專利名稱：機械手的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械手，尤其涉及一種能夠萬向擺動并自動復位的機械手。
背景技術：
隨著工業的發展，自動化設備已經廣泛應用于各生產領域中，比如能夠進行抓取和搬運的機械手，其可以按照設定的運動軌跡運動，實現自動上料和下料。然而，當機械手在有限的空間中進行回轉或進行其他動作時，因受機械手本身運動的精度限制以及其產生的慣性力作用，或者受周邊設備的安裝精度的限制，機械手易與周邊設備發生剛性碰撞，從而造成機械手或周邊設備的損壞，嚴重時甚至會產生安全事故。此類因剛性碰撞而造成設備損壞的現象在其他自動化作業中也經常發生。 —種避免上述剛性碰撞的方法是通過在機械手上安裝感測裝置，比如力傳感器等，以對機械手與周邊設備的接觸情況進行感知，當機械手與周邊設備發生接觸時，該傳感器感知該接觸力并產生一個信號，然后將該信號傳送給機械手的控制裝置，控制裝置根據該信號發出控制指令以改變機械手的運動軌跡，從而使機械手避讓周邊設備，以起到保護機械手的作用。待機械手避過周邊設備之后，控制裝置需再次發出控制指令才能使機械手重新返回到原先設定的工作路徑上，即現實復位，以進行后續的工作。 然而，上述感測裝置及相應的控制系統增加了機械手結構的復雜程度，提高了成本，且需要專業技能較高的人員進行維護。
發明內容
鑒于上述內容，有必要提供一種結構簡單、能夠吸收碰撞產生的沖擊，并能夠實現自動復位的機械手。 —種機械手，其包括基座、機械手臂、彈性件及連接件，該彈性件抵持于該基座與機械手臂之間，該連接件與基座及機械手臂中的其中一個固定連接，并可活動地穿設基座與機械手臂中的另外一個以使該機械手臂可相對該基座擺動。 上述機械手的連接件與基座及機械手臂中的其中一個形成活動空間，機械手臂與周邊設備發生碰撞后可產生萬向擺動，可避免與周邊設備剛性碰撞，并可利用彈性件吸收碰撞所產生的沖擊，從而保護機械手。當機械手臂與周邊設備分離后，還可以依靠彈性件的彈力作用自動復位。
圖1是本發明較佳實施例機械手的立體示意圖。
圖2是圖1所示機械手的立體分解圖。
圖3是圖1所示機械手的剖面示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發明的機械手作進一步的詳細說明。 請同時參見圖1至圖3，本發明較佳實施例的機械手20包括一個基座21、一個機
械手臂23、多個彈性件25、多個連接件27及多個彈性支撐件28。 基座21為盤體，其一側沿軸向凸出形成一個圓柱形凸臺212。基座21的周緣設有 沿周向等間距設置的多個安裝孔213，該多個安裝孔213用于與帶動機械手20運動的主軸 固定連接。基座21還包括八個貫穿基座21的螺紋孔214，該八個螺紋孔214沿周向等間距 分布于凸臺212周緣，每一個螺紋孔214 —端形成有容置槽2124。 機械手臂23基本為軸對稱結構，對稱軸為軸線a。機械手臂23包括主體231及設
于主體231 —端的連接座232。主體231大致為長條狀圓柱體，其自由端用于連接工作部
件，比如機械手爪、夾具、吸盤等。連接座232為盤體，其周緣設有與基座21的八個螺紋孔
214 —一對應的八個貫穿連接座232的連接孔234。每一個連接孔234包括配合部2341及
分別設置于配合部2341兩端的第一容置部2343及第二容置部2345。 彈性件25用于產生彈力并可軸向擺動，其可以為螺旋彈簧及圓柱形彈簧等形式。
本實施例中，彈性件25為圓柱形壓簧，并具有多個簧圈。 連接件27大致為圓柱體，其包括導正部271及分別設于導正部271兩端的抵接部 273及螺紋部275。其中，導正部271的外徑比機械手臂23的連接孔234的配合部2341的 內徑略小，用于可活動地穿設配合部2341，以形成一個活動空間。在本較佳實施例中，導正 部271與配合部2341之間的配合間隙為0. 2毫米。抵接部273為設于導正部271 —端的 凸緣。抵接部273還形成有六角形凹槽以便于使用扳手旋轉該連接件27。
彈性支撐件28為彈片，其用于提供沿機械手臂23對稱軸線a方向的彈力。彈性 支撐件28中部向一側凸出并形成一個半球形支撐面281，支撐件28中部還設有圓孔282以 供連接件27穿設。 組裝時，首先確定機械手20的初始位置，即機械手臂23的對稱軸線a與基座21 基本垂直并具有穩定狀態的位置。將各彈性支撐件28設置于基座21的容置槽2124中，并 使彈性支撐件28的支撐面281朝向容置槽2124外部。將各彈性件25的一端與支撐面281 相抵接，因支撐面281為半球面，各彈性件25可與基座21保持基本垂直。將連接件27依 次穿過機械手臂23的連接孔234、彈性件25以及彈性支撐件28的圓孔282并與基座21的 螺紋孔214螺接并鎖緊。此時，各彈性件25及彈性支撐件28受壓產生彈性形變，連接件27 的抵持部273與機械手臂23連接孔234的第一容置部2343相抵接。因各彈性件25及彈 性支撐件28的機械性能大致相同，機械手臂23在初始狀態下可基本保持與基座21相互垂 直。同時，連接件273的導正部271與機械手臂23的連接孔234的配合部2341為間隙配 合，從而可允許機械手臂23沿軸向做小幅度擺動。 為保證機械手20初始位置的準確性，還可以在裝配時利用水平儀或千分表等測 量設備對機械手臂23初始位置進行校正，通過調整各連接件27以使機械手臂23的對稱軸 線a與基座21垂直。 使用時，可在機械手臂23的自由端安裝工作部件，比如機械手爪、用于夾持工件 的夾具、用于吸附工件的吸盤等。當機械手臂23在工作過程中與周邊設備發生碰撞時，因 連接件27與連接孔234的配合部2341具有活動間隙，機械手臂27可產生萬向擺動，以避
4讓周邊設備。且該碰撞力可通過機械手臂23傳遞至彈性件25及彈性支撐件28上，彈性件25及彈性支撐件28在該碰撞力的作用下發生彈性形變以吸收碰撞產生的沖擊，從而有效避免機械手臂23在外力的沖擊下被損壞。因八個彈性件25等間距地分布于一個圓周上，機械手臂27受力較均勻，可較容易實現萬向擺動。 當機械手臂23與周邊設備分離后，各彈性件25及彈性支撐件28的變形逐漸恢復，機械手臂23回擺至初始位置。其中，彈性件25主要提供使機械手臂23從偏擺位置回擺至初始位置的彈力，而彈性支撐件28主要提供使機械手臂23保持在初始位置的彈力。本實施例中，八個彈性件25在一個圓周上等間距排列，各彈性件25之間為并聯連接，從而增加了整體的剛度，使得機械手臂23可迅速回復至初始狀體，且可增強機械手臂23在初始狀態的穩定性。另外，設置在基座21的容置槽2124中的彈性支撐件28可通過其半球形支撐面281與彈性件25的末端相抵接，以導正彈性件25，使彈性件25與基座21基本垂直，以使機械手臂23回擺后，彈性件25僅在軸向受力，從而有助于機械手臂23的復位精度。通過將彈性件25與彈性支撐件28結合使用，可使機械手臂23具有較高的復位精度，在本實施例中，機械手臂23在任意方向的復位精度均可在0. 02毫米的范圍以內。可以理解，在復位精度要求較低的情況，比如僅要求復位精度在0. 05毫米以內時，可省略彈性支撐件28，而僅依靠彈性件25實現復位。 可以理解，本發明機械手20的連接件25也可以與機械手臂23固定連接，而可活動地穿設基座21。本發明機械手20設置的彈性件25與連接件27的數量可以不一致，比如可僅設置三個連接件27，且彈性件25可不套設于連接件27上，而是相間隔設置。本發明機械手20設置的彈性件25的數量也不限于八個，在滿足工作要求的情況下，其也可以為一個、兩個、三個或三個以上，當為三個以上時可使該多個彈性件25等間隔地分布于同一圓周上，以較好地實現機械手臂23的萬向擺動。另外，連接件273與機械手臂23的連接孔234之間配合間隙可根據實際需要調整。
權利要求
一種機械手，其包括基座及機械手臂，其特征在于該機械手還包括彈性件及連接件，該彈性件抵持于該基座與機械手臂之間，該連接件與基座及機械手臂中的其中一個固定連接，并可活動地穿設基座及機械手臂中另外一個以使該機械手臂可相對該基座擺動。
2. 如權利要求l所述的機械手，其特征在于該機械手包括至少三個彈性件，且該至少三個彈性件等間隔分布于同一圓周上。
3. 如權利要求2所述的機械手，其特征在于該連接件的數量與彈性件的數量相同，且該每一個彈性件套設于一個連接件上。
4. 如權利要求3所述的機械手，其特征在于該機械手臂設有與彈性件數量相等的連接孔，該每一個連接件可活動地穿設一個連接孔，且該連接件與連接孔的配合間隙等于或小于O. 2毫米。
5. 如權利要求4所述的機械手，其特征在于該連接件包括導正部及分別設于該導正部兩端的抵接部及螺紋部，該導正部與該機械手臂的連接孔間隙配合，該抵接部與該機械手臂相抵接，該基座上設有與該螺紋部對應的螺紋孔。
6. 如權利要求5所述的機械手，其特征在于該基座為盤體，其周緣設有沿周向等間距分布的多個安裝孔。
7. 如權利要求6所述的機械手，其特征在于該基座一側沿軸向凸出形成一個圓柱形凸臺，該基座上設置的螺紋孔沿周向等間距分布于該凸臺周緣。
8. 如權利要求1所述的機械手，其特征在于該彈性件為螺旋形壓簧。
9. 如權利要求1至8其中任意一項所述的機械手，其特征在于該機械手還包括彈性支撐件，該支撐件具有一個支撐面，該支撐面與彈性件相抵接。
10. 如權利要求9所述的機械手，其特征在于該支撐面為半球面。
全文摘要
一種機械手，其包括基座、機械手臂、彈性件及連接件，該彈性件抵持于該基座與機械手臂之間，該連接件與基座及機械手臂中的其中一個固定連接，并可活動地穿設基座及機械手臂中另外一個以使該機械手臂可相對該基座擺動。上述機械手在與周邊設備發生碰撞時可萬向擺動，并可利用彈性件吸收碰撞所產生的沖擊，從而保護機械手，當機械手與周邊設備分離后，還可以依靠彈性件的彈力自動復位，并具有較高的復位精度。
文檔編號B25J19/06GK101767340SQ20091030003
公開日2010年7月7日 申請日期2009年1月5日 優先權日2009年1月5日
發明者周育政, 王金鑫 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司