用于包裝生產線的單個不合格產品檢出裝置的制作方法

本實用新型涉及包裝機械領域，更具體的說，是涉及一種用于包裝生產線的單個不合格產品檢出作業的機械手，具有六個自由度。

背景技術：

目前，機械手多采用伺服電機通過諧波減速機或擺線針輪減速機的動力傳動系統，其控制系統復雜、造價昂貴。但在包裝工業生產線上，對機械手的定位精度要求不高，且運動較為簡單，這就需要一種運動性能可靠、造價低廉、控制簡便的機械手來提高自動化程度，降低生產成本和勞動強度。

技術實現要素：

為了實現包裝工業生產線上使用機械手的定位精度不高、運動簡單、成本低的要求，本實用新型提供一種運動性能可靠、造價低廉、控制簡便的機械手。

本實用新型用于包裝生產線的單個不合格產品檢出裝置，包括大臂、中臂、小臂、手腕部和機械手；

底座1上固定支架2，旋轉驅動步進電機3連接行星減速機4，行星減速機4通過聯軸器6連接旋轉軸8，旋轉軸8設置于回轉支承滾動軸承7內，回轉支承滾動軸承7通過軸承擋套與支架固定；旋轉軸8連接支撐安裝座一10，支撐安裝座一10連接安裝在旋轉軸8上的編碼器一5；

驅動電機一11和轉動軸支架一16分別安裝在支撐安裝座一10上，驅動電機一11驅動安裝在轉動軸支架一16上的蝸桿一15，蝸桿一15驅動蝸輪一12，蝸輪一12與轉動軸一13固定，轉動軸一13與大臂17固定，編碼器二14安裝在轉動軸一13上；

大臂17上安裝支撐安裝座二18，驅動電機二19和轉動軸支架二24分別固定在支撐安裝座二18上，蝸桿二23安裝在轉動軸支架二24上，蝸桿二23驅動蝸輪二20，蝸輪二20上固定轉動軸二21，轉動軸二21上固定中臂25，編碼器三22安裝在轉動軸二21上；

中臂25上固定支撐安裝座三26，驅動電機三27和轉動軸支架三32分別固定在支撐安裝座三26上，蝸桿三31安裝在轉動軸支架三32上，蝸桿三31驅動蝸輪三28旋轉，蝸輪三28上固定轉動軸三29，轉動軸三29上固定小臂33，編碼器四30安裝在轉動軸三29上；

小臂33前端固定安裝關節軸35的關節軸支撐安裝座37，俯仰步進電機34驅動關節軸35，關節軸35與手腕部38固定，編碼器五36安裝在關節軸35上；

手腕部38與絲杠支撐45固定，絲杠40安裝在絲杠支撐45上，與絲杠40配合的螺母41連接活動手指43，活動手指43上安裝有力傳感器44，機械手由固定手指42和活動手指43構成。

本實用新型具有如下有益效果：

本實用新型專利的機械手分別采用步進電機與行星減速機、步進電機與蝸輪蝸桿減速機及步進電機直接驅動旋轉方式，并配有編碼器檢測軸的角位移，實現閉環控制，可使用精度較低電機。

比現有的企業使用機械手多一個臂部，使用更加靈活。通過基座的旋轉、大臂的擺動旋轉、中臂的擺動旋轉以及小臂的擺動旋轉能靈活避開障礙物，手腕部的擺動用于保障產品的方位，手指的閉合運動用于擒拿產品。

這種運動驅動方式對在包裝工業生產線上的定位精度要求不高、且運動較為簡單的機械手來說是一種切實可行的方法。能實現以機代人，解決用工難和降低生產成本，滿足自動化生產的需求。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步描述。

如圖1所示，本實用新型包括大臂、中臂、小臂、手腕部和機械手；

底座1上固定支架2，旋轉驅動步進電機3連接行星減速機4，行星減速機4通過聯軸器6連接旋轉軸8，旋轉軸8設置于回轉支承滾動軸承7內，回轉支承滾動軸承7通過軸承擋套與支架2固定；旋轉軸8安裝在支撐安裝座一10上，編碼器一5安裝在旋轉軸8上,編碼器一5與支撐安裝座10連接；

驅動電機一11和轉動軸支架一16分別安裝在支撐安裝座一10上，驅動電機一11驅動安裝在轉動軸支架一16上的蝸桿一15，蝸桿一15驅動蝸輪一12，蝸輪一12與轉動軸一13固定，轉動軸一13與大臂17固定，編碼器二14安裝在轉動軸一13上；

大臂17上安裝支撐安裝座二18，驅動電機二19和轉動軸支架二24分別固定在支撐安裝座二18上，蝸桿二23安裝在轉動軸支架二24上，蝸桿二23驅動蝸輪二20，蝸輪二20上固定轉動軸二21，轉動軸二21上固定中臂25，編碼器三22安裝在轉動軸二21上；

中臂25上固定支撐安裝座三26，驅動電機三27和轉動軸支架三32分別固定在支撐安裝座三26上，蝸桿三31安裝在轉動軸支架三32上，蝸桿三31驅動蝸輪三28旋轉，蝸輪三28上固定轉動軸三29，轉動軸三29上固定小臂33，編碼器四30安裝在轉動軸三29上；

小臂33前端固定安裝關節軸35的關節軸支撐安裝座37，俯仰步進電機34驅動關節軸35，關節軸35與手腕部38固定，編碼器五36安裝在關節軸35上；

手腕部38與絲杠支撐45固定，絲杠40安裝在絲杠支撐45上，與絲杠40配合的螺母41連接活動手指43，活動手指43上安裝有力傳感器44，機械手由固定手指42和活動手指43構成。

下面詳細說明各部分的運動原理：

支撐安裝座一的旋轉：

旋轉驅動步進電機3通過聯軸器6和行星減速機4控制驅動旋轉軸8轉動，旋轉軸8帶動支撐安裝座一10的旋轉，用安裝在旋轉軸8上的編碼器一5控制支撐安裝座一10的角位移，這種行星減速裝置能傳遞較大的動力，而且電機、減速器及軸承都安裝在底座上，對尺寸及重量的要求不嚴。

大臂的擺動旋轉：

驅動電機一11通過安裝在轉動軸支架一16上的蝸桿一15驅動蝸輪一12旋轉，蝸輪一12帶動與其一體的轉動軸一13轉動，轉動軸一13轉動傳遞給大臂17，編碼器二14安裝在轉動軸13上。

這種蝸輪蝸桿減速機裝置能降低單位脈沖旋轉角度，也就是減小了旋轉誤差，再用旋轉關節軸上安裝的編碼器實現角度的閉環控制，并彌補蝸輪蝸桿減速機的固有精度缺陷，減小角位移誤差。這種方案能充分利用蝸輪蝸桿減速比大能自鎖的特點，使機械手在工作載荷作用下仍具有較高精度；

中臂的擺動旋轉：

驅動電機二19通過安裝在轉動軸支架二24的蝸桿二23驅動蝸輪二20旋轉，蝸輪二20帶動與其一體的轉動軸二21轉動，轉動軸二21轉動傳遞給中臂25，編碼器三22安裝在轉動軸二21上。

中臂的擺動旋轉由步進電機與蝸輪蝸桿減速機降低單位脈沖旋轉角度后控制，用旋轉關節軸上安裝的編碼器實現閉環控制，減小角位移誤差；

小臂的擺動旋轉：

驅動電機三27通過安裝在轉動軸支架三32的蝸桿三31驅動蝸輪三28旋轉，蝸輪三28帶動與其一體的轉動軸三29轉動，轉動軸三29轉動傳遞給小臂33，編碼器四30安裝在轉動軸三29上。

手腕部的擺動：

手腕的擺動旋轉由俯仰步進電機34直接驅動安裝在關節軸支撐安裝座37上的關節軸35轉動，關節軸35聯動手腕部38轉動，安裝在關節軸35上的編碼器五36實現閉環控制，減小角位移誤差；

由于手腕處的質量和剛度都相對較小，如果安裝蝸輪蝸桿減速機的話，會增加此處的質量和慣性力。因此，手腕的方位由步進電機直接驅動。在手腕旋轉軸上安裝編碼器檢測步進電機旋轉角位移，實現閉環控制，減小角位移誤差；

手指的閉合運動：

機械手由固定手指42和活動手指43兩個手指構成。由步進電機39驅動安裝在絲杠支撐45上的絲杠40，絲杠40帶動與螺母41連接的活動手指43開閉運動，在活動手指43上安裝有力傳感器44，避免夾不牢固或夾持力過大而損壞產品。