CN203210365U - 五自由度自动测试机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了五自由度自动测试机械手，其特征在于包括XYZ三维驱动平台、安装在XYZ三维驱动平台上U轴垫板以及安装在U轴垫板上的旋转活动座上的测试用机械爪。本实用新型的机械爪能够进行三维平移、旋转、夹合等各种动作，能够对配网终端进行灵活的测试，实用性强；各个部分可以单独进行控制操作，变换方便，可靠性高。

Description

五自由度自动测试机械手

技术领域

本实用新型涉及配网终端--测试设备技术领域，具体为一种五自由度自动测试机械手。

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应用广泛。

但目前来说，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便，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。目前市面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，无法满足配网终端测试领域的使用要求。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种实用性强、可靠性高的五自由度自动测试机械手，其适合对配网终端进行多种测试，动作灵活，变换方便。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

五自由度自动测试机械手，包括：XYZ三维驱动平台；安装在XYZ三维驱动平台上、在XYZ三维驱动平台的驱动作用下于三维空间移动的U轴垫板，U轴垫板上设有旋转活动座以及用于驱动旋转活动座转动的驱动装置；可受控动作的测试用机械爪，测试用机械爪固定在旋转活动座上。

优选的是，所述U轴垫板上设有用于带动旋转活动座转动的皮带，所述驱动装置为驱动皮带转动的电机。

优选的是，所述XYZ三维驱动平台包括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，所述X轴垫板与所述Y轴平移机构相连并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴垫板与所述X轴平移机构相连并能沿X轴方向往返运动，所述U轴垫板的前端与所述Z轴平移机构相连接并能沿Z轴方向往返运动，所述旋转活动座设于U轴垫板的后端。

优选的是，所述X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构均包括步进电机、丝杆、螺母座，所述丝杆与所述步进电机的输出轴相连接，所述Z轴平移机构、Y轴平移机构、X轴平移机构的螺母座分别对应与U轴垫板的前端、所述X轴垫板、所述Z轴垫板相连接。

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

优选的是，所述X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构均包括导轨、与导轨相匹配的滑块，所述Z轴平移机构、Y轴平移机构、X轴平移机构的滑块分别对应与U轴垫板的前端、所述X轴垫板、所述Z轴垫板相连接。

优选的是，所述丝杆的两端装有防撞胶垫。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在XYZ三维驱动平台上进一步设置带有旋转活动座的U轴垫板，在旋转活动座上安装测试用机械爪的方式使得机械爪能够实现五自由度的动作，根据需要，机械爪能够进行三维平移、旋转、夹合等各种动作，能够对配网终端进行灵活的测试，实用性强；各个部分可以单独进行控制操作，变换方便，可靠性高。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式进行进一步的说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的自动测试机械手主要包括XYZ三维驱动平台、U轴垫板7、测试用机械爪9。上述各个部分受到控制中心的控制而动作。下面对各个部分进行描述。

U轴垫板7在XYZ三维驱动平台的驱动作用下实现空间位移，U轴垫板7上设有旋转活动座10以及用于驱动旋转活动座10转动的驱动装置11，旋转活动座10在驱动装置11的驱动作用下实现转动。为了更加方便地控制转动，U轴垫板7上设有用于带动旋转活动座10转动的皮带8，所述驱动装置11为驱动皮带8转动的电机。如图所示，当电机转动时，皮带8会随之动作，由于皮带8是套合在旋转活动座10上的，因此旋转活动座10也会随之转动。电机的旋转轴装有定位销装置，在U轴垫板7有传感器，当电机旋转角度超出预设行程时，传感器起保护作用，U轴垫板7上设有用于测量电机的转速或转动方向的编码器。在传感器和编码器的辅助下控制中心对电机的转动实现闭环控制。

测试用机械爪9可受控动作，其固定在U轴垫板的旋转活动座10上。其动作受到控制中心的控制，带夹紧确定功能，可设定位置、速度、把持力。

XYZ三维驱动平台用于实现三维空间内的平移，如图所示，其包括X轴垫板3、设置在所述X轴垫板3上的X轴平移机构4、Y轴垫板1、设置在所述Y轴垫板1上的Y轴平移机构2、Z轴垫板5、设置在所述Z轴垫板5上的Z轴平移机构6，所述X轴垫板3与所述Y轴平移机构2相连并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴垫板5与所述X轴平移机构4相连并能沿X轴方向往返运动，所述U轴垫板7的前端与所述Z轴平移机构6相连接并能沿Z轴方向往返运动，所述旋转活动座10设于U轴垫板7的后端。Y轴垫板1上一般设有用于固定配网终端的固定夹具。

上述X轴平移机构、Y轴平移机构、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相对应的部件完成往返运动，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应的部件完成往返运动。

本实施例示出了采用步进电机驱动的实现方式。

如图所示，所述X轴平移机构4、Y轴平移机构2、Z轴平移机构6均包括步进电机、丝杆、螺母座，所述丝杆与所述步进电机的输出轴相连接，所述Z轴平移机构6、Y轴平移机构2、X轴平移机构4的螺母座分别对应与U轴垫板7的前端、所述X轴垫板3、所述Z轴垫板5相连接。具体地，丝杆通过联轴器与步进电机的输出轴相连接，丝杆两端分别用固定座和支撑座连接，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，X轴平移机构4、Y轴平移机构2、Z轴平移机构6均包括导轨、与导轨相匹配的滑块，所述Z轴平移机构6、Y轴平移机构2、X轴平移机构4的滑块分别对应与U轴垫板7的前端、所述X轴垫板3、所述Z轴垫板5相连接。上述导轨和滑块的运动形式，使往返运动更加快捷及精确。丝杆的两端装有防撞胶垫，X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构都安装传感器与微动开关。当X、Y、Z轴的直线运动超出预设行程时，传感器、微动开关与防撞胶垫起保护作用。防撞胶垫、传感器、微动开关起保护作用的先后顺序依次为传感器，微动开关，防撞胶垫。上述垫板的上面一般还设有用于测量电机的转速或转动方向的编码器。在传感器和编码器的辅助下控制中心对电机的转动实现闭环控制。

本实用新型在配网终端测试产品时，可实现对终端的拨码的垂直拨动操作，旋钮的旋转操作，组合按键的操作，基本能满足现有的所有配网终端的测试需求。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。在机械手运行中实现多重保护，从传感器和编码器检测反馈信号、微动开关控制机械手电源的开断、物理防撞胶垫减轻机械手损坏三个方面来保证机械手安全运行。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。

Claims (7)

1.五自由度自动测试机械手，其特征在于包括：

XYZ三维驱动平台；

安装在XYZ三维驱动平台上、在XYZ三维驱动平台的驱动作用下于三维空间移动的U轴垫板，U轴垫板上设有旋转活动座以及用于驱动旋转活动座转动的驱动装置；

可受控动作的测试用机械爪，测试用机械爪固定在旋转活动座上。

2.根据权利要求1所述的五自由度自动测试机械手，其特征在于所述U轴垫板上设有用于带动旋转活动座转动的皮带，所述驱动装置为驱动皮带转动的电机。

3.根据权利要求1所述的五自由度自动测试机械手，其特征在于所述XYZ三维驱动平台包括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，所述X轴垫板与所述Y轴平移机构相连并能沿Y轴方向往返运动，所述Z轴垫板与所述X轴平移机构相连并能沿X轴方向往返运动，所述U轴垫板的前端与所述Z轴平移机构相连接并能沿Z轴方向往返运动，所述旋转活动座设于U轴垫板的后端。

4.根据权利要求3所述的五自由度自动测试机械手，其特征在于所述X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构均包括步进电机、丝杆、螺母座，所述丝杆与所述步进电机的输出轴相连接，所述Z轴平移机构、Y轴平移机构、X轴平移机构的螺母座分别对应与U轴垫板的前端、所述X轴垫板、所述Z轴垫板相连接。

5.根据权利要求4所述的五自由度自动测试机械手，其特征在于所述丝杆通过联轴器与所述步进电机的输出轴相连接，所述丝杆两端分别用固定座、支撑座连接。

6.根据权利要求5所述的五自由度自动测试机械手，其特征在于所述X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构均包括导轨、与导轨相匹配的滑块，所述Z轴平移机构、Y轴平移机构、X轴平移机构的滑块分别对应与U轴垫板的前端、所述X轴垫板、所述Z轴垫板相连接。

7.根据权利要求5或6所述的五自由度自动测试机械手，其特征在于所述丝杆的两端装有防撞胶垫。

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