[发明专利]具有两维平动和一维转动的三自由度机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有两维平动和一维转动的三自由度机械手。

背景技术

在金属薄板零件上用铆合的方式装配铆柱、细杆或细轴类零件是常见的装配工序，主要用于机械电子产品，例如：CD播放机、光盘驱动器等。铆柱、细杆或细轴等零件是帮助实现零件运动的重要部分，常常具有零件数量多、品种复杂、安装精度要求高等特点。需要通过旋铆使铆柱头局部变形而形成同金属薄板壳体的铆合。目前放置待铆金属薄板零件、取铆柱、装载铆柱和操作旋铆头一般都是手工劳动。故生产效率低下，装配质量难以保证。因此提出一种具有两维平动和一维转动的三自由度机械手，该机械手对避免人工操作，实现自动化生产。

发明内容

    本发明的目的是提出一种具有两维平动和一维转动的三自由度机械手，本发明是通过以下技术方案实现的：以旋铆头为中心，安装工作台，薄板工件被夹持在工作台伸出的悬臂上，工作台带工件相对于旋铆头作X和Y方向的移动。若干个铆柱站纵向并排安装在旋铆头的侧面，实现各种铆柱的贮存和自动排序。本发明的机械手安装在旋铆头和铆柱站之间，并可沿纵向移动，以便从每个铆柱站拾取铆柱。机械手能够垂直上下移动，以便拾取和装载铆柱。机械手还能够沿立柱作旋转运动，往返于铆柱站和旋铆头之间。

本发明提供的一种具有两维平动和一维转动的三自由度机械手，由移动电机1、联轴器2、丝杆3、摆动电机4、升降电机12、滑块17、底座18、中心轴19、基座16、第四同步轮15、第三同步轮14、空间凸轮13、法兰9、机械臂7、吸嘴6、弹簧8、法兰9、第二同步轮10、第一同步轮5、调节螺母及皮带组成；

所述移动电机1与丝杆3通过联轴器2连接，并固定在底座18的端部；所述滑块17安装于丝杆3的上方，滑块17上的螺母连接丝杆3；移动电机1的转动带动滑块17沿丝杆3在底座18中的导轨上作滑动；

所述摆动电机4通过螺钉固定于滑块17上面的一端，摆动电机4连接第一同步轮5，第一同步轮5通过皮带与第四同步轮15连接；

所述升降电机12也通过螺钉固定于滑块17上面的另一端，升降电机12连接第二同步轮10，第二同步轮10通过皮带与第三同步轮14连接；所述基座16通过螺钉固定于滑块17上面的中间位置。 

所述中心轴19由基座16中安装的一对轴承支撑，垂直竖立的中心轴19相对基座转动；所述第四同步轮15、第三同步轮14、空间凸轮13、法兰9、机械臂7的一端、弹簧8和调节螺母自下而上依次安装在中心轴19上；所述机械臂7的另一端安装吸嘴6。

所述法兰9与中心轴19通过键连接，法兰9相对中心轴19不可转动，但可以沿轴向移动；所述法兰9圆柱侧面装有一根轴，轴上装一滑轮。

所述空间凸轮13固定在第三同步轮14上，可沿中心轴19转动；所述空间凸轮13的上端面轮廓为空间曲面，该曲面与法兰9上的滑轮接触；所述空间凸轮13转动时，法兰9相对空间凸轮13作垂直方向运动。 

所述机械臂7固定在法兰9的上端面，既可随法兰9沿中心轴19转动，也可随法兰9沿中心轴19垂直移动。

所述调节螺母与中心轴19上面端部的螺纹连接，调节弹簧，以调节法兰9与空间凸轮13的接触力。 

所述第四同步轮15与中心轴19通过键连接，两者同步转动。

所述摆动电机4和升降电机12的固定板上开有腰圆孔11，以供调节所述电机与中心轴的距离，从而调整皮带的松紧度。

本发明的有益效果是：操作人员仅需要将金属薄板的工件装在工作台的悬臂上，夹具夹持工件。机械手自动在相应的铆柱站中拾取一只铆柱，并装载到旋铆头的下模中。工作台带动工件移动到旋铆头下，将工件上的铆柱孔对准下模中的铆柱，并装配好。旋铆头沿Z轴旋转并同时垂直下行，完成工件和铆柱的铆合。然后旋铆头上行复位，工作台带动工件离开旋铆头。开始下一只铆柱的拾取、装载、和与工件铆合的动作，直到工件上同一平面的所有铆合工作完成。可以人工取下工件，进行下一工件与铆柱的铆合。

附图说明

图1是本发明的机构示意图。

图2是本发明机构的中心轴结构示意图。

图3是本发明机构的空间凸轮结构示意图。

其中: 1. 移动电机  2.联轴器 3.丝杠  4. 摆动电机  5. 第一同步轮  6.吸嘴  7.机械臂  8.弹簧  9.法兰  10. 第二同步轮  11.腰圆孔  12. 升降电机  13.空间凸轮  14. 第三同步轮  15. 第四同步轮  16.基座  17.滑块  18.底座  19.中心轴。