CN202472416U - 三自由度自动测试机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三自由度自动测试机械手，旨在提供一种实用性强、可靠性高的三自由度自动测试机械手。本实用新型包括X轴垫板（2）、设置在所述X轴垫板（2）上的X轴平移机构、Y轴垫板（1）、设置在所述Y轴垫板（1）上的Y轴平移机构、Z轴垫板（3）、设置在所述Z轴垫板（3）上的Z轴平移机构、横梁（4）、固定夹具，所述X轴垫板（2）与所述Y轴平移机构相连接并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴垫板（3）与所述X轴平移机构相连接并能沿X轴方向往返运动，所述横梁（4）的前端与所述Z轴平移机构相连接并能沿Z轴方向往返运动，所述横梁（4）的后端设有拨码装置（11），所述固定夹具位于所述拨码装置（11）的下方。

Description

三自由度自动测试机械手

技术领域

本实用新型涉及一种三自由度自动测试机械手，具体地说是应用三个步进电机实现三个自由度运动的机械手。

背景技术

机械手作为一种省力、省人工的机械化装置，是近几十年出现的一种高科技自动化生产设备，它的特点是通过控制程序来完成各种预期的作业任务，在汽车生产、家电生产、半导体生产等制造领域有多种用途。机械手作业的准确性和高效性，不但能提高生产效率，而且降低了人力成本。按目前来说，机械手已经广泛运用于经济发展的多个领域，特别是机械化生产车间，然而适用于配网终端测试的机械手极少，例如在一些控制器性能测试方面，大多用人工完成。工作人员不但要手动进行测试步骤操作还要同时完成测试报告，测试效率低下，出错率高，这显然不适应大规模生产的发展需求。目前市场上出现的该类机械手大多经过生产领域的机械手改造而成，实用性不良，可靠性低，测试质量和效率难以提高，也无法满足配网终端测试领域的使用要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种实用性强、可靠性高的三自由度自动测试机械手。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括X轴垫板、设置在所述X轴垫板上的X轴平移机构、Y轴垫板、设置在所述Y轴垫板上的Y轴平移机构、Z轴垫板、设置在所述Z轴垫板上的Z轴平移机构、横梁、固定夹具，所述X轴垫板与所述Y轴平移机构相连接并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴垫板与所述X轴平移机构相连接并能沿X轴方向往返运动，所述横梁的前端与所述Z轴平移机构相连接并能沿Z轴方向往返运动，所述横梁的后端设有拨码装置，所述固定夹具位于所述拨码装置的下方。

优选地，所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构、所述Z轴平移机构均包括步进电机、螺杆、螺母座，所述螺杆与所述步进电机的输出轴相连接，所述Z轴平移机构、所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构的螺母座分别对应与所述横梁的前端、所述X轴垫板、所述Z轴垫板相连接。

优选地，所述螺杆通过联轴器与所述步进电机的输出轴相连接，所述螺杆两端分别用固定座、支撑座连接。

优选地，所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构、所述Z轴平移机构均包括导轨、与所述导轨相匹配的滑块，所述Z轴平移机构、所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构的滑块分别对应与所述横梁的前端、所述X轴垫板、所述Z轴垫板相连接。

优选地，所述导轨的两端都设有用于限定所述滑块的限位销，以控制所述滑块在所述导轨上的行程。

优选地，所述拨码装置包括拨码轴、轴套、弹簧，所述拨码轴、所述弹簧在所述轴套内相连接，所述拨码轴的末端设有弹性缓冲垫。

优选地，所述固定夹具包括支撑柱和支撑板，所述支撑柱两端分别与所述Y轴垫板、所述支撑板固定连接。

优选地，所述固定夹具的支撑板上部设有至少一个定位销，用于定位和放置待测试产品。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型包括X轴垫板、设置在所述X轴垫板上的X轴平移机构、Y轴垫板、设置在所述Y轴垫板上的Y轴平移机构、Z轴垫板、设置在所述Z轴垫板上的Z轴平移机构、横梁、固定夹具，所述X轴垫板与所述Y轴平移机构相连接并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴垫板与所述X轴平移机构相连接并能沿X轴方向往返运动，所述横梁的前端与所述Z轴平移机构相连接并能沿Z轴方向往返运动，所述横梁的后端设有拨码装置，所述固定夹具位于所述拨码装置的下方。具体操作时，通过后台控制所述步进电机主轴的转动带动螺杆，形成所述拨码装置在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的直线运动，从而实现对产品的操作，达到对产品预期的参数设置或性能测试，实用性强，可靠性高。

另外，本实用新型还包括有所述导轨、所述滑块、所述固定夹具，所述导轨和所述滑块能使整个机构在运动过程中减少不利障碍，使运动更加快捷及精确；所述固定夹具则提供了一个很好的空间坐标系，能够实现所述拨码装置在空间坐标系上具体每一点的操作，测试准确率大大提升，同时也提高了工作效率，能更好地适应大规模生产的发展需求。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型拨码装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型包括X轴垫板2、设置在所述X轴垫板2上的X轴平移机构、Y轴垫板1、设置在所述Y轴垫板1上的Y轴平移机构、Z轴垫板3、设置在所述Z轴垫板3上的Z轴平移机构、横梁4、固定夹具，所述X轴垫板2与所述Y轴平移机构相连接并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴垫板3与所述X轴平移机构相连接并能沿X轴方向往返运动，所述横梁4的前端与所述Z轴平移机构相连接并能沿Z轴方向往返运动，所述横梁4的后端设有拨码装置11，所述固定夹具固定连接在所述Y轴垫板1上并位于所述拨码装置11的下方。

根据运动机理，所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构、所述Z轴平移机构可以选用气动驱动平移机构、液动驱动平移机构或者步进电机驱动平移机构，气动驱动平移机构采用气缸和活塞的运动机理带动带动相对应的部件并完成往返运动，液压驱动平移机构采用液压缸液压传动的运动机理带动相对应的部件并完成往返运动，本实施例优选步进电机驱动平移机构实现。

因此，所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构、所述Z轴平移机构均包括步进电机5、螺杆9、螺母座90；每一组平移机构中，所述螺杆9皆与所述步进电机5的输出轴相连接，所述Z轴平移机构、所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构的螺母座90分别对应与所述横梁4的前端、所述X轴垫板2、所述Z轴垫板3相连接，通过所述步进电机5的正反转动使所述螺杆9正反转动，进而使所述螺母座90带动所述横梁4、所述X轴垫板2、所述Z轴垫板3做往返运动。具体地，所述螺杆9通过联轴器6与所述步进电机5的输出轴相连接，所述螺杆9两端分别用固定座7、支撑座8连接，使得整体运动机构更加平稳，提高平移精度。

在上述方案的基础上，所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构、所述Z轴平移机构均包括导轨10、与所述导轨10相匹配的滑块12，所述Z轴平移机构、所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构的滑块12分别对应与所述横梁4的前端、所述X轴垫板2、所述Z轴垫板3相连接，通过导轨和滑块的运动形式，使上述的往返运动更加快捷及精确；所述导轨10两端都设有用于限定所述滑块12的限位销14，限定滑块12在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的运动行程，以防止所述滑块12滑出所述导轨10外而造成不必要的损失。

所述拨码装置11包括轴套15、拨码轴16、弹簧17，所述拨码轴16、所述弹簧17在所述轴套15内相连接，所述轴套15和所述弹簧17一起与所述横梁4连接，所述拨码轴16的末端设有弹性缓冲垫18，所述弹性缓冲垫18可以为橡胶垫或者高分子材料制成的弹性件，所述弹性缓冲垫18与所述弹簧17共同起到缓冲作用，防止测试过程中所述拨码装置11与产品发生强烈冲击而造成损坏。

所述固定夹具包括支撑柱132和支撑板130，所述支撑柱132平行设置并使其两端分别与所述Y轴垫板1、所述支撑板130固定连接，所述支撑板130上部设有多个定位销131，用于定位和放置待测试产品。所述固定夹具上方为放置产品的虚拟空间坐标系，每一点的空间坐标值由后台控制程序设定，通过控制每台所述步进电机5的动作，可以使所述拨码装置11的末端到达该空间坐标系的每一点，以实现按键测试。

因此，上述结构的机械手动作可以描述为：每一组平移机构中，所述步进电机5主轴的正反转动通过联轴器6带动所述螺杆9正反转动而使所述螺母座90做往返运动，进而使对应的所述X轴垫板2、所述Z轴垫板3、所述横梁4做往返运动，则所述拨码装置11在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向做直线往返运动，到达设定的坐标点，最后完成按键测试工作。

本实用新型的具体操作如下：根据待测试产品的具体信息在后台控制器上写入控制程序，然后控制所述步进电机5使所述拨码装置11复位,即回到坐标原点；将待测试产品放置在所述固定夹具上并加以定位固定，再启动后台程序使所述步进电机5工作，由此所述拨码装置11会根据设定好的程序运动到指定的坐标位置并实现对产品的按键操作，完成对产品测试。在工作过程中实现自动化测试，工作人员只需记录测试结果即可，实用性强，可靠性高，可以完全取代现有技术下的人工测试，测试准确率和工作效率都得到大幅度提高，适应大规模生产的发展需求。

综上所述，本实用新型可广泛应用于机械手领域。

Claims (8)

1.一种三自由度自动测试机械手, 其特征在于：包括X轴垫板（2）、设置在所述X轴垫板（2）上的X轴平移机构、Y轴垫板（1）、设置在所述Y轴垫板（1）上的Y轴平移机构、Z轴垫板（3）、设置在所述Z轴垫板（3）上的Z轴平移机构、横梁（4）、固定夹具，所述X轴垫板（2）与所述Y轴平移机构相连接并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴垫板（3）与所述X轴平移机构相连接并能沿X轴方向往返运动，所述横梁（4）的前端与所述Z轴平移机构相连接并能沿Z轴方向往返运动，所述横梁（4）的后端设有拨码装置（11），所述固定夹具位于所述拨码装置（11）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种三自由度自动测试机械手,其特征在于：所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构、所述Z轴平移机构均包括步进电机（5）、螺杆（9）、螺母座（90），所述螺杆（9）与所述步进电机（5）的输出轴相连接，所述Z轴平移机构、所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构的螺母座（90）分别对应与所述横梁（4）的前端、所述X轴垫板（2）、所述Z轴垫板（3）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种三自由度自动测试机械手,其特征在于：所述螺杆（9）通过联轴器（6）与所述步进电机（5）的输出轴相连接，所述螺杆（9）两端分别用固定座（7）、支撑座（8）连接。

4.根据权利要求3所述的一种三自由度自动测试机械手,其特征在于：所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构、所述Z轴平移机构均包括导轨（10）、与所述导轨（10）相匹配的滑块（12），所述Z轴平移机构、所述X轴平移机构、所述Y轴平移机构的滑块（12）分别对应与所述横梁（4）的前端、所述X轴垫板（2）、所述Z轴垫板（3）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种三自由度自动测试机械手,其特征在于：所述导轨（10）的两端都设有用于限定所述滑块（12）的限位销（14）。

6.根据权利要求1至5所述的一种三自由度自动测试机械手,其特征在于：所述拨码装置（11）包括拨码轴（16）、轴套（15）、弹簧（17），所述拨码轴（16）、所述弹簧（17）在所述轴套（15）内相连接，所述拨码轴（16）的末端设有弹性缓冲垫（18）。

7.根据权利要求6所述的一种三自由度自动测试机械手,其特征在于：所述固定夹具包括支撑柱（132）和支撑板（130），所述支撑柱（132）的两端分别与所述Y轴垫板（1）、所述支撑板（130）固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种三自由度自动测试机械手,其特征在于：所述固定夹具的支撑板（130）上部设有至少一个定位销（131）。

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