一種精密零件清洗裝置的機械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型創(chuàng)造公開的精密零件清洗裝置的機械手，用于抓取及堆放清洗零件，能實現(xiàn)三維運動；第一電機(401)通過減速換向機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)底座(402)完成第一維度的旋轉(zhuǎn)運動；所述旋轉(zhuǎn)底座上設(shè)有立柱(412)，第二電機(408)設(shè)置在立柱上，所述第一動力傳遞機構(gòu)將第二電機的動力傳遞至設(shè)置在立柱上的橫臂(410)，并帶動橫臂沿立柱上下運動完成基于第一維度的第二維度的直線運動；第三電機(411)設(shè)置在橫臂上，所述第二動力傳遞機構(gòu)將第三電機的動力傳遞至設(shè)置在橫臂上的動臂(405)，并帶動動臂沿橫臂前后運動完成第三維度的直線運動；第四電機(409)設(shè)置在動臂上，通過第三動力傳遞機構(gòu)將運動傳遞到設(shè)置在動臂一端的夾取裝置(406)，帶動夾取裝置完成三維空間任意位置零件的夾取動作。
【專利說明】一種精密零件清洗裝置的機械手

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種用于精密零件清洗裝置的機械手。

【背景技術(shù)】
[0002]精密零件制造出來后需要進行清洗、檢測，特別是壓力容器、高壓管道等承壓零件。由于這些零部件承受很大的壓強，要求制造不能有缺陷，且必須經(jīng)過嚴格的清洗、檢測。檢測之前需進行內(nèi)外表面的清洗，因此清洗質(zhì)量的好壞直接影響到檢測精度的高低。當前壓力容器的清洗主要采用人工清洗和浸入式清洗:人工清洗，勞動強度大，清洗效率低下且不能保證清洗質(zhì)量；浸入式清洗，清洗液用量大、利用率低。綜上，精密零件的清洗領(lǐng)域需要取締低效的人工清洗和清洗液利用率低下的浸入式清洗。
[0003]公布號為CN102861742A的專利申請中，提供了一種多盲孔零件的自動清洗設(shè)備，具體包括進料段、各清洗設(shè)備段和出料段，進一步的，進料段包括上料電機和齒輪，上料端卡槽、上料端橫移氣缸、上料端提升氣缸和上料機械手；各清洗設(shè)備段包括噴淋清洗槽、清洗液超聲波清洗槽、純水噴淋漂洗槽、純水超聲波漂洗槽、壓縮空氣除水槽和烘干槽及內(nèi)部機械手、隨行夾具、清洗籃具、提升電機和橫移電機等；出料段包括下料機械手、下料端提升氣缸、下料端橫移氣缸、下料端卡槽和下料電機和齒輪。該設(shè)備實現(xiàn)了零件集中上料、下料，設(shè)備能夠批量清洗零件。但該設(shè)備各個工序環(huán)節(jié)所用的機械手是分離的，且各機械手不能實現(xiàn)一定范圍內(nèi)不同尺寸零件的靈活抓取。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明創(chuàng)造提出一種多維度運動，作業(yè)空間廣、作業(yè)適應性高、高效的用于清洗裝置的機械手。
[0005]本發(fā)明創(chuàng)造通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種精密零件清洗裝置的機械手，用于抓取及堆放清洗零件；
[0007]所述機械手能實現(xiàn)三維運動，第一電機通過減速換向機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)底座完成第一維度的旋轉(zhuǎn)運動；所述旋轉(zhuǎn)底座上設(shè)有立柱，第二電機設(shè)置在立柱上，第一動力傳遞機構(gòu)容置在立柱內(nèi)，所述第一動力傳遞機構(gòu)將第二電機的動力傳遞至設(shè)置在立柱上的橫臂，并帶動橫臂沿立柱上下運動完成基于第一維度的第二維度的直線運動；第三電機設(shè)置在橫臂上，第二動力傳遞機構(gòu)容置在橫臂內(nèi)，所述第二動力傳遞機構(gòu)將第三電機的動力傳遞至設(shè)置在橫臂上的動臂，并帶動動臂沿橫臂前后運動完成第三維度的直線運動；第四電機設(shè)置在動臂上，通過第三動力傳遞機構(gòu)將運動傳遞到設(shè)置在動臂一端的夾取裝置，帶動夾取裝置完成三維空間任意位置零件的夾取動作。
[0008]進一步的，所述減速換向機構(gòu)設(shè)置為蝸桿蝸輪機構(gòu)。
[0009]進一步的，所述第一、第二動力傳遞機構(gòu)設(shè)置為絲桿螺母動力傳遞機構(gòu)。
[0010]進一步的，所述橫臂垂直于立柱設(shè)置。
[0011]進一步的，所述動臂平行于橫臂設(shè)置。
[0012]進一步的，所述第一、第二、第三及第四電機設(shè)置為步進電機。
[0013]進一步的，還包括位于立柱兩側(cè)的兩個固定在旋轉(zhuǎn)底座上的豎直桿，所述豎直桿與橫臂的圓孔形成圓柱副約束，使橫臂沿著立柱不偏移運動。
[0014]進一步的，所述夾取裝置以夾持底座為基礎(chǔ)，夾持底座中部連接有絲杠，絲杠上有螺母滑塊；以夾持底座縱向中心線為基準，其兩側(cè)對稱設(shè)有手指連桿、手指及連桿；其中，手指連桿和手指構(gòu)成曲柄滑塊機構(gòu)的曲柄，通過手指連桿絞接在夾持底座上；連桿兩端分別鉸接連接在手指連桿和螺母滑塊上。
[0015]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明創(chuàng)造具有如下有益效果:
[0016]1、機械手部件的夾取裝置采用可自鎖的絲杠螺母機構(gòu)配合兩個曲柄滑塊機構(gòu)完成零件的夾取，絲杠螺母的自鎖結(jié)構(gòu)能夠保證在抓取到零件后夾取裝置不會自動松脫。
[0017]2、單個機械手三個維度的運動完成零件的抓取，并且能夠?qū)⑶逑春玫牧慵〕?，堆垛整齊，很大程度上提升了清洗裝置工作的自動化程度及實現(xiàn)部件的高效利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明創(chuàng)造優(yōu)選實施例機械手的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明創(chuàng)造優(yōu)選實施例機械手的夾取裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實施方式】
[0020]結(jié)合圖1，本實施例的精密零件清洗裝置的機械手，用于抓取及堆放清洗零件；機械手能實現(xiàn)X軸平移、Z軸平移、Z軸旋轉(zhuǎn)三維運動，步進電機401通過蝸桿蝸輪機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)底座402完成Z軸旋轉(zhuǎn)運動；其中，旋轉(zhuǎn)底座402裝置在蝸輪上。旋轉(zhuǎn)底座402上設(shè)有立柱412，步進電機408設(shè)置在立柱上方，立柱412內(nèi)設(shè)有絲桿螺母動力傳遞機構(gòu)403，該機構(gòu)將步進電機408的動力傳遞至與螺母固定結(jié)合的橫臂410，橫臂410垂直于立柱設(shè)置，并帶動橫臂410沿立柱上下運動完成Z軸直線運動；其中，位于立柱兩側(cè)的兩個固定在旋轉(zhuǎn)底座上的豎直桿413與橫臂的圓孔形成圓柱副約束，也可理解為導軌，該導軌機構(gòu)使橫臂沿著立柱豎直方向不偏移運動。步進電機411設(shè)置在橫臂410 —端，橫臂內(nèi)設(shè)有絲杠螺母動力傳遞機構(gòu)404，該機構(gòu)將步進電機411的動力傳遞至與螺母結(jié)合的動臂405，動臂405平行于橫臂410設(shè)置，并帶動動臂405沿橫臂前后運動完成X軸直線運動；步進電機409設(shè)置在動臂上，通過蝸桿蝸輪傳動將步進電機409垂直向下輸出的動力轉(zhuǎn)換為水平方向的動力，然后傳遞給傳動軸407，再經(jīng)錐齒輪傳動將水平方向的動力轉(zhuǎn)換為連接夾取裝置406的傳動軸垂直向下的輸出動力，最終一次通過錐齒輪將連接夾取裝置的傳動軸的垂直動力轉(zhuǎn)換為水平方向的動力，傳遞到夾取裝置的絲杠4064上。
[0021]結(jié)合圖2夾取裝置以夾持底座4061為基礎(chǔ)，夾持底座4061中部連接有絲杠4064，絲杠4064上有螺母滑塊4065 ;以夾持底座4061縱向中心線為基準，其兩側(cè)對稱設(shè)有手指連桿4062、手指4066及連桿4063 ;其中，手指連桿4062、手指4066呈一定角度固定連接形成向縱向中心線彎曲的夾取關(guān)節(jié)，手指連桿4062 —端鉸接在夾持底座4061正前方的側(cè)板上，手指4066另一端形成自由端；連桿4063 —端絞接在手指連桿4062上罪近夾持底座4061的端部，連桿4063另一端鉸接在螺母滑塊4065上；手指連桿4062和手指4066、連桿4063、螺母滑塊4065共同構(gòu)成曲柄滑塊機構(gòu)。工作時，絲杠4064旋轉(zhuǎn)帶動螺母滑塊4065沿著絲杠4064軸線進行伸縮運動；帶動連桿4063進而帶動一端鉸接于加持底座4061上的手指連桿4062，螺母滑塊4065的水平滑動使得手指連桿4062繞著加持底座4061進行擺動形成夾取零件的開合運動。
[0022]結(jié)合圖1，機械手4通過旋轉(zhuǎn)底座裝置在清洗裝置上，工作時機械手4位于整個清洗裝置的正前方。在控制系統(tǒng)的控制下，機械手4通過X軸平移、Z軸平移、Z軸旋轉(zhuǎn)運動，將夾取裝置406置于零件位置，抓取零件；清洗工作完成的零件再由夾取裝置抓取并堆垛在指定的位置。機械手能夠完成清洗裝置正前方1.5米內(nèi)任意位置零件抓取；其中，兩個曲柄滑塊機構(gòu)組成的夾取裝置手指張合角能達到O度到60度，能夠抓取直徑為20mm到200mm零件。
【權(quán)利要求】
1.一種精密零件清洗裝置的機械手，用于抓取及堆放清洗零件；其特征是: 所述機械手能實現(xiàn)三維運動，第一電機(401)通過減速換向機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)底座(402)完成第一維度的旋轉(zhuǎn)運動；所述旋轉(zhuǎn)底座(402)上設(shè)有立柱(412)，第二電機(408)設(shè)置在立柱(412)上,第一動力傳遞機構(gòu)容置在立柱內(nèi)，所述第一動力傳遞機構(gòu)將第二電機(408)的動力傳遞至設(shè)置在立柱上的橫臂(410)，并帶動橫臂(410)沿立柱上下運動完成基于第一維度的第二維度的直線運動；第三電機(411)設(shè)置在橫臂(410)上，第二動力傳遞機構(gòu)容置在橫臂內(nèi)，所述第二動力傳遞機構(gòu)將第三電機(411)的動力傳遞至設(shè)置在橫臂(410)上的動臂(405)，并帶動動臂(405)沿橫臂前后運動完成第三維度的直線運動；第四電機(409)設(shè)置在動臂上，通過第三動力傳遞機構(gòu)將運動傳遞到設(shè)置在動臂一端的夾取裝置(406)，帶動夾取裝置完成三維空間任意位置零件的夾取動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密零件清洗裝置的機械手，其特征是:所述減速換向機構(gòu)設(shè)置為蝸桿蝸輪機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密零件清洗裝置的機械手，其特征是:所述第一、第二動力傳遞機構(gòu)設(shè)置為絲桿螺母動力傳遞機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密零件清洗裝置的機械手，其特征是:所述橫臂(410)垂直于立柱(412)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密零件清洗裝置的機械手，其特征是:所述動臂(405)平行于橫臂(410)設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密零件清洗裝置的機械手，其特征是:所述第一、第二、第三及第四電機設(shè)置為步進電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密零件清洗裝置的機械手，其特征是:還包括位于立柱(412)兩側(cè)的兩個固定在旋轉(zhuǎn)底座上的豎直桿(413)，所述豎直桿與橫臂的圓孔形成圓柱副約束，使橫臂沿著立柱不偏移運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密零件清洗裝置的機械手，其特征是:所述夾取裝置(406)以夾持底座(4061)為基礎(chǔ)，夾持底座中部連接有絲杠(4064)，絲杠上有螺母滑塊(4065)；以夾持底座縱向中心線為基準，其兩側(cè)對稱設(shè)有手指連桿(4062)、手指(4066)及連桿(4063);其中，手指連桿(4062)和手指(4066)構(gòu)成曲柄滑塊機構(gòu)的曲柄，通過手指連桿(4062)鉸接在夾持底座(4061)上；連桿(4063)兩端分別鉸接連接在手指連桿和螺母滑塊上。
【文檔編號】B25J9/02GK203830379SQ201420159287
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】朱德榮, 王永昌, 劉濤, 關(guān)帥國, 閆會斌, 張紅紅 申請人:洛陽理工學院