感器、弹性组件，立柱垂直设置，滑台与立柱垂直滑动连接；底梁固定设置在滑台的底部；底梁上设置底部开孔的凹槽，凹槽内设置传感器，传感器上方设置传感器支架，且传感器支架上设置与传感器相对应的凹槽，传感器支架固定在底梁上；传感器包括传感器本体和传感器触点，传感器本体设置在传感器支架凹槽与底梁凹槽形成的空腔内，传感器触点设置在传感器本体下方，且伸出底梁；防碰撞板设置在底梁下方，且防碰撞板与底梁之间通过弹性组件连接；本发明防碰撞装置机构简单紧凑、灵敏度高。

Description

一种机械手防碰撞保护装置

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，特别涉及一种搬运机械手的防碰撞保护装置。

背景技术

在工业自动化生产中，无论是单机还是组合机床，以及自动生产流水线，都要用到机械手来完成工件的取放。机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业，因此获得日益广泛的应用。

在半导体制造行业，原材料通过机械手来搬运，机械手工作环境封闭且空间小，要求机械手运行平稳，定位精度高。由于机械设计或者人为操作的误差，机械手运行过程中与其他部件或者人可能会发生碰撞，或造成人员伤害，或对机器造成损伤影响运动精度，后期检修调试费时费力。因此目前各种运动机械或者装置，大都拥有防碰撞保护装置或者措施，比如汽车、移动机器人、机械手臂等。目前多数机械手通过位移变化来检测碰撞的方法，但是该方法并无缓冲结构，当位移产生时，硬碰撞已经发生，保护手段不完善，另外在碰撞发生后需要重新调整定位才可以重新使用。

发明内容

本发明旨在克服现有机械手防碰撞装置保护手段不完善且在碰撞发生后需要重新定位的缺陷，提供一种新型机械手防碰撞保护装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种机械手防碰撞保护装置，包括立柱、滑台、底梁、防碰撞板、传感器支架、传感器、弹性组件，立柱垂直设置，滑台与立柱垂直滑动连接；底梁固定设置在滑台的底部；所述的底梁上设置底部开孔的凹槽，凹槽内设置传感器，所述传感器上方设置传感器支架，且传感器支架上设置与传感器相对应的凹槽，所述的传感器支架固定在底梁上；所述的传感器包括传感器本体和传感器触点，传感器本体设置在传感器支架凹槽与底梁凹槽形成的空腔内，传感器触点设置在传感器本体下方，且伸出底梁；所述的防碰撞板设置在底梁下方，且防碰撞板与底梁之间通过弹性组件连接；所述的弹性组件包括导向套、直线轴承、导向轴、弹簧，所述的导向轴穿过底梁和防碰撞板，防碰撞板位于导向轴的末端，导向轴外侧设置直线轴承，直线轴承外侧设置导向套，导向套固定设置在底梁上，弹簧套在导向轴上，且弹簧设置在底梁和防碰撞板之间。

进一步的，所述的导向轴末端设置轴端挡圈,用于固定防碰撞板。

优选的，所述的直线轴承为无油衬套或者自润滑套筒。

优选的，所述的传感器为压力传感器或者电感式接近传感器。

优选的，所述的防碰撞板为弹性材料。

本发明的有益效果在于：本发明所述防碰撞装置机构简单紧凑、无需调整维护，满足工作环境封闭且空间小的特点；有缓冲结构，不会发生硬碰撞，不会对人或者设备造成无法挽回的严重损伤；另外传感器支架有凹槽结构，使传感器触点单独位于碰撞缓冲区内，增强了检测灵敏度。

附图说明

图1为根据本发明具有防碰撞保护装置的机械手结构示意图。

图2为根据本发明防碰撞保护装置的立体结构示意图。

图3为根据本发明防碰撞保护装置的剖面图。

1、执行机构 2、滑台 3、立柱 4、防碰撞板 5、底梁

6、导向套 7、传感器支架 8、传感器 8-1、传感器本体

8-2、传感器触点 9、导向轴 10、直线轴承 11、弹簧

12、轴端挡圈

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楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

首先参考图1，一种机械手防碰撞保护装置，包括立柱(3)、滑台(2)、执行机构(1)，参考图2，还包括底梁(5)、防碰撞板(4)、传感器支架(7)、压力传感器(8)、弹性组件，立柱(3)垂直设置，滑台(2)与立柱(3)垂直滑动连接，执行机构(1)设置在滑台(2)上；底梁(5)固定设置在滑台(2)的底部，底梁(5)上面有螺纹孔，被固定在图1滑台(2)的底部；

参考图3，底梁(5)上设置底部开孔的凹槽，凹槽内设置传感器(8)，传感器(8)上方设置传感器支架(7)，且传感器支架(7)上设置与传感器(8)相对应的凹槽，传感器支架(7)通过螺纹固定在底梁(5)上。

传感器(8)可以根据需求按不同的数量和形式进行布置；

传感器(8)包括传感器本体(8-1)和传感器触点(8-2)，传感器本体(8-1)设置在传感器支架(7)凹槽与底梁凹槽形成的空腔内，传感器触点设置在传感器本体(8-1)下方，且伸出底梁(5)；

防碰撞板(4)设置在底梁(5)下方，防碰撞板(4)与底梁(5)之间通过弹性组件连接；从而仅使传感器触点(8-2)位于底梁(5)与防碰撞板(4)之间形成的缓冲区域内。

弹性组件包括导向套(6)、直线轴承(10)、导向轴(9)、弹簧(11)，导向轴(9)穿过底梁(5)和防碰撞板(4)，且防碰撞板(4)位于导向轴(9)的末端，直线轴承(10)套在导向套(6)内部，导向套(6)用螺纹固定于底梁(5)，导向轴(9)可沿导向套(6)作直线运动，直线轴承(10)可以由无油衬套或者自润滑套筒代替。导向轴(9)穿过直线轴承(10)，轴端用轴端挡圈(12)将防碰撞板(4)固定，防碰撞板(4)由弹性材料加工而成，可以减小碰撞损伤。弹簧(11)位于防碰撞板(4)和底梁(5)之间，目的是对碰撞缓冲和对防碰撞板(4)复位。传感器(8)的感应区间在弹簧(11)的压缩区间内，目的是防止发生硬碰撞。

上述弹簧(11)是圆柱螺旋弹簧，目的是对碰撞缓冲和对防碰撞板(4)复位。

上述直线轴承(10)目的是减小导向轴(9)运动摩擦力，但该发明不局限于此，无油衬套、自润滑套筒也可以替代。

上述防碰撞板(4)由弹性材料加工而成，目的是减轻碰撞造成的损伤。

本发明防碰撞保护装置的原理如下：

如图1所示，机械手由机械手执行机构(1)、滑台(2)、立柱(3)组成，执行机构(1)和滑台(2)沿着立柱(3)竖直往复运动，机械手防碰撞保护装置安装于滑台(2)底部，对于竖直往复运动进行碰撞保护。

初始状态时，防碰撞板(4)在弹簧(11)作用下位于传感器(8)的非感应区域，当机械手运动过程中碰到物体或者人时，弹簧(11)被压缩，防碰撞板(4)带动导向轴(9)沿着直线轴承(10)向上运动，防碰撞板(4)立即处于传感器(8)的感应区域，传感器(8)产生开关信号传送给驱动电机，驱动电机立即停止，防止硬碰撞发生。当阻挡目标被移除，防碰撞板(4)在弹簧力作用下复位，离开传感器(8)的感应区域，机械手正常运行。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种机械手防碰撞保护装置，其特征在于，包括立柱(3)、滑台(2)、底梁(5)、防碰撞板(4)、传感器支架(7)、传感器(8)、弹性组件，所述的立柱(3)垂直设置，所述的滑台(2)与立柱(3)垂直滑动连接；所述的底梁(5)固定设置在滑台(2)的底部；

所述的底梁(5)上设置底部开孔的凹槽，凹槽内设置所述的传感器，所述传感器(8)上方设置传感器支架(7)，且所述的传感器支架(7)上设置与传感器(8)相对应的凹槽，所述的传感器支架(7)固定在底梁(5)上；

所述的传感器(8)包括传感器本体(8-1)和传感器触点(8-2)，所述的传感器本体(8-1)设置在传感器支架(7)凹槽与底梁凹槽形成的空腔内，所述的传感器触点设置在传感器本体(8-1)下方，且伸出底梁(5)；

所述的防碰撞板(4)设置在底梁(5)下方，且防碰撞板(4)与底梁(5)之间通过弹性组件连接；

所述的弹性组件包括导向套(6)、直线轴承(10)、导向轴(9)、弹簧(11)，所述的导向轴(9)穿过底梁(5)和防碰撞板(4)，所述的防碰撞板(4)位于导向轴(9)的末端，所述的导向轴(9)外侧设置直线轴承(10)，所述直线轴承(10)外侧设置导向套(6)，导向套(6)固定设置在底梁(5)上，所述的弹簧(11)套在导向轴(9)上，且弹簧(11)设置在底梁(5)和防碰撞板(4)之间。

2.如权利要求1所述的一种机械手防碰撞保护装置，其特征在于，所述的导向轴(9)末端设置轴端挡圈(12),用于固定防碰撞板(4)。

3.如权利要求2所述的一种机械手防碰撞保护装置，其特征在于，所述的直线轴承(10)为无油衬套或者自润滑套筒。

4.如权利要求1所述的一种机械手防碰撞保护装置，其特征在于，所述的传感器(8)为压力传感器或者电感式接近传感器。

5.如权利要求1所述的一种机械手防碰撞保护装置，其特征在于，所述的防碰撞板(4)为弹性材料。

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