CN205033209U - 一种多级浮动导杆式机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级浮动导杆式机械手，本实用新型中的X轴导轨的两端分别与X轴左端板和X轴右端板相连，Y轴导杆和Y级浮动导筒固定在X轴滑块上，Y轴驱动左销钉和Y轴驱动右销钉固定在Y轴滑块上，Y级浮动导杆穿接于Y级浮动导筒内，Y轴驱动左导板和Y轴驱动右导板设在Y级浮动导杆两端，Y轴驱动左导槽的开口端位于Y轴驱动左销钉一侧，Y轴驱动右导槽的开口端位于Y轴驱动右销钉一侧；Z级浮动导筒固定在Y轴滑块上，Z级浮动导杆穿接于Z级浮动导筒内，Z轴驱动左顶杆和Z轴驱动右顶杆连接在Z级浮动导杆两端；Z轴导杆固定在Y轴滑块上，Z轴驱动左导板和Z轴驱动右导板设于Z轴滑块两侧，夹具设在Z轴滑块上。本实用新型结构简单，维护方便。

Description

一种多级浮动导杆式机械手

技术领域：

本实用新型涉及一种多级浮动导杆式机械手。

背景技术：

在工业自动化领域，各种机械手已经得到广泛应用。机械手在生产设备和生产线上用于物料的搬运和换位，多数情况下机械手都是多轴的，其运动方式一般是复杂的三维动作。目前的机械手一般是由多个独立驱动轴构成多自由度的复杂机械手，一般采用2个以上的驱动电机才能实现复杂的三维运动。这种机械手一般采用多轴联动的复杂驱动控制系统，因而存在运转速度慢、抗干扰能力差、工作可靠性差、价格昂贵等缺点，因而在中低端设备上难以得到普及应用。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容：

本实用新型是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种多级浮动导杆式机械手。

本实用新型所采用的技术方案有：一种多级浮动导杆式机械手，包括X轴导轨、X轴左端板、X轴右端板、X轴左顶杆、X轴右顶杆、X轴滑块、Y轴导杆、Y轴滑块、Y级浮动导筒、Y级浮动导杆、Y轴驱动左导板、Y轴驱动左销钉、Y轴驱动右导板、Y轴驱动右销钉、Z级浮动导筒、Z级浮动导杆、Z轴驱动左限位杆、Z轴驱动左顶杆、Z轴驱动左导板、Z轴驱动右限位杆、Z轴驱动右顶杆、Z轴驱动右导板、Z轴底座板、Z轴导杆、Z轴滑块和夹具，所述X轴导轨的两端分别与X轴左端板和X轴右端板固定连接，X轴滑块滑动连接在X轴导轨上，X轴左顶杆和X轴右顶杆分别固定连接在X轴左端板和X轴右端板上；

Y轴导杆和Y级浮动导筒均固定连接在X轴滑块上，Y轴滑块滑动连接在Y轴导杆上，Y轴驱动左销钉和Y轴驱动右销钉均固定连接在Y轴滑块上，Y级浮动导杆穿接于Y级浮动导筒内，Y轴驱动左导板和Y轴驱动右导板分别固定连接在Y级浮动导杆两端，且设于Y轴驱动左导板上的Y轴驱动左导槽的开口端位于Y轴驱动左销钉一侧，设于Y轴驱动右导板上的Y轴驱动右导槽的开口端位于Y轴驱动右销钉一侧；

Z级浮动导筒固定连接在Y轴滑块上，Z级浮动导杆穿接于Z级浮动导筒内，Z轴驱动左顶杆和Z轴驱动右顶杆分别固定连接在Z级浮动导杆两端，Z轴驱动左限位杆和Z轴驱动右限位杆分别固定连接在Y轴驱动左导板和Y轴驱动右导板上；

Z轴导杆固定连接在Y轴滑块上，Z轴滑块滑动连接在Z轴导杆上，Z轴驱动左导板和Z轴驱动右导板分别设于Z轴滑块的左右两侧，夹具固定连接在Z轴滑块上。

进一步地，Y级浮动导杆上且位于Y级浮动导筒两侧分别套设有Y级浮动杆复位弹簧。

进一步地，Y轴导杆上且位于Y轴滑块两侧分别套设有Y轴复位弹簧。

进一步地，Z轴导杆上且位于Z轴滑块两侧分别套设有Z轴复位弹簧。

进一步地，X轴滑块在X轴导轨上的滑动是通过X轴驱动机构驱动，该X轴驱动机构包括驱动电机和X轴丝杆，所述X轴丝杆转动连接在X轴左端板和X轴右端板之间，驱动电机的转轴与X轴丝杆相连，X轴滑块的一端螺纹连接在X轴丝杆上。

进一步地，Z轴驱动左导板和Z轴驱动右导板均为三角形。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型只采用一个电机驱动，降低了机械手的复杂度，使得机械手的控制变得简单，整机成本得到降低，并且使得机械手的控制系统程序设计大大简化，同时由于机械手的控制系统得到简化，使得机械手的抗干扰性能和可靠性得到大幅提高。

附图说明：

图1为本实用新型结构的俯视图。

图2为图1结构的局部剖视图。

其中

1-驱动电机，2-联轴器，3-X轴导轨，4-X轴丝杆，5-X轴左端板，6-X轴右端板，7-X轴左顶杆，8-X轴右顶杆，9-X轴滑块，10-XY轴过度板，11-Y轴导杆，12-Y轴滑块，13-Y轴复位弹簧，14-Y级浮动导筒，15-Y级浮动导杆，16-Y级浮动杆复位弹簧，17-Y级浮动杆左端板，18-Y轴驱动左导板，19-Y轴驱动左导槽，20-Y轴驱动左销钉，21-Y级浮动杆右端板，22-Y轴驱动右导板，23-Y轴驱动右导槽，24-Y轴驱动右销钉，25-Z级浮动导筒，26-Z级浮动导杆，27-Z级浮动杆复位弹簧，28-Z轴驱动左限位杆，29-导轮a，30-Z级浮动杆左端板，31-Z轴驱动左顶杆，32-导轮c，33-Z轴驱动左导板，34-Z轴驱动右限位杆，35-导轮b，36-Z级浮动杆右端板，37-Z轴驱动右顶杆，38-导轮d，39-Z轴驱动右导板，40-Z轴底座板，41-Z轴导杆，42-Z轴滑块，43-Z轴复位弹簧，101-夹具。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1和图2所示，本实用新型一种多级浮动导杆式机械手，包括X轴导轨3、X轴左端板5、X轴右端板6、X轴左顶杆7、X轴右顶杆8、X轴滑块9、Y轴导杆11、Y轴滑块12、Y级浮动导筒14、Y级浮动导杆15、Y轴驱动左导板18、Y轴驱动左销钉20、Y轴驱动右导板22、Y轴驱动右销钉24、Z级浮动导筒25、Z级浮动导杆26、Z轴驱动左限位杆28、Z轴驱动左顶杆31、Z轴驱动左导板33、Z轴驱动右限位杆34、Z轴驱动右顶杆37、Z轴驱动右导板39、Z轴底座板40、Z轴导杆41、Z轴滑块42和夹具101，X轴导轨3的左右两端分别与X轴左端板5和X轴右端板6固定连接，X轴滑块9滑动连接在X轴导轨3上，X轴左顶杆7和X轴右顶杆8分别固定连接在X轴左端板5和X轴右端板6上。

在X轴滑块9上固定连接有XY轴过度板10，Y轴导杆11通过该XY轴过度板10与X轴滑块9固定连接，Y轴滑块12滑动连接在Y轴导杆11上，Y轴驱动左销钉20和Y轴驱动右销钉24均固定连接在Y轴滑块12上。

Y级浮动导筒14固定连接在XY轴过度板10上，Y级浮动导杆15穿接于Y级浮动导筒14内，在Y级浮动导杆15的左右两侧分别固定连接有Y级浮动杆左端板17和Y级浮动杆右端板21，Y轴驱动左导板18和Y轴驱动右导板22分别固定连接在Y级浮动杆左端板17和Y级浮动杆右端板21上，在Y轴驱动左导板18上设有Y轴驱动左导槽19，该Y轴驱动左导槽19的开口端位于Y轴驱动左销钉20一侧。在Y轴驱动右导板22上设有Y轴驱动右导槽23，该Y轴驱动右导槽23的开口端位于Y轴驱动右销钉24一侧。

Z轴驱动左限位杆28通过Y级浮动杆左端板17与Y轴驱动左导板18固定连接，Z轴驱动右限位杆34通过Y级浮动杆右端板21与Y轴驱动右导板22固定连接。在Z轴驱动左限位杆28和Z轴驱动右限位杆34上分别固定连接有导轮a29和导轮b35。

Z级浮动导筒25固定连接在Y轴滑块12上，Z级浮动导杆26穿接于Z级浮动导筒25内，在Z级浮动导杆26左右两侧分别固定连接有Z级浮动杆左端板30和Z级浮动杆右端板36，Z轴驱动左顶杆31和Z轴驱动右顶杆37分别通过Z级浮动杆左端板30和Z级浮动杆右端板36固定连接在Z级浮动导杆26的左右两侧。在Z轴驱动左顶杆31和Z轴驱动右顶杆37上分别固定连接有导轮c32和导轮d38。

在Y轴滑块12上固定连接有Z轴底座板40，Z轴导杆41固定连接在该Z轴底座板40上，且Z轴导杆41与Y轴滑块12相垂直。Z轴滑块42滑动连接在Z轴导杆41上，Z轴驱动左导板33和Z轴驱动右导板39分别设置在Z轴滑块42的左右两侧，夹具101固定连接在Z轴滑块42上。Z轴驱动左导板33和Z轴驱动右导板39均为三角形。

为便于本实用新型机械手在X轴方向上的复位，在Y级浮动导杆15上且位于Y级浮动导筒14两侧分别套设有Y级浮动杆复位弹簧16。

为便于本实用新型机械手在Y轴方向上的复位，在Y轴导杆11上且位于Y轴滑块12两侧分别套设有Y轴复位弹簧13。

为便于本实用新型机械手在Z轴方向上的复位，在Z轴导杆41上且位于Z轴滑块42两侧分别套设有Z轴复位弹簧43。

本实用新型中的X轴滑块9在X轴导轨3上的滑动是通过X轴驱动机构驱动，该X轴驱动机构包括驱动电机1和X轴丝杆4，X轴丝杆4转动连接在X轴左端板和X轴右端板之间，驱动电机1的转轴通过联轴器2与X轴丝杆4相连，X轴滑块9的一端螺纹连接在X轴丝杆4上。

以X轴滑块9沿X轴导轨3向左运动为例说明如下：

当X轴驱动机构驱动X轴滑块9沿X轴导轨3向左运动时，本实用新型机械手中的夹具101也随同向左运动。随着X轴滑块9带动Y级浮动导筒14向左运动，当Y级浮动杆左端板17与X轴左顶杆7接触时，Y级浮动导杆15停止运动。此后随着X轴滑块9带动Y级浮动导筒14继续向左运动，左侧的Y级浮动杆复位弹簧16被压缩，直到Y轴驱动左销钉20进入Y轴驱动左导板18的Y轴驱动左导槽19内。此后随着X轴滑块9继续向左运动，左侧的Y级浮动杆复位弹簧16被进一步压缩，Y轴滑块12在Y轴驱动左导槽19与Y轴驱动左销钉20的引导作用下沿Y轴导杆11运动，在此过程中机械手的夹具101也随同Y轴滑块12作X-Y轴复合运动。随着X轴滑块9继续向左运动，左侧的Y级浮动杆复位弹簧16继续被压缩，直到Z轴驱动左限位杆28的导轮a29与Z级浮动杆左端板30接触。随着X轴滑块9继续带动Z级浮动导筒25向左运动，左侧的Z级浮动杆复位弹簧27被压缩，直到Z轴驱动左顶杆31的导轮c32与Z轴驱动左导板33接触；此后随着X轴滑块9继续向左运动，Z轴滑块42在Z轴驱动左导板33与导轮c32的引导作用下沿Z轴导杆41运动，在此过程中机械手的夹具101也随同Z轴滑块42作X-Y-Z轴复合运动。因此，本实用新型机械手的夹具按X、Y、Z轴的顺序做梯次衔接复合运动。

接下来，当驱动系统带动X轴滑块9沿X轴导轨3向右作回复运动时，在各轴引导机构和复位弹簧的作用下，机械手的夹具将按Z-Y-X轴的反向顺序做梯次衔接复合运动，直到Y级浮动导杆15回到Y级浮动导筒14的中心位置，同时Z级浮动导杆26回到Z级浮动导筒25的中心位置。

当驱动系统带动X轴滑块9沿X轴导轨3向右运动及回复时，机械手的夹具101的运动分析过程与前述类似，故不再赘述。

本实用新型中的X轴驱动机构还可以采用同步带-同步轮驱动、链条-链轮驱动、气动或液压驱动等方式。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种多级浮动导杆式机械手，其特征在于：包括X轴导轨（3）、X轴左端板（5）、X轴右端板（6）、X轴左顶杆（7）、X轴右顶杆（8）、X轴滑块（9）、Y轴导杆（11）、Y轴滑块（12）、Y级浮动导筒（14）、Y级浮动导杆（15）、Y轴驱动左导板（18）、Y轴驱动左销钉（20）、Y轴驱动右导板（22）、Y轴驱动右销钉（24）、Z级浮动导筒（25）、Z级浮动导杆（26）、Z轴驱动左限位杆（28）、Z轴驱动左顶杆（31）、Z轴驱动左导板（33）、Z轴驱动右限位杆（34）、Z轴驱动右顶杆（37）、Z轴驱动右导板（39）、Z轴底座板（40）、Z轴导杆（41）、Z轴滑块（42）和夹具（101），所述X轴导轨（3）的两端分别与X轴左端板（5）和X轴右端板（6）固定连接，X轴滑块（9）滑动连接在X轴导轨（3）上，X轴左顶杆（7）和X轴右顶杆（8）分别固定连接在X轴左端板（5）和X轴右端板（6）上；

Y轴导杆（11）和Y级浮动导筒（14）均固定连接在X轴滑块（9）上，Y轴滑块（12）滑动连接在Y轴导杆（11）上，Y轴驱动左销钉（20）和Y轴驱动右销钉（24）均固定连接在Y轴滑块（12）上，Y级浮动导杆（15）穿接于Y级浮动导筒（14）内，Y轴驱动左导板（18）和Y轴驱动右导板（22）分别固定连接在Y级浮动导杆（15）两端，且设于Y轴驱动左导板（18）上的Y轴驱动左导槽（19）的开口端位于Y轴驱动左销钉（20）一侧，设于Y轴驱动右导板（22）上的Y轴驱动右导槽（23）的开口端位于Y轴驱动右销钉（24）一侧；

Z级浮动导筒（25）固定连接在Y轴滑块（12）上，Z级浮动导杆（26）穿接于Z级浮动导筒（25）内，Z轴驱动左顶杆（31）和Z轴驱动右顶杆（37）分别固定连接在Z级浮动导杆（26）两端，Z轴驱动左限位杆（28）和Z轴驱动右限位杆（34）分别固定连接在Y轴驱动左导板（18）和Y轴驱动右导板（22）上；

Z轴导杆（41）固定连接在Y轴滑块（12）上，Z轴滑块（42）滑动连接在Z轴导杆（41）上，Z轴驱动左导板（33）和Z轴驱动右导板（39）分别设于Z轴滑块（42）的左右两侧，夹具（101）固定连接在Z轴滑块（42）上。

2.如权利要求1所述的多级浮动导杆式机械手，其特征在于：所述Y级浮动导杆（15）上且位于Y级浮动导筒（14）两侧分别套设有Y级浮动杆复位弹簧（16）。

3.如权利要求1所述的多级浮动导杆式机械手，其特征在于：所述Y轴导杆（11）上且位于Y轴滑块（12）两侧分别套设有Y轴复位弹簧（13）。

4.如权利要求1所述的多级浮动导杆式机械手，其特征在于：所述Z轴导杆（41）上且位于Z轴滑块（42）两侧分别套设有Z轴复位弹簧（43）。

5.如权利要求1所述的多级浮动导杆式机械手，其特征在于：所述X轴滑块（9）在X轴导轨（3）上的滑动是通过X轴驱动机构驱动，该X轴驱动机构包括驱动电机（1）和X轴丝杆（4），所述X轴丝杆（4）转动连接在X轴左端板和X轴右端板之间，驱动电机（1）的转轴与X轴丝杆（4）相连，X轴滑块（9）的一端螺纹连接在X轴丝杆上。

6.如权利要求1所述的多级浮动导杆式机械手，其特征在于：所述Z轴驱动左导板（33）和Z轴驱动右导板（39）均为三角形。