四自由度换向装置制造方法及图纸

本申请提供一种四自由度换向装置，包括：基体、第一动子、第二动子、第三动子、第四转动子、YZ轴换向传动机构、转动转换机构、执行件及转动件，第一动子、第二动子、第三动子及第四动子均沿平行于X轴的方向移动设于基体上，YZ轴换向传动机构同时关联传动于第一动子、第二动子、第三动子及执行件四者之间，YZ轴换向传动机构将第一动子、第二动子及第三动子沿X轴方向的位移传动转换为执行件于X轴、Y轴及Z轴三个方向上的位移；转动件转动设于执行件上，转动转换机构关联传动于第二动子、第四动子及转动件三者之间，转动转换机构将第二动子及第四动子沿X轴方向的位移传动转换为转动件的旋转运动。运动。运动。

【技术实现步骤摘要】
四自由度换向装置


[0001]本申请涉及自动化
，尤其涉及一种四自由度换向装置。

技术介绍

[0002]在自动化行业，尤其是3C自动化装配产线上，很多生产工位需要实现物料的移送取放等动作。
[0003]目前，行业里面有两类传统的运用形式来实现物料的移送取放等动作，其中一类是组合型应用，最普通的组合有：电机加丝杠作为X轴、Y轴、Z轴的串联结构，或电机加丝杠作为X轴、Y轴，Z轴使用气缸实现两点运动。但这些结构普遍的问题是结构复杂，安装布局复杂、要求高，结构串联，且该类串联结构均存在运动惯量大的缺点：需要电机带着电机运动，增大了电机所负载的运动惯量，造成动作响应迟缓，严重制约着产线的生产效率。
[0004]另一类是产品运用，目前市面上用于XYZ
‑
R轴取放的产品有Delta并联机械手、Scara串联机械手等。其中，Delta并联机械手取放速度快，但其精度低且分布不均匀，仅能保持在
±
0.1mm内，不能运用在精度要求高、空间局限性大的场合。Scara串联机械手速度快重复定位精度较高，在
±
0.015mm内，但其结构复杂制造成本太高，且也存在精度分布不均的情况。再者，Delta并联机械手、Scara串联机械手为圆柱形运动空间，不但安装布局复杂、要求高，而且在长宽比大的长条形工作空间运动时，单个机械手仅能在局部的空间进行作业，存在空间利用率低的缺点，需要排布多个机械手才能达到整个长条形的工作空间的作业要求，使用成本也大大增高。
[0005]因此，急需要一种四自由度换向装置来克服上述存在的问题。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的在于提供一种四自由度换向装置，该四自由度换向装置具有结构简单紧凑、安装简单灵活、运动惯量小、动作快速灵活、精度高、精度分布均匀、空间利用率高及制造使用成本低的优点。
[0007]为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提供了一种四自由度换向装置，包括：基体、第一动子、第二动子、第三动子、第四转动子、YZ轴换向传动机构、转动转换机构、执行件及转动件，以所述基体上水平向右的方向作X轴的正方向，以所述基体上水平向前的方向作Y轴的正方向，以所述基体上竖直向上的方向作Z轴正方向建立空间直角坐标系；所述第一动子、所述第二动子、所述第三动子及第四动子均沿平行于所述X轴的方向移动设于所述基体上，所述YZ轴换向传动机构同时关联传动于所述第一动子、所述第二动子、所述第三动子及所述执行件四者之间，所述YZ轴换向传动机构将所述第一动子、所述第二动子及所述第三动子沿所述X轴方向的位移传动转换为所述执行件于所述X轴、所述Y轴及所述Z轴三个方向上的位移；所述转动件转动设于所述执行件上，所述转动转换机构关联传动于所述第二动子、所述第四动子及所述转动件三者之间，所述转动转换机构将所述第二动子及所述第四动子沿所述X轴方向的位移传动转换为所述转动件的旋转运动。
[0008]可选地，所述YZ轴换向传动机构包括：基板、第一平移架及第二平移架，所述基板固定于所述第二动子上，所述第一平移架及所述第二平移架均沿平行于所述Y轴的方向移动设于所述基板上。
[0009]可选地，所述YZ轴换向传动机构还包括：第一导引架及第二导引架，所述第一导引架固定于所述第一动子上，所述第一导引架上形成有由左前方向右后方倾斜的第一倾斜导引部，所述第一平移架还滑动连接于所述第一倾斜导引部上；所述第二导引架固定于所述第二动子上，所述第二导引架上形成有由左前方向右后方倾斜的第二倾斜导引部，所述第二平移架还滑动连接于所述第二倾斜导引部上。
[0010]可选地，所述第二平移架上形成有由前上方向后下方倾斜的第三倾斜导引部，所述执行件沿平行于所述Z轴的方向移动设于所述第一平移架上，且所述执行件还与所述第三倾斜导引部滑动连接。
[0011]可选地，所述转动转换机构包括：第一换向轮、第二换向轮及牵引件，所述第一换向轮及所述第二换向轮均枢接于所述基板上，且所述第一换向轮及所述第二换向轮的枢转轴心线均平行于所述Z轴，所述第一换向轮与所述第二换向轮沿所述X轴正方向顺次间隔开排布，所述牵引件传动连接于所述第一换向轮与所述第二换向轮之间。
[0012]可选地，所述牵引件固定连接于所述第四动子上。
[0013]可选地，所述转动转换机构还包括：连接架，所述连接架固定于所述第四动子上，且所述牵引件固定连接于所述连接架上。
[0014]可选地，所述转动转换机构还包括：转轴，所述转轴沿平行于所述Z轴的方向枢接于所述基板上，所述第一换向轮固定套设于所述转轴上。
[0015]可选地，所述转动转换机构还包括：第一万向节、联轴器及第二万向节，所述第一万向节连接于所述转轴与所述联轴器的一端之间，所述第二万向节连接于所述转动件与所述联轴器的另一端之间。
[0016]可选地，所述YZ轴换向传动机构还包括：复位机构，所述复位机构沿平行于所述Y轴的方向连接于所述第一平移架与所述第二平移架之间。
[0017]由于本申请的四自由度换向装置的第一动子、第二动子、第三动子及第四动子均沿平行于X轴的方向移动设于基体上，YZ轴换向传动机构同时关联传动于第一动子、第二动子、第三动子及执行件四者之间，YZ轴换向传动机构将第一动子、第二动子及第三动子沿X轴方向的位移传动转换为执行件于X轴、Y轴及Z轴三个方向上的位移；转动件转动设于执行件上，转动转换机构关联传动于第二动子、第四动子及转动件三者之间，转动转换机构将第二动子及第四动子沿X轴方向的位移传动转换为转动件的旋转运动。则，通过第一动子、第二动子、第三动子及第四动子均沿平行于X轴的方向移动设于基体上的并联结构，当第一动子、第二动子、第三动子及第四动子根据运动需求沿平行于X轴的方向发生不同的位移，即可通过YZ轴换向传动机构将第一动子、第二动子及第三动子沿X轴方向的位移传动转换为执行件及转动件于X轴、Y轴及Z轴三个方向上的位移，以及通过转动转换机构将第二动子及第四动子沿X轴方向的位移传动转换为转动件的旋转运动，使得转动件既能根据需求于X轴、Y轴及Z轴三个方向上进行移动，又能根据需做旋转运动。即实现了将四个X轴方向的自由度转换成于X轴、Y轴、Z轴三个不同方向上的自由度及一旋转运动。一方面，结构简单紧凑，替代传统的串联结构，减少运动惯量，很好的解决了运动惯量大的问题，使得动作快速
灵活，且制造成本也大大降低。另一方面，通过YZ轴换向传动机构及转动转换机构将四个X轴方向的自由度转换成于X轴、Y轴及Z轴三个不同方向上的自由度及一旋转运动，能够很好的保留第一动子、第二动子、第三动子及第四动子的位移精度，使得精度分布均匀，且精度大大提高。再者，安装简单灵活，且能够适应不同形状、不同大小的工作空间，特别适用于长宽比大的长条形工作空间内的运动，空间利用率大大提高，无需设置多个，使用成本也大大降低。从而使得本申请的四自由度换向装置具有高性价比的优点，真正的实现了高速、高精度、低成本，极具市场前景。
附图说明
[0018]图1为本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四自由度换向装置，其特征在于，包括：基体、第一动子、第二动子、第三动子、第四转动子、YZ轴换向传动机构、转动转换机构、执行件及转动件，以所述基体上水平向右的方向作X轴的正方向，以所述基体上水平向前的方向作Y轴的正方向，以所述基体上竖直向上的方向作Z轴正方向建立空间直角坐标系；所述第一动子、所述第二动子、所述第三动子及第四动子均沿平行于所述X轴的方向移动设于所述基体上，所述YZ轴换向传动机构同时关联传动于所述第一动子、所述第二动子、所述第三动子及所述执行件四者之间，所述YZ轴换向传动机构将所述第一动子、所述第二动子及所述第三动子沿所述X轴方向的位移传动转换为所述执行件于所述X轴、所述Y轴及所述Z轴三个方向上的位移；所述转动件转动设于所述执行件上，所述转动转换机构关联传动于所述第二动子、所述第四动子及所述转动件三者之间，所述转动转换机构将所述第二动子及所述第四动子沿所述X轴方向的位移传动转换为所述转动件的旋转运动。2.如权利要求1所述的四自由度换向装置，其特征在于，所述YZ轴换向传动机构包括：基板、第一平移架及第二平移架，所述基板固定于所述第二动子上，所述第一平移架及所述第二平移架均沿平行于所述Y轴的方向移动设于所述基板上。3.如权利要求2所述的四自由度换向装置，其特征在于，所述YZ轴换向传动机构还包括：第一导引架及第二导引架，所述第一导引架固定于所述第一动子上，所述第一导引架上形成有由左前方向右后方倾斜的第一倾斜导引部，所述第一平移架还滑动连接于所述第一倾斜导引部上；所述第二导引架固定于所述第二动子上，所述第二导引架上形成有由左前方向右后方倾斜的第二倾斜导引部，所述第二平移架还滑动连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凌枭，刘少明，单树军，罗深武，桂俊荣，庞奇奇，
申请(专利权)人：深圳科瑞技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：