CN205521401U - 一种并联机械手 - Google Patents

Abstract

一种并联机械手，包括定平台，定平台的中心位置从下到上依次重叠放置有凸轮一、凸轮二、凸轮三，三者在圆周方向互相间隔120°安装，且中心轴线与电机安装轴的中心轴线重合，定平台的外圆框架内侧与三个曲柄的一端固定连接，三个曲柄互相间隔120°，三个曲柄分别与三个推杆活动连接，三个推杆分别与三个滑块活动连接，三个滑块置于定平台上并与定平台滑动连接；三个曲柄的另一端分别通过三个球头销一与三对连杆的上端相连接，三对连杆的下端分别通过三个球头销二与动平台相连接，凸轮、三个滑块、三个推杆、三个曲柄、三个连杆与动平台实现联动，实现空间三个方向平动，具有负载能力强、生产效率高、自动化程度高、重复误差小的特点。

Description

一种并联机械手

技术领域

本实用新型涉及一种机械手，属于机械加工技术领域，特别涉及一种并联机械手。

背景技术

伴随着轻工业的快速发展，高精度、高速度、高柔性机械手在电子、医药、食品、机械等领域的包装、装配、搬运生产线上取得了重要应用。由于传统人工操作效率低下、质量难以保证，而且随着中国经济的不断发展，生产的标准化、规范化趋势逐渐显露，对于生产效率的追求也越来越明显。加之国内劳动力成本的不断上升，以机械代替人工趋势必将不断加强。所以，应用型机械的开发在未来将具备强大的市场竞争力。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提出一种并联机械手，能够实现空间三个方向平动，具有空间三自由度，即可以沿X、Y、Z三个方向左右、前后、上下单独移动和组合联动，具有结构紧凑、负载能力强、生产效率高、自动化程度高、重复误差小、成本低、实用性强的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种并联机械手，包括定平台1，定平台1上设有电机安装轴11，定平台1的中心位置从下到上依次重叠放置有凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5，三者在圆周方向互相间隔120°安装，凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5的中心轴线与电机安装轴11的中心轴线重合；

定平台1的外圆框架内侧通过三个销钉一8分别与三个曲柄13的一端固定连接，且三个曲柄13互相间隔120°，三个曲柄13分别通过三个销钉二9与三个推杆12活动连接，三个推杆12分别通过三个销钉三7与三个滑块2活动连接，三个滑块2置于定平台1上并与定平台1滑动连接，三个滑块2分别通过三个销钉四10与三个滚子6活动连接；

三个曲柄13的另一端分别通过三个球头销一14与三对连杆15的上端相连接，三对连杆15的下端分别通过三个球头销二16与动平台19相连接。

所述定平台1上的三个销钉一8到电机安装轴11的距离均为400mm。

所述凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5的基圆半径均为140mm，厚度均为20mm。

所述三个推杆12的长度均为200mm。

所述三个曲柄13均由长度为300mm的较长段和长度为100mm的较短段组成。

所述三对连杆15的长度均为200mm。

所述动平台19的形状为外接圆半径为100mm的等边三角形。

所述动平台19上设有附件安装轴17，附件安装轴17上能够根据实际需求安装夹持器、吸盘等抓取和吸附装置。

本实用新型采用平面凸轮作为控制和驱动元件，主体采用并联机构，无需冗余驱动，电机和凸轮安装在定平台的电机安装轴上，可有效减低构件惯性和提高系统负载能力，可实现动平台在工作空间内大范围平动，能够实现空间三个方向平动，将工件在动平台三个顶点位置上任意搬运提升，提升高度达到100mm，是一种具有三自由度的并联机械手，具有结构紧凑、负载能力强、生产效率高、自动化程度高、重复误差小、成本低、实用性强的特点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型另一视角的整体结构示意图。

图3为本实用新型动平台19运动轨迹图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1、图2，一种并联机械手，包括定平台1，所述定平台1为该设备的基体，定平台1上设有电机安装轴11，可以根据实际需要安装在工作现场，其他零部件都以它为参照进行安装，定平台1的中心位置从下到上依次重叠放置有凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5，三者在圆周方向互相间隔120°安装，凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5的中心轴线与电机安装轴11的中心轴线重合；

定平台1的外圆框架内侧通过三个相同的销钉一8分别与三个曲柄13的一端固定连接，且三个曲柄13互相间隔120°，三个曲柄13可以绕销钉一8轴线转动，三个曲柄13分别通过三个销钉二9与三个推杆12活动连接，曲柄13与推杆12可以相对转动，三个推杆12分别通过三个销钉三7与三个滑块2活动连接，三个推杆12和三个滑块2可以相对转动，三个滑块2置于定平台1上并与定平台1滑动连接，三个滑块2分别通过三个销钉四10与三个滚子6活动连接，三个滚子6与三个滑块2可以相对转动；

三个曲柄13的另一端分别通过三个球头销一14与三对连杆15的上端相连接，三对连杆15的下端分别通过三个球头销二16与动平台19相连接，三个工件18为本实施例的操作对象，根据实际需求可以为不同对象，工件18所处位置为实际搬运工件时一种确定的放置位置。

所述定平台1上的三个销钉一8到电机安装轴11的距离均为400mm。

所述凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5的基圆半径均为140mm，厚度均为20mm，凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5为该机械手的控制和驱动元件，通过这三个凸轮的轮廓控制动平台19的运动轨迹和速度变化，本实施例凸轮的运动规律为正弦运动规律。

所述三个推杆12的长度均为200mm。

所述三个曲柄13均由长度为300mm的较长段和长度为100mm的较短段组成。

所述三对连杆15的长度均为200mm。

所述动平台19的形状为外接圆半径为100mm的等边三角形。

所述动平台19上设有附件安装轴17，附件安装轴17上能够根据实际需求安装夹持器、吸盘等抓取和吸附装置。

所述三个工件18的位置在同一平面上，且位于动平台19的三个顶点上，本发明可以将工件18在这三个位置上任意搬运提升，提升高度达到100mm。

所述滑块2、推杆12、曲柄13、连杆15为本发明的传动机构，通过三套直动滑块-曲柄机构、曲柄-连杆机构实现运动传递。

所述连杆15、球头销一14、球头销二16构成三组平行四边形机构，通过这三组平行四边形机构的相互约束限制动平台19的空间自由度，使动平台19与定平台1始终保持平行，并且使动平台19只剩下三个X、Y、Z方向的移动自由度。动平台19运动轨迹为空间三自由移动路径。

本实用新型的工作原理是：

凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5同步转动，三个凸轮各自推动对应的滑块2移动，滑块2推动推杆12平动，推杆12带动曲柄13摆动，曲柄13带动连杆15运动，连杆15带动动平台19运动，由于连杆15的共同作用联合限制了动平台19的空间位置，在事先确定了动平台的运动轨迹后，由运动轨迹及各杆长计算出三个凸轮的轮廓形状，从而保证了动平台19运动轨迹的唯一性和正确性。

参见附图3，凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5旋转一周，动平台19完成运动轨迹的一个循环。动平台19中心点的运动轨迹为：首先从“1”位置抓取工件提升，沿箭头所示轨迹移动至“2”位置放置工件，然后原路返回至“1”位置，重新抓取工件提升，沿箭头所示轨迹移动至“3”位置放置工件，然后沿原路返回至“1”位置。至此，一个工作循环完成。

Claims (8)

1.一种并联机械手，包括定平台(1)，定平台(1)上设有电机安装轴(11)，其特征在于，定平台(1)的中心位置从下到上依次重叠放置有凸轮一(3)、凸轮二(4)、凸轮三(5)，三者在圆周方向互相间隔120°安装，凸轮一(3)、凸轮二(4)、凸轮三(5)的中心轴线与电机安装轴(11)的中心轴线重合；

定平台(1)的外圆框架内侧通过三个销钉一(8)分别与三个曲柄(13)的一端固定连接，且三个曲柄(13)互相间隔120°，三个曲柄(13)分别通过三个销钉二(9)与三个推杆(12)活动连接，三个推杆(12)分别通过三个销钉三(7)与三个滑块(2)活动连接，三个滑块(2)置于定平台(1)上并与定平台(1)滑动连接，三个滑块(2)分别通过三个销钉四(10)与三个滚子(6)活动连接；

三个曲柄(13)的另一端分别通过三个球头销一(14)与三对连杆(15)的上端相连接，三对连杆(15)的下端分别通过三个球头销二(16)与动平台(19)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种并联机械手，其特征在于，所述定平台(1)上的三个销钉一(8)到电机安装轴(11)的距离均为400mm。

3.根据权利要求1所述的一种并联机械手，其特征在于，所述凸轮一(3)、凸轮二(4)、凸轮三(5)的基圆半径均为140mm，厚度均为20mm。

4.根据权利要求1所述的一种并联机械手，其特征在于，所述 三个推杆(12)的长度均为200mm。

5.根据权利要求1所述的一种并联机械手，其特征在于，所述三个曲柄(13)均由长度均为300mm的较长段和长度为100mm的较短段组成。

6.根据权利要求1所述的一种并联机械手，其特征在于，所述三对连杆(15)的长度均为200mm。

7.根据权利要求1所述的一种并联机械手，其特征在于，所述动平台(19)的形状为外接圆半径为100mm的等边三角形。

8.根据权利要求1所述的一种并联机械手，其特征在于，所述动平台(19)上设有附件安装轴(17)。