一种圆柱坐标精密机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种圆柱坐标精密机械手，其包括底座，底座的上端设置有旋转机构，旋转机构上设置有升降伺服电机，升降伺服电机的转轴上连接有升降丝杠，升降丝杠上螺纹连接有升降板，升降板上设置有移动光杆，移动光杆穿过盖板与伸缩轴支架固定连接；伸缩轴支架上设置有直线移动机构，直线移动机构上设置有机械爪。本发明专利技术的整体结构非常紧凑，传动系统灵活可靠。机械手部分，设计了带齿丝杠和阶梯轴结构的连接件，两者组成非典型丝杠螺母副，节省大量空间的前提下保证运动实现；整体设计精巧，可将此机械爪安装在狭窄且有操作精度的生产线上。

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱坐标精密机械手
本专利技术涉及机械爪
，具体涉及一种圆柱坐标精密机械手。
技术介绍
机械爪是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。机械爪可以用来代替工人进行危险、枯燥的工作，在减轻工人的劳动强度的同时提高工厂生产力。随着机械工业的发展，机械爪的应用范围越来越大，不仅可以进行工件的搬运、装卸，甚至可以用于复杂机械的零部件装配。它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。目前我国的工业机器人技术与其工程应用的水平同国外比还有一定的差距，应用规模小，产业化水平低，机械爪的研究和开发能力直接影响到我国自动化生产水。而且现有技术中的机械爪的结构复杂，成本高，并且灵活性容易受到零件的限制，安装检修不方便，并且精度不高，导致工作时出现误差。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种可以实现快速精确定位和抓取零件的圆柱坐标精密机械手。为达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：提供一种圆柱坐标精密机械手，其包括底座，底座的上端设置有旋转机构，旋转机构上设置有升降伺服电机，升降伺服电机的转轴上连接有升降丝杠，升降丝杠的端部通过轴承与盖板连接，盖板通过套在升降丝杠外的外套筒与旋转机构连接；升降丝杠上螺纹连接有升降板，升降板上设置有移动光杆，移动光杆穿过盖板与伸缩轴支架固定连接，且移动光杆与盖板滑动连接；旋转机构与盖板之间设置有支撑固定光杆，支撑固定光杆贯穿升降板，且支撑固定光杆与升降板滑动连接；伸缩轴支架上设置有直线移动机构，直线移动机构上设置有机械爪。进一步地，旋转机构包括转盘，转盘与底座的上端相对转动连接，转的底部固定设置有齿轮盘，齿轮盘与旋转齿轮啮合，旋转齿轮固定在旋转伺服电机的转轴上，旋转伺服电机设置在底座内；升降伺服电机固定在转盘的下端，升降丝杠贯穿转盘，且升降丝杠与转盘通过旋转轴承连接；外套筒固定在转盘上。进一步地，升降丝杠与升降伺服电机的转轴通过膜片式弹性联轴器连接。进一步地，旋转机构与盖板之间设置有三根支撑固定光杆，升降板上设置有三根移动光杆，三根支撑固定光杆和三根移动光杆在竖直方向上成竖直圆周分布。进一步地，直线移动机构包括伸缩轴丝杠，伸缩轴丝杠与伸缩轴支架螺纹连接，伸缩轴丝杠的两端均通过丝杠轴承连接丝杆安装板；伸缩轴丝杠的一端与水平伸缩伺服电机的转轴通过联轴器连接，且水平伸缩伺服电机安装在丝杆安装板上，伸缩轴丝杠另一端的丝杆安装板上安装机械爪。进一步地，伸缩轴支架上还滑动设置有两根伸缩轴光杆，两根伸缩轴光杆均与伸缩轴丝杠平行，两根伸缩轴光杆的两端均固定在丝杆安装板上。进一步地，机械爪包括电机安装座，电机安装座上安装有手部伺服电机，手部伺服电机的转轴通过连接件与带齿丝杠连接，带齿丝杠的端部开设有与其轴向平行的齿条，齿条与过渡齿轮啮合，过渡齿轮与第一扇形齿轮啮合，第一扇形齿轮与第二扇形齿轮啮合，过渡齿轮、第一扇形齿轮和第二扇形齿轮均转动安装在安装板上，第一扇形齿轮和第二扇形齿轮上均固定有机械手指。进一步地，连接件为阶梯轴结构，且连接件包括固定端和空心端，固定端与手部伺服电机的转轴固定连接，带齿丝杠延伸入空心端内，且带齿丝杠的端部与空心端的端部螺纹连接，带齿丝杠与空心端的内部设置有间隙。进一步地，带齿丝杠通过丝杠安装轴承与电机安装座连接，电机安装座与安装板之间的带齿丝杠外套有连接覆盖件，带齿丝杠与连接覆盖件转动连接，连接覆盖件固定在电机安装座上，且连接覆盖件与安装板间隙设置。进一步地，两个机械手指上均设置有若干相对的垫铁。本专利技术的有益效果为：本专利技术的整体结构非常紧凑，传动系统灵活可靠。机械手部分，设计了带齿丝杠和阶梯轴结构的连接件，两者组成非典型丝杠螺母副，节省大量空间的前提下保证运动实现；整体设计精巧，可将此机械爪安装在狭窄且有操作精度的生产线上。底座采用整体机械结构件，减少装配环节，在满足诸多安装空间的前提下，提高了安装精度，提高了强度和刚度。机械爪的升降，采用三根支撑固定光杆固定不动，升降板的升降带通三根移动光杆进行升降，且支撑固定光杆和移动光杆相互交错布置，既大幅度节省了空间，使结构紧凑可靠，也使升降运动灵活可靠。此外，三根支撑固定光杆和移动光杆均匀平行布置，有导向和抑制偏载的作用。转盘通过底部的旋转齿轮带动齿轮盘转动，实现机械爪水平方向上的旋转，膜片式弹性联轴器连接升降丝杠与升降伺服电机的转轴，使连接精度高，升降平稳。通过水平伺服电机的转动带动伸缩轴丝杠旋转，伸缩轴丝杠相对于伸缩轴支架进行左右移动，实现机械爪水平方向的直线移动；伸缩轴光杆能进一步提升水平移动的平稳度。机械爪采用带齿丝杠和连接件的配合带动过渡齿轮和扇形齿轮旋转，手部伺服电机带动连接件旋转，进而使带齿丝杠相对于连接件进行伸缩，进而带动过渡齿轮，实现机械爪的爪合。过渡齿轮控制了手爪的间距，扇形齿轮的行程控制了手爪的开合程度，使用轮齿类配合控制运动，既保证了运动精度，也保证了传动的效率。本专利技术在特定生产环境或生产线上，并限制安装空间和操作条件下，可以实现快速精确定位和抓取零件，旋转机构在圆柱坐标下转角没有行程限制，转动灵活可靠。该圆柱坐标机械手自主设计非标零件众多，结构紧凑，安装方便，底座结构强度高，末端机械手运动可靠。附图说明图1为圆柱坐标精密机械手的剖视结构图。图2为机械手的剖视结构图。图3为机械手指的结构示意图。其中，1、底座，2、升降伺服电机，3、膜片式弹性联轴器，4、齿轮盘，5、转盘，6、旋转轴承，7、旋转伺服电机，8、旋转齿轮，9、外套筒，10、升降板，11、滚珠丝杆螺母，12、支撑固定光杆，13、轴承，14、盖板，15、移动光杆，16、顶部安装板，17、伸缩轴光杆，18、伸缩轴丝杠，19、伸缩伺服电机，20、伸缩轴支架，21、丝杆安装板，22、机械爪，23、机械手指，24、垫铁，25、安装板，26、过渡齿轮，27、带齿丝杠，28、连接覆盖件，29、丝杠安装轴承，30、电机安装座，31、连接件，32、升降丝杠，33、手部伺服电机。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1所示，圆柱坐标精密机械手包括底座1，底座1的上端设置有旋转机构，旋转机构上设置有升降伺服电机2，升降伺服电机2的转轴上连接有升降丝杠32，升降丝杠32的端部通过轴承13与盖板14连接，盖板14通过套在升降丝杠32外的外套筒9与旋转机构连接；升降丝杠32上通过滚珠丝杆螺母11连接有升降板10，升降丝杠32转动升降板10上下运动。升降板10上固定安装有移动光杆15，移动光杆15穿过盖板14通过顶部安装板16与伸缩轴支架20固定连接，且移动光杆15与盖板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱坐标精密机械手，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)的上端设置有旋转机构，所述旋转机构上设置有升降伺服电机(2)，所述升降伺服电机(2)的转轴上连接有升降丝杠(32)，所述升降丝杠(32)的端部通过轴承(13)与盖板(14)连接，所述盖板(14)通过套在升降丝杠(32)外的外套筒(9)与旋转机构连接；所述升降丝杠(32)上螺纹连接有升降板(10)，所述升降板(10)上设置有移动光杆(15)，所述移动光杆(15)穿过盖板(14)与伸缩轴支架(20)固定连接，且移动光杆(15)与盖板(14)滑动连接；/n所述旋转机构与盖板(14)之间设置有支撑固定光杆(12)，所述支撑固定光杆(12)贯穿升降板(10)，且支撑固定光杆(12)与升降板(10)滑动连接；所述伸缩轴支架(20)上设置有直线移动机构，所述直线移动机构上设置有机械爪(22)。/n

【技术特征摘要】
1.一种圆柱坐标精密机械手，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)的上端设置有旋转机构，所述旋转机构上设置有升降伺服电机(2)，所述升降伺服电机(2)的转轴上连接有升降丝杠(32)，所述升降丝杠(32)的端部通过轴承(13)与盖板(14)连接，所述盖板(14)通过套在升降丝杠(32)外的外套筒(9)与旋转机构连接；所述升降丝杠(32)上螺纹连接有升降板(10)，所述升降板(10)上设置有移动光杆(15)，所述移动光杆(15)穿过盖板(14)与伸缩轴支架(20)固定连接，且移动光杆(15)与盖板(14)滑动连接；
所述旋转机构与盖板(14)之间设置有支撑固定光杆(12)，所述支撑固定光杆(12)贯穿升降板(10)，且支撑固定光杆(12)与升降板(10)滑动连接；所述伸缩轴支架(20)上设置有直线移动机构，所述直线移动机构上设置有机械爪(22)。


2.根据权利要求1所述的圆柱坐标精密机械手，其特征在于，所述旋转机构包括转盘(5)，所述转盘(5)与底座(1)的上端相对转动连接，所述转盘(5)的底部固定设置有齿轮盘(4)，所述齿轮盘(4)与旋转齿轮(8)啮合，所述旋转齿轮(8)固定在旋转伺服电机(7)的转轴上，所述旋转伺服电机(7)设置在底座(1)内；所述升降伺服电机(2)固定在转盘(5)的下端，所述升降丝杠(32)贯穿转盘(5)，且升降丝杠(32)与转盘(5)通过旋转轴承(6)连接；所述外套筒(9)固定在转盘(5)上。


3.根据权利要求1所述的圆柱坐标精密机械手，其特征在于，所述升降丝杠(32)与升降伺服电机(2)的转轴通过膜片式弹性联轴器(3)连接。


4.根据权利要求1所述的圆柱坐标精密机械手，其特征在于，所述旋转机构与盖板(14)之间设置有三根支撑固定光杆(12)，所述升降板(10)上设置有三根移动光杆(15)，三根所述支撑固定光杆(12)和三根移动光杆(15)在竖直方向上成竖直圆周分布。


5.根据权利要求1所述的圆柱坐标精密机械手，其特征在于，所述直线移动机构包括伸缩轴丝杠(18)，所述伸缩轴丝杠(18)与伸缩轴支架(20)螺纹连接，所述伸缩轴丝杠(18)的两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐越，王一帆，薛祥雨，陈理兴，
申请(专利权)人：成都航空职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川;51