CN203830379U - 一种精密零件清洗装置的机械手 - Google Patents

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王永昌
刘涛
关帅国
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Abstract

本实用新型创造公开的精密零件清洗装置的机械手，用于抓取及堆放清洗零件，能实现三维运动；第一电机(401)通过减速换向机构带动旋转底座(402)完成第一维度的旋转运动；所述旋转底座上设有立柱(412)，第二电机(408)设置在立柱上，所述第一动力传递机构将第二电机的动力传递至设置在立柱上的横臂(410)，并带动横臂沿立柱上下运动完成基于第一维度的第二维度的直线运动；第三电机(411)设置在横臂上，所述第二动力传递机构将第三电机的动力传递至设置在横臂上的动臂(405)，并带动动臂沿横臂前后运动完成第三维度的直线运动；第四电机(409)设置在动臂上，通过第三动力传递机构将运动传递到设置在动臂一端的夹取装置(406)，带动夹取装置完成三维空间任意位置零件的夹取动作。

Description

一种精密零件清洗装置的机械手
技术领域
本发明创造涉及一种用于精密零件清洗装置的机械手。
背景技术
精密零件制造出来后需要进行清洗、检测，特别是压力容器、高压管道等承压零件。由于这些零部件承受很大的压强，要求制造不能有缺陷，且必须经过严格的清洗、检测。检测之前需进行内外表面的清洗，因此清洗质量的好坏直接影响到检测精度的高低。当前压力容器的清洗主要采用人工清洗和浸入式清洗：人工清洗，劳动强度大，清洗效率低下且不能保证清洗质量；浸入式清洗，清洗液用量大、利用率低。综上，精密零件的清洗领域需要取缔低效的人工清洗和清洗液利用率低下的浸入式清洗。
公布号为CN102861742A的专利申请中，提供了一种多盲孔零件的自动清洗设备，具体包括进料段、各清洗设备段和出料段，进一步的，进料段包括上料电机和齿轮，上料端卡槽、上料端横移气缸、上料端提升气缸和上料机械手；各清洗设备段包括喷淋清洗槽、清洗液超声波清洗槽、纯水喷淋漂洗槽、纯水超声波漂洗槽、压缩空气除水槽和烘干槽及内部机械手、随行夹具、清洗篮具、提升电机和横移电机等；出料段包括下料机械手、下料端提升气缸、下料端横移气缸、下料端卡槽和下料电机和齿轮。该设备实现了零件集中上料、下料，设备能够批量清洗零件。但该设备各个工序环节所用的机械手是分离的，且各机械手不能实现一定范围内不同尺寸零件的灵活抓取。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明创造提出一种多维度运动，作业空间广、作业适应性高、高效的用于清洗装置的机械手。
本发明创造通过以下技术方案来实现：
一种精密零件清洗装置的机械手，用于抓取及堆放清洗零件；
所述机械手能实现三维运动，第一电机通过减速换向机构带动旋转底座完成第一维度的旋转运动；所述旋转底座上设有立柱，第二电机设置在立柱上，第一动力传递机构容置在立柱内，所述第一动力传递机构将第二电机的动力传递至设置在立柱上的横臂，并带动横臂沿立柱上下运动完成基于第一维度的第二维度的直线运动；第三电机设置在横臂上，第二动力传递机构容置在横臂内，所述第二动力传递机构将第三电机的动力传递至设置在横臂上的动臂，并带动动臂沿横臂前后运动完成第三维度的直线运动；第四电机设置在动臂上，通过第三动力传递机构将运动传递到设置在动臂一端的夹取装置，带动夹取装置完成三维空间任意位置零件的夹取动作。
进一步的，所述减速换向机构设置为蜗杆蜗轮机构。
进一步的，所述第一、第二动力传递机构设置为丝杆螺母动力传递机构。
进一步的，所述横臂垂直于立柱设置。
进一步的，所述动臂平行于横臂设置。
进一步的，所述第一、第二、第三及第四电机设置为步进电机。
进一步的，还包括位于立柱两侧的两个固定在旋转底座上的竖直杆，所述竖直杆与横臂的圆孔形成圆柱副约束，使横臂沿着立柱不偏移运动。
进一步的，所述夹取装置以夹持底座为基础，夹持底座中部连接有丝杠，丝杠上有螺母滑块；以夹持底座纵向中心线为基准，其两侧对称设有手指连杆、手指及连杆；其中，手指连杆和手指构成曲柄滑块机构的曲柄，通过手指连杆铰接在夹持底座上；连杆两端分别铰接连接在手指连杆和螺母滑块上。
由于采用了上述技术方案，本发明创造具有如下有益效果：
1、机械手部件的夹取装置采用可自锁的丝杠螺母机构配合两个曲柄滑块机构完成零件的夹取，丝杠螺母的自锁结构能够保证在抓取到零件后夹取装置不会自动松脱。
2、单个机械手三个维度的运动完成零件的抓取，并且能够将清洗好的零件取出，堆垛整齐，很大程度上提升了清洗装置工作的自动化程度及实现部件的高效利用。
附图说明
图1为本发明创造优选实施例机械手的立体结构示意图；
图2为本发明创造优选实施例机械手的夹取装置结构示意图；
具体实施方式
结合图1，本实施例的精密零件清洗装置的机械手，用于抓取及堆放清洗零件；机械手能实现X轴平移、Z轴平移、Z轴旋转三维运动，步进电机401通过蜗杆蜗轮机构带动旋转底座402完成Z轴旋转运动；其中，旋转底座402装置在蜗轮上。旋转底座402上设有立柱412，步进电机408设置在立柱上方，立柱412内设有丝杆螺母动力传递机构403，该机构将步进电机408的动力传递至与螺母固定结合的横臂410，横臂410垂直于立柱设置，并带动横臂410沿立柱上下运动完成Z轴直线运动；其中，位于立柱两侧的两个固定在旋转底座上的竖直杆413与横臂的圆孔形成圆柱副约束，也可理解为导轨，该导轨机构使横臂沿着立柱竖直方向不偏移运动。步进电机411设置在横臂410一端，横臂内设有丝杠螺母动力传递机构404，该机构将步进电机411的动力传递至与螺母结合的动臂405，动臂405平行于横臂410设置，并带动动臂405沿横臂前后运动完成X轴直线运动；步进电机409设置在动臂上，通过蜗杆蜗轮传动将步进电机409垂直向下输出的动力转换为水平方向的动力，然后传递给传动轴407，再经锥齿轮传动将水平方向的动力转换为连接夹取装置406的传动轴垂直向下的输出动力，最终一次通过锥齿轮将连接夹取装置的传动轴的垂直动力转换为水平方向的动力，传递到夹取装置的丝杠4064上。
结合图2夹取装置以夹持底座4061为基础，夹持底座4061中部连接有丝杠4064，丝杠4064上有螺母滑块4065；以夹持底座4061纵向中心线为基准，其两侧对称设有手指连杆4062、手指4066及连杆4063；其中，手指连杆4062、手指4066呈一定角度固定连接形成向纵向中心线弯曲的夹取关节，手指连杆4062一端铰接在夹持底座4061正前方的侧板上，手指4066另一端形成自由端；连杆4063一端铰接在手指连杆4062上靠近夹持底座4061的端部，连杆4063另一端铰接在螺母滑块4065上；手指连杆4062和手指4066、连杆4063、螺母滑块4065共同构成曲柄滑块机构。工作时，丝杠4064旋转带动螺母滑块4065沿着丝杠4064轴线进行伸缩运动；带动连杆4063进而带动一端铰接于加持底座4061上的手指连杆4062，螺母滑块4065的水平滑动使得手指连杆4062绕着加持底座4061进行摆动形成夹取零件的开合运动。
结合图1，机械手4通过旋转底座装置在清洗装置上，工作时机械手4位于整个清洗装置的正前方。在控制系统的控制下，机械手4通过X轴平移、Z轴平移、Z轴旋转运动，将夹取装置406置于零件位置，抓取零件；清洗工作完成的零件再由夹取装置抓取并堆垛在指定的位置。机械手能够完成清洗装置正前方1.5米内任意位置零件抓取；其中，两个曲柄滑块机构组成的夹取装置手指张合角能达到0度到60度，能够抓取直径为20mm到200mm零件。

Claims (8)

1.一种精密零件清洗装置的机械手，用于抓取及堆放清洗零件；其特征是：
所述机械手能实现三维运动，第一电机(401)通过减速换向机构带动旋转底座(402)完成第一维度的旋转运动；所述旋转底座(402)上设有立柱(412)，第二电机(408)设置在立柱(412)上，第一动力传递机构容置在立柱内，所述第一动力传递机构将第二电机(408)的动力传递至设置在立柱上的横臂(410)，并带动横臂(410)沿立柱上下运动完成基于第一维度的第二维度的直线运动；第三电机(411)设置在横臂(410)上，第二动力传递机构容置在横臂内，所述第二动力传递机构将第三电机(411)的动力传递至设置在横臂(410)上的动臂(405)，并带动动臂(405)沿横臂前后运动完成第三维度的直线运动；第四电机(409)设置在动臂上，通过第三动力传递机构将运动传递到设置在动臂一端的夹取装置(406)，带动夹取装置完成三维空间任意位置零件的夹取动作。
2.根据权利要求1所述的精密零件清洗装置的机械手，其特征是：所述减速换向机构设置为蜗杆蜗轮机构。
3.根据权利要求1所述的精密零件清洗装置的机械手，其特征是：所述第一、第二动力传递机构设置为丝杆螺母动力传递机构。
4.根据权利要求1所述的精密零件清洗装置的机械手，其特征是：所述横臂(410)垂直于立柱(412)设置。
5.根据权利要求1所述的精密零件清洗装置的机械手，其特征是：所述动臂(405)平行于横臂(410)设置。
6.根据权利要求1所述的精密零件清洗装置的机械手，其特征是：所述第一、第二、第三及第四电机设置为步进电机。
7.根据权利要求1所述的精密零件清洗装置的机械手，其特征是：还包括位于立柱(412)两侧的两个固定在旋转底座上的竖直杆(413)，所述竖直杆与横臂的圆孔形成圆柱副约束，使横臂沿着立柱不偏移运动。
8.根据权利要求1所述的精密零件清洗装置的机械手，其特征是：所述夹取装置(406)以夹持底座(4061)为基础，夹持底座中部连接有丝杠(4064)，丝杠上有螺母滑块(4065)；以夹持底座纵向中心线为基准，其两侧对称设有手指连杆(4062)、手指(4066)及连杆(4063)；其中，手指连杆(4062)和手指(4066)构成曲柄滑块机构的曲柄，通过手指连杆(4062)铰接在夹持底座(4061)上；连杆(4063)两端分别铰接连接在手指连杆和螺母滑块上。
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