CN1221358C - 带缓冲功能的电动机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带缓冲功能的电动机械手,其凸轮部件(12)安装在电动马达(3)的驱动轴(3a)上,在该凸轮部件(12)上设置一对凸轮槽(15、15),在握持工件用的一对爪部件(2、2)上,设置分别与上述凸轮槽嵌合的驱动销(13),用凸轮部件(12)和驱动销(13),把驱动轴的旋转摆动运动变换为爪部件的开闭运动。内筒部件(18)安装在驱动轴上,外筒部件(19)设在凸轮部件上并可相对旋转地与内筒部件(18)嵌合,通过若干弹性体(20)将内筒部件(18)与外筒部件(19)连接,当凸轮部件在摆动端停止时,由这些弹性体的弹性变形吸收作用在驱动轴上的冲击。当爪部件停止在开闭端或工件握持位置等时,吸收施加在马达驱动轴上的惯性力,防止齿轮等马达部件受冲击而损伤。
Description
技术领域
本发明涉及带缓冲功能的电动机械手,该电动机械手用电动马达开闭一对握持工件用的爪部件,具体地说,涉及一种带缓冲功能的电动机械手,上述爪部件停止在开闭端或握持工件位置等时,不对马达驱动轴施加冲击力。
背景技术
将工件握持在一对可开闭爪部件间的机械手,通常是用气缸开闭上述爪部件。
但是,该构造的现有机械手,必须设有气缸的配管、对该配管控制压缩空气给排的方向切换阀等附设设备,构成机械手本身的部件数目多。因此,不容易实现机械手的小型化,另外,也包含着使其动作的附设设备,装置整体的小型化困难。
为了解决该问题,本发明者曾提出过一种电动机械手(日本特愿平10-357778号),该电动机械手是用电动马达来开闭一对握持工件用的爪部件。该电动机械手,在电动马达的驱动轴与爪部件之间,设有采用凸轮的变换机构,用该变换机构将驱动轴的旋转摆动运动变换为爪部件的开闭运动。
该电动机械手中,当要加大上述爪部件对工件的握持力时,电动马达是使用带减速机的马达,该减速机备有若干齿轮,在使用该带齿轮的马达时,上述爪部件停止在开闭端或工件握持位置时,由于马达转子的大惯性力作用,减速机的齿轮受冲击而损伤。
发明内容
本发明的目的是提供一种用马达开闭握持工件用爪部件的电动机械手,上述爪部件停止在开闭端或握持工件位置等时,能吸收施加在马达驱动轴上的惯性力,可防止齿轮等马达部件受冲击而损伤。
为了实现上述目的,本发明电动机械手,其特征在于,具有用于握持工件的一对可开闭爪部件、备有旋转驱动轴的电动马达、配设在上述驱动轴与爪部件间并将驱动轴的旋转摆动运动变换为爪部件的开闭运动的变换机构;上述变换机构具有安装在电动马达驱动轴上的凸轮部件、形成在该凸轮部件上的一对导槽、以及驱动销,该驱动销安装在各爪部件上并与一个凸轮槽嵌合,借助凸轮部件的旋转摆动在该凸轮槽内使爪部件的开闭方向变移;在上述驱动轴与凸轮部件之间备有缓冲机构,凸轮部件在摆动端停止时,该缓冲机构吸收作用在上述驱动轴上的冲击。
根据本发明的电动机械手,由于在驱动轴与凸轮部件间设置了缓冲机构,所以,在爪部件停止在开闭端或工件握持位置等时,可吸收作用在马达驱动轴上的惯性力,可切实防止齿轮等马达部件受该惯性力的冲击而损伤。
本发明的具体实施例中,上述缓冲部件由安装在驱动轴上的小直径内筒部件、设在凸轮部件上并可相对旋转地与内筒部件嵌合的大直径外筒部件、以及弹性体构成,该弹性体夹设在内筒部件与外筒部件之间,将两部件接合,兼备连接两部件的功能和吸收上述冲击的功能。这时,在上述外筒部件的内面和内筒部件的外面互相相对的若干部位分别形成凹坑,圆柱形的上述弹性体收容在各凹坑内。
附图说明
图1是表示本发明电动机械手一实施例的断面图。
图2是图1中的A-A线断面图。
图3是凸轮部件的平面图。
图4是图1中的B-B线断面图。
图5是图2中的C-C线断面图。
图6表示本发明另一构成例,是与图4同样位置的断面图。
具体实施方式
下面,说明本发明的实施例。
图1至图5表示本发明电动机械手的典型实施例。该电动机械手备有握持工件的一对可开闭爪部件2、2、带减速机4的电动马达3、将电动马达3的驱动轴3a的旋转摆动运动变换为爪部件2、2的开闭动作的变换机构5、检测爪部件2、2的动作位置的位置检测机构6、组装着上述各部件及机构的壳体1。
爪部件2、2为略T字形断面形状,可滑动地嵌合在设于壳体1的导槽10内,沿着该导槽10直线地开闭,由安装在各爪部件2、2上的附件2a、2a握持工件。
电动马达3带有减速机4,该减速机4备有由若干齿轮构成的减速机构,由该减速机4将转子的旋转减速后传递给驱动轴3a。驱动轴3a伸出到形成在壳体1上的凹部11内,在该驱动轴3a的前端,通过缓冲机构7安装着构成上述变换机构5的凸轮部件12和驱动销13中的凸轮部件12。
从图3可见,凸轮部件12从平面上看是圆形,在其中心部固定着驱动轴3a,在其外面对称地设有呈半圆形的一对凸轮槽15、15。这些凸轮槽15、15的槽两端15a、15b,在通过凸轮部件12旋转中心○的直线L上并横跨该旋转中心○,其一端15a在靠近旋转中心○的位置,另一端15b在远离旋转中心○的位置。
各爪部件2、2上,在靠近内侧端的位置,分别固定着构成变换机构5的驱动销13,该驱动销13嵌入上述凸轮槽15、15中的一个。
在驱动销13、13移动到凸轮槽15、15的内端15a、15a侧的状态(图3状态),当凸轮部件12被马达3驱动而朝左旋转时,各驱动销13、13沿着变移的凸轮槽15、15在上述直线L上向凸轮部件12的外侧移动,一对爪部件2、2开放。当从该开放状态凸轮部件12被向右旋转时,各驱动销13、13在凸轮槽15、15内朝内侧靠近,朝凸轮部件12的旋转中心侧移动,所以爪部件2、2闭合。
这样,用马达3的驱动轴3a使凸轮部件12旋转摆动,可开闭一对爪部件2、2,将工件握持在安装于各爪部件2、2上的附件2a、2a之间,或者将被握持着的工件松开。上述爪部件2、2停止在开闭端或工件握持位置等时,马达3转子的大惯性力作用在上述驱动轴3a上。为了吸收该作用力,在驱动轴3a与凸轮部件12之间设置了缓冲机构7。
从图1和图4可见,该缓冲机构7由内筒部件18、外筒部件19和弹性体20构成。内筒部件18是小直径的圆筒形部件,用螺丝17固定在驱动轴3a上。外筒部件19是大直径的圆筒形部件,一体地形成在凸轮部件12上,可相对旋转地与内筒部件18嵌合。弹性体20夹在内筒部件18与外筒部件19之间,与两部件接合。具体地说,在上述外筒部件19的内面和内筒部件18的外面的相对位置,在若干部位分别形成呈半圆形或圆弧形等的凹坑18a、19a,由相对的凹坑18a、19a包围的孔内,分别收容着由聚氨酯橡胶等弹性材料形成的圆柱形(也包含圆筒形)弹性体20。图中的18b是形成在内筒部件18端部的圆形法兰,堵塞上述孔的端部,以防止弹性体20脱落。
在上述各凹坑18a、19a中的左右两侧端的边缘部分,如图所示,最好具有圆形部,这样,可防止弹性体20与锐利的边缘部分接触而损伤,可提高其耐久性。另外,上述凹坑18a、19a不一定是相同的形状,例如,如图6所示,外筒部件19的凹坑19a是刚好能容纳一半弹性体20的半圆形,内筒部件18的凹坑18a是曲率半径大于凹坑19a的圆弧形。这样,将小直径的内筒部件18侧的凹坑18a做成为圆弧形,可以防止在其左右两端形成尖锐的边缘,防止弹性体20损伤。
这样,由于在驱动轴3a与凸轮部件12之间设置缓冲机构7,所以,当上述爪部件2、2停止在开闭端或工件握持位置等时,凸轮部件12与爪部件2、2一起停止,驱动轴3a使上述弹性体20弹性变形而缓冲地停止,所以马达3转子的惯性力被吸收,可防止减速机4的齿轮等马达部件被停止时的冲击损伤。结果,可大大提高机械手的耐久性,与未设置缓冲机构7时相比,寿命可延长约100倍。而且,可以提高爪部件2、2的开闭速度,提高作业效率。
在上述爪部件2、2的开闭动作时,上述弹性体20与内筒部件18和外笥部件19接合,将它们连接,可使驱动轴3a的旋转切实传递给凸轮部件12。因此,弹性体20兼有连接内筒部件18与外筒部件19而传递旋转力的功能、和吸收作用于驱动轴的冲击的功能。
图示实施例中,上述凹坑18a、19a和弹性体20在驱动轴3a的旋转中心周围以等角度间隔设置了4组,但其设置组数也可以是2组、3组或5组以上,或者也可以是1组。
上述弹性体20的形状不限于是圆柱形,也可以是方柱形或球形等其它形状,这时,在外筒部件19的内面和内筒部件18的外面之间,设置与各弹性体形状相应形状的凹坑。
如图2和图5所示,上述位置检测机构6是组装在任一方爪部件2的驱动销13上的状态,备有配设在该爪部件2与凸轮部件12间的移动部件23。该移动部件23由基部23a、一对移动导引部23b、23b和安装部23c构成。上述基部23a安装在上述驱动销13上。上述一对移动导引部23b、23b从该基部23a挟着凸轮部件12上的突起12a地平行延伸。上述安装部23c从一方移动导引部23b向侧方伸出,在前端部备有被检测体24。该安装部23c沿着壳体1的凹部11的内面形成略L字形的弯曲形状,在其前端安装着被检测体24,该被检测体24朝向形成在壳体1外周面的、位置传感器25用的安装槽26。
上述位置传感器25形成为长细圆柱形,插入断面为圆形的上述安装槽26内的预定位置,可用螺丝固定。由该位置传感器25和安装在上述移动部件23上被检测体24构成位置检测机构6。
在图示实施例中,上述被检测体24是采用永磁铁,位置传感器25是采用能感知被检测体24即磁铁接近的磁性非接触式开关。但不限于此,被检测体24也可以是采用金属,位置传感器25也可以是采用高频振荡型的非接触式开关等,可采用各种形式。
Claims (3)
1.带缓冲功能的电动机械手,其特征在于,具有用于握持工件的一对可开闭爪部件、备有旋转驱动轴的电动马达、配设在上述驱动轴与爪部件间并将驱动轴的旋转摆动运动变换为爪部件的开闭运动的变换机构;上述变换机构具有安装在电动马达驱动轴上的凸轮部件、形成在该凸轮部件上的一对导槽、以及驱动销,该驱动销安装在各爪部件上并分别与一个凸轮槽嵌合,借助凸轮部件的旋转摆动在该凸轮槽内使爪部件的开闭方向变移;在上述驱动轴与凸轮部件之间备有缓冲机构,凸轮部件在摆动端停止时,该缓冲机构吸收作用在上述驱动轴上的冲击。
2.如权利要求1所述的带缓冲功能的电动机械手,其特征在于,上述缓冲部件由安装在驱动轴上的小直径内筒部件、设在凸轮部件上并可相对旋转地与内筒部件嵌合的大直径外筒部件、以及弹性体构成,该弹性体夹设在内筒部件与外筒部件之间并与两部件接合,兼备连接两部件的功能和吸收上述冲击的功能。
3.如权利要求2所述的带缓冲功能的电动机械手,其特征在于,在上述外筒部件的内面和内筒部件的外面互相相对的部位分别形成若干凹坑,圆柱形的上述弹性体收容在上述各凹坑内。
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