高效精准的机械手的制作方法

本发明涉及机械传动设备领域，具体涉及凸轮传动技术，特别涉及高效精准的机械手。

背景技术：

在自动装配作业中经常需要机械手实现一个最简单的动作：在某一位置抓取工件后，然后在另一位置将其放下，以实现送料、加工、装配等动作。为了实现这项工作，现有技术中有以下两种结构可完成该动作:1）由气压驱动的抓取放置机械手，这种结构简单，安装灵活方便，购置成本低，只能够实现简单的抓紧和移动动作，气压驱动的抓取力量较小，而且移动时只能够沿直线方向移动，需要定位移动时，只能交错进行横竖方向的直线运动，另外，气压驱动的精度不高，运动速度较慢；2）电机驱动抓取放置机械手，这种结构的抓取力量较大，安装方便，灵活性高，可多点停靠，如果装配系统需改变或重新设计，只要简单地重新编程即可，但电机驱动式机械手需要配备复杂的电气控制系统，如果用这类机械手来完成较简单的重复性工作,就显得成本高，多个电机配合可实现多轴传动，运动速度较快，但是，当运动速度越快，误差较大，从而影响运动误差，机械手运动的加速度和速度很难精确控制，尤其在停止时动作生硬、冲击振动大，而且，这种结构也是只能够沿直线方向移动，需要定位移动时，只能交错进行横竖方向的直线运动，另外，这种结构的体积较大，需要多组机械臂组合，加上驱动结构，导致整体体积较大。

技术实现要素：

本发明的目的是解决以上缺陷，提供高效精准的机械手，其结构小巧，整体运行平稳，不会产生任何震动，且可实现弧形的运动轨迹。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

高效精准的机械手，包括主板、导轨组件、水平支架和同步传动组件，主板为立式结构，主板的底部为用于配对安装在设备上的固定座，导轨组件包括水平导轨和竖直导轨，竖直导轨共设有一组，分别竖向安装在主板的前后两端，并在竖直导轨的滑块上设有主支架，使主支架可沿竖直导轨进行上下滑动，水平支架固定安装在水平导轨的前端，水平导轨的滑块安装在主支架的一侧面，使水平支架与水平导轨共同进行水平滑动；主板的左侧设有凸轮传动组件一，凸轮传动组件一用于带动水平支架进行水平方向移动，主板的右侧设有凸轮传动组件二，凸轮传动组件二用于带动水平支架进行竖直方向移动，凸轮传动组件一由水平凸轮和摇杆一构成，凸轮传动组件二由竖直凸轮和摇杆二构成，水平凸轮与竖直凸轮均平行于主板，水平凸轮与竖直凸轮通过横向穿过主板的同步轴进行连接，同步轴由同步传动组件带动，使水平凸轮与竖直凸轮共同由同步传动组件带动实现同步转动,同步传动组件包括驱动齿轮、驱动轮、同步轮和调速轮，驱动轮与驱动齿轮进行同轴连接，驱动齿轮由外置驱动电机带动，同步轮安装在同步轴上，同步轮、调速轮及驱动轮通过同步带进行啮合连接；摇杆一的底部可转动地安装在主板的左侧底端，摇杆一的中部设有水平推动滚轮，水平推动滚轮紧贴着水平凸轮的外侧面，且可沿水平凸轮的外侧面滚动，摇杆一的顶部设有滑动滚轮一，水平支架的后端设有竖直滑板，滑动滚轮一紧贴着竖直滑板的侧面，且可沿竖直滑板的侧面滚动，当水平凸轮转动时，带动摇杆一摆动，从而推动水平支架进行水平方向移动；摇杆二的底部可转动地安装在主板的右侧底端，摇杆二的中部设有竖直推动滚轮，竖直推动滚轮紧贴着竖直凸轮的外侧面，且可沿竖直凸轮的外侧面滚动，摇杆二的顶部设有滑动滚轮二，主支架的右侧面设有水平滑板，滑动滚轮二可沿水平滑板滚动，主板的前端设有长条形镂空框，水平滑板向右延伸穿入长条形镂空框，当主支架进行上下移动时，水平滑板在长条形镂空框内进行上下移动，水平滑板的上端设有上挡板，水平滑板的下端设有下挡板，上挡板与下挡板均平行于水平面，上挡板与下挡板之间形成用于配对容纳滑动滚轮二的水平滑槽，使滑动滚轮二的可沿水平滑槽滚动，当竖直凸轮转动时，带动摇杆二摆动，从而推动主支架进行竖直方向移动。

上述说明中，作为优选的方案，所述水平支架的内侧面设有用于用于配对安装水平导轨的定位槽，使水平导轨平行于水平支架。

上述说明中，作为优选的方案，所述调速轮安装在主板的右侧底端，主板的右侧底端设有用于调节安装高度的调节孔，调速轮可调节地安装在调节孔上。

上述说明中，作为优选的方案，所述主板的顶部设有平行于水平面的辅助挡板，辅助挡板的底面设有辅助滑槽，辅助滑槽位于摇杆一的正上方，当摇杆一摆动至最高点时，摇杆一的顶部沿辅助滑槽滑动。

上述说明中，作为优选的方案，所述水平凸轮的侧面由大圆弧及小圆弧组合围绕而成，竖直凸轮的侧面由两条相对设置的圆弧及直线组合围绕而成。

本发明所产生的有益效果如下：

1）由凸轮传动组件一和凸轮传动组件二带动水平支架进行水平和竖直方向运动，凸轮传动组件一的水平凸轮和凸轮传动组件二的竖直凸轮共同由同步传动组件带动实现同步转动，水平凸轮及竖直凸轮均只需同步传动组件即可带动同步转动，结构简单，驱动方式简易，不需要采用任何电子控制元件，不需要连接任何复杂的线路，制造成本低；

2）水平凸轮及竖直凸轮的结构小巧，均为薄片结构，分别由摇杆一和摇杆二共同配合实现水平和竖直方向驱动，因此，整个机械手可制作成扁平状的小型化结构，所占用的空间极小，并且可将多组机械手并排组合使用；

3）凸轮传动组件一与凸轮传动组件二共同组合可带动水平支架实现弧形的运动轨迹，并能够通过弧形轨迹精确运动到任何一个点位，确保机械手整体运行平稳，不会产生任何震动，以保证装配的稳定性；

4）采用凸轮传动结构的精度高，凸轮传动结构不会产生太大的惯性，即使是在高速运行状态下还能够保证精度，特别适用于对精度要求高的自动化加工或者装配；

5）同步传动组件包括驱动齿轮、驱动轮、同步轮和调速轮，驱动齿轮由外置驱动电机带动，另外，调速轮可调整不同的位置，以达到调速的目的，同一个电机即可带动两组凸轮传动组件实现同步动作，连接稳定，运动平滑，传动精准。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的结构分解示意图；

图3为本发明实施例另一角度的立体结构示意图；

图4为本发明实施例另一角度的结构分解示意图；

图中，1为主板，2为水平支架，3为水平导轨，4为竖直导轨，5为主支架，6为水平凸轮，7为摇杆一，8为竖直凸轮，9为摇杆二，10为滑动滚轮一，11为竖直滑板，12为辅助挡板，13为滑动滚轮二，14为水平滑板，15为长条形镂空框，16为驱动齿轮，17为驱动轮，18为同步轮，19为调速轮，20为同步带，21为上挡板，22为下挡板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本实施例，参照图1～图4，其具体实施的高效精准的机械手包括主板1、导轨组件、水平支架2和同步传动组件，主板1为立式结构，主板1的底部为用于配对安装在设备上的固定座，导轨组件包括水平导轨3和竖直导轨4，竖直导轨4共设有一组，分别竖向安装在主板1的前后两端，并在竖直导轨4的滑块上设有主支架5，使主支架5可沿竖直导轨4进行上下滑动，水平支架2固定安装在水平导轨3的前端，水平导轨3的滑块安装在主支架5的一侧面，水平支架2的内侧面设有用于用于配对安装水平导轨3的定位槽，水平导轨3平行于水平支架2，使水平支架2与水平导轨3共同进行水平滑动。

主板1的左侧设有凸轮传动组件一，凸轮传动组件一用于带动水平支架2进行水平方向移动，主板1的右侧设有凸轮传动组件二，凸轮传动组件二用于带动水平支架2进行竖直方向移动。凸轮传动组件一由水平凸轮6和摇杆一7构成，凸轮传动组件二由竖直凸轮8和摇杆二9构成，如图所示，本实施例的水平凸轮6及竖直凸轮8均为扁平状结构，水平凸轮6的侧面由大圆弧及小圆弧组合围绕而成，竖直凸轮8的侧面由两条相对设置的圆弧及直线组合围绕而成，水平凸轮6与竖直凸轮8均平行于主板1，水平凸轮6与竖直凸轮8通过横向穿过主板1的同步轴进行连接，同步轴由同步传动组件带动，使水平凸轮6与竖直凸轮8共同由同步传动组件带动实现同步转动。

摇杆一7的底部可转动地安装在主板1的左侧底端，摇杆一7的中部设有水平推动滚轮，水平推动滚轮紧贴着水平凸轮6的外侧面，且可沿水平凸轮6的外侧面滚动，摇杆一7的顶部设有滑动滚轮一10，水平支架2的后端设有竖直滑板11，滑动滚轮一10紧贴着竖直滑板11的侧面，且可沿竖直滑板11的侧面滚动，当水平凸轮6转动时，带动摇杆一7摆动，从而推动水平支架2进行水平方向移动。主板1的顶部设有平行于水平面的辅助挡板12，辅助挡板12的底面设有辅助滑槽，辅助滑槽位于摇杆一7的正上方，当摇杆一7摆动至最高点时，摇杆一7的顶部沿辅助滑槽滑动。

摇杆二9的底部可转动地安装在主板1的右侧底端，摇杆二9的中部设有竖直推动滚轮，竖直推动滚轮紧贴着竖直凸轮8的外侧面，且可沿竖直凸轮8的外侧面滚动，摇杆二9的顶部设有滑动滚轮二13，主支架5的右侧面设有水平滑板14，滑动滚轮二13可沿水平滑板14滚动，当竖直凸轮8转动时，带动摇杆二9摆动，从而推动主支架5进行竖直方向移动。

主板1的前端设有长条形镂空框15，水平滑板14向右延伸穿入长条形镂空框15，当主支架5进行上下移动时，水平滑板14在长条形镂空框15内进行上下移动。水平滑板14的上端设有上挡板，水平滑板14的下端设有下挡板，上挡板与下挡板均平行于水平面，上挡板与下挡板之间形成用于配对容纳滑动滚轮二13的水平滑槽，使滑动滚轮二13的可沿水平滑槽滚动。

另外，同步传动组件包括驱动齿轮16、驱动轮17、同步轮18和调速轮19，驱动轮17与驱动齿轮16进行同轴连接，驱动齿轮16由外置驱动电机带动，同步轮18安装在同步轴上，同步轮18、调速轮19及驱动轮17通过同步带20进行啮合连接。调速轮19安装在主板1的右侧底端，主板1的右侧底端设有用于调节安装高度的调节孔，调速轮19可调节地安装在调节孔上。

以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本发明的保护范围。