CN204054052U - 六自由度浮动机构 - Google Patents

Abstract

六自由度浮动机构，包括固定支架，固定支架上纵向滑动连接有机械臂，在机械臂的下方设置有纵向气缸，机械臂的关节部分由至少两个通过回转轴连接的关节组成，回转轴通过螺栓与两个关节中靠近球铰支撑组件的一个固定连接，回转轴下端的端头部分突出于关节的底部，与端头部分相配的设置有夹紧装置，球铰支撑组件为环形，其内圆周上均布有多个支撑滚珠，与球铰支撑组件相配的夹具为中空的环形圆台状，并且其半径较小底面朝下，夹具由两个相互铰接的弧形夹爪组成，且夹具的外圆周为球面，当夹具在闭合状态下放置到球铰支撑组件上时，所有的支撑滚珠都能与夹具的外圆周接触，在球铰支撑组件上还设置有通过气缸控制的夹具锁紧机构。

Description

六自由度浮动机构

技术领域

本实用新型涉及一种工件移动、定位装置，特别是一种六自由度浮动机构。

背景技术

在大型工件机械精密装配过程中，往往需要对工件在空间上的位置进行反复调整才能达到理想位置，满足装配精度要求，而这种调整有时不仅仅是三维空间上X轴、Y轴和Z轴上的调整，往往还需要工件做出转动、摆动等动作；传统上对于需要这样复杂位置调整的工件只能用吊车将工件吊起，人为的对工件在空间上的姿态进行调整，来实现装配。这种方法存在较多的问题：安全隐患较大，调整过程繁琐、调整精度较差、定位困难等等。因此现在需要一种能够解决上述问题的新型装置。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种操作方便、调整容易、定位准确，且除了在X轴、Y轴和Z轴方向上调整之外，还可以实现转动和摆动的六自由度浮动机构。

本实用新型的技术解决方案是：一种六自由度浮动机构，包括固定支架1，其特征在于：所述的固定支架1上纵向滑动连接有机械臂2，在机械臂2的下方设置有纵向气缸3，机械臂2由关节部分4和位于关节部分4自由端的球铰支撑组件5组成，其中关节部分4由至少两个通过回转轴17连接的关节6组成，回转轴17通过螺栓与两个关节6中靠近球铰支撑组件5的一个固定连接，回转轴17下端的端头部分7突出于关节6的底部，与端头部分7相配的设置有夹紧装置8，球铰支撑组件5为环形，其内圆周上均布有多个支撑滚珠9，与球铰支撑组件5相配的夹具10为中空的环形圆台状，并且其半径较小底面朝下，夹具10由两个相互铰接的弧形夹爪11组成，且夹具10的外圆周为球面，当夹具10在闭合状态下放置到球铰支撑组件5上时，所有的支撑滚珠9都能与夹具10的外圆周接触，在球铰支撑组件5上还设置有通过气缸12控制的夹具锁紧机构13。

所述的纵向气缸3为两个，且对称设置在机械臂2的下方。

所述的夹具锁紧机构13包括两个对称设置且与夹具10相配的锁紧块14，锁紧块14铰接在第一锁紧杆15的一端，第一锁紧杆15的另一端与第二锁紧杆16的一端相铰接，而第二锁紧杆16的另一端则与气缸12工作端的端部铰接，所述的第一锁紧杆15通过转轴转动支撑在球铰支撑组件5上。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

在进行某些工件的空间移动和定位时，如果所需要调整的自由度较多，因此只能用吊车等装置将工件吊起，人为地对工件在空间上进行位移或姿态调整，这样做就存在着操作繁琐、安全隐患大、调整和定位麻烦等问题，针对现有技术的上述缺陷，本申请公开了一种具有多个方向自由度的浮动机构，它可以让工件在三维空间上进行移动（X轴、Y轴和Z轴方向），同时它还可以让工件绕着Z轴方向转动，还具备让工件在一定角度范围内进行摆动（X轴、Y轴的摆动），它让工件具备了多达六个自由度，方便了工件在空间位置上的调整和定位，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

附图说明

图1为本实用新型实施例的主视图。

图2为本实用新型实施例的左视图。

图3为本实用新型实施例的俯视图。

图4为图1中的A-A向剖视图。

图5为图3中的B-B向剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本实用新型的具体实施方式。如图1至图5所示：一种六自由度浮动机构，包括固定支架1，在固定支架1上纵向的滑动连接有机械臂2，在机械臂2的下方支撑有纵向气缸3，并且纵向气缸3为两个，对称地设置在机械臂2的下方；

机械臂2由关节部分4和球铰支撑组件5组成，其中关节部分4由多个关节6组成，并且相邻的关节6之间通过回转轴17相互铰接，回转轴17通过法兰结构上的螺栓与和其接触的两个关节6中靠近回转支撑组件5的一个固定连接，回转轴17的下端为端头部分7，这个端头部分7突出于关节6的底部，并且与端头部分7相配的设置有夹紧装置8,；

球铰支撑组件5为环形，在其内圆周上均匀的分布有多个支撑滚珠9，与球铰支撑组件5相配的设置有夹具10，这个夹具10由两个相互铰接的弧形夹爪11组成，当两个弧形夹爪11闭合时，夹具10呈中空的环形，夹具10整体为圆台状，并且其半径较小的底面向下，同时夹具10的外圆周为球面，当夹具10在闭合状态下放置到球铰支撑组件5上时，所有的支撑滚珠9都能够与夹具10的外圆周相接触；

在球铰支撑组件5上还设置有让夹具10固定的夹具锁紧机构13，这个夹具锁紧机构13包括两个对称设置且与夹具10相配的锁紧块14，锁紧块14铰接在第一锁紧杆15的一端，而第一锁紧杆15的另一端则与第二锁紧杆16的端头相铰接，这个第二锁紧杆15则与气缸12的工作端的端部铰接，而上述的第一锁紧杆15则转动支撑在球铰支撑组件5上。

本实用新型实施例的六自由度浮动机构的工作过程如下：首先将夹具10从球铰支撑组件5上取下，开启两个弧形夹爪11，将需要移动并定位的工件固定在两个弧形夹爪11之间并将弧形夹爪11扣合，工件被固定在夹具10内，然后将工件和夹具10一同放入球铰支撑组件5上，工件的纵向位置调整通过纵向气缸3的动作来实现，

因此操作者可根据需要调节关节部分4的姿态，实现工件在水平方向上（X轴、Y轴）的位置调整，在水平面上的调整完毕后，所有的夹紧装置8工作，将对应的端头部分7夹紧并锁定；由于夹具10的外圆周被多个支撑滚珠9支撑，并且夹具10的外圆周还是球面，因此夹具10可以沿着自身的轴线做转动，也可以在一定程度上做摆动，让夹具10自身的轴线与水平面呈一定的角度，夹具10连通工件调整完毕后，启动气缸12，气缸12的工作端伸出，带动第二锁紧杆16摆动，进而带动与第二锁紧杆16相铰接的第一锁紧杆15摆动，最终实现两个对称设置的锁紧块14压紧在夹具10的外缘上，实现夹具10的固定（也就是工件的定位）。

工件装配完成后，松开本装置中所有的锁紧机构，球铰支撑组件5恢复多个方向上的自由度，等待下一次工作。

Claims (3)

1.一种六自由度浮动机构，包括固定支架（1），其特征在于：所述的固定支架（1）上纵向滑动连接有机械臂（2），在机械臂（2）的下方设置有纵向气缸（3），机械臂（2）由关节部分（4）和位于关节部分（4）自由端的球铰支撑组件（5）组成，其中关节部分（4）由至少两个通过回转轴（17）连接的关节（6）组成，回转轴（17）通过螺栓与两个关节（6）中靠近球铰支撑组件（5）的一个固定连接，回转轴（17）下端的端头部分（7）突出于关节（6）的底部，与端头部分（7）相配的设置有夹紧装置（8），球铰支撑组件（5）为环形，其内圆周上均布有多个支撑滚珠（9），与球铰支撑组件（5）相配的夹具（10）为中空的环形圆台状，并且其半径较小底面朝下，夹具（10）由两个相互铰接的弧形夹爪（11）组成，且夹具（10）的外圆周为球面，当夹具（10）在闭合状态下放置到球铰支撑组件（5）上时，所有的支撑滚珠（9）都能与夹具（10）的外圆周接触，在球铰支撑组件（5）上还设置有通过气缸（12）控制的夹具锁紧机构（13）。

2.根据权利要求1所述的六自由度浮动机构，其特征在于：所述的纵向气缸（3）为两个，且对称设置在机械臂（2）的下方。

3.根据权利要求1所述的六自由度浮动机构，其特征在于：所述的夹具锁紧机构（13）包括两个对称设置且与夹具（10）相配的锁紧块（14），锁紧块（14）铰接在第一锁紧杆（15）的一端，第一锁紧杆（15）的另一端与第二锁紧杆（16）的一端相铰接，而第二锁紧杆（16）的另一端则与气缸（12）工作端的端部铰接，所述的第一锁紧杆（15）通过转轴转动支撑在球铰支撑组件（5）上。