[发明专利]一种三自由度磁控机械手输出端

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械手输出端设计领域，特别是一种三自由度磁控机械手输出端。

背景技术

近年来，随着工业自动化水平的不断提高，机械手也越来越多的运用到工业生产当中，机械手是否能精确定位及机械手输出端的灵活性一直都是设计者的难题，目前很多通过多个转动副来实现机械手在空间里的转动从而达到定位，这样理论上是能通过机械手整体的转动来定位，但是当空间相对狭小时，输出端的局部转动就显得尤为重要，因此有必要设计一种能灵活转动的输出端来实现在空间相对狭小时局部灵活转动来达到精确定位。

目前尚未见有一种以控制球副转动的形式来实现在相对狭小的空间内灵活转动的输出端的创新发明设计，球副具有三个自由度，其灵活性是转动副比不上的。

发明内容

本发明的目的是提供一种三自由度磁控机械手输出端，使机械手在相对狭小的空间内能够通过输出端的局部转动来实现精确定位。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种三自由度磁控机械手输出端，该机械手输出端的铁输出杆通过螺纹与钛合金球体相连，电磁铁安装在电磁铁支撑体的安装孔上，电磁铁支撑体焊接在球体支撑体上，钢绳一端连接钛合金球体，另一端绕过定滑轮与驱动电机相连，定滑轮通过销轴与定滑轮支架相连，每个电磁铁相互独立的连接到PLC上。

所述电磁铁支撑体上开有用来安装电磁铁的安装孔，电磁铁插入该安装孔之前要套一个绝缘橡胶套，其目的是让每个电磁铁相互独立运作，且使电磁铁和安装孔过盈配合。

所述球体支撑体中间开有小通孔，使钢绳能通过该小通孔连接钛合金球体。

所述钛合金球体上铣有平面并在平面上钻有螺纹孔，铁输出杆端部有螺纹杆，铁输出杆通过其端部螺纹杆与钛合金球体相连接。

本发明的突出优点在于：

1、球副在空间内具有三个自由度，其灵活性是转动副不可替代的，这使机械手输出端能够在相对狭小的空间能灵活转动，达到精确定位的目的。

2、此输出端结构简单，占用机械手的空间较小，用电磁感应原理控制球副转动再用“不倒翁”原理拉球副回到原位，其可控性很强。

3、该输出端制造简单，成本低且维修方便，适用性强，可运用到喷漆机器人，刻字机器人等多个领域。

附图说明

图1是本发明所述的三自由度磁控机械手输出端的结构示意图。

图2是本发明所述的三自由度磁控机械手输出端的俯视图。

图3是本发明所述的三自由度磁控机械手输出端电磁铁支撑体的示意图。

图4是本发明所述的三自由度磁控机械手输出端的工作示意图。

图中标记为：1.铁输出杆；2.钛合金球体；3.电磁铁；4.球体支撑体；5.电磁铁支撑体；6.定滑轮；7.定滑轮支架；8.钢绳；9.PLC；10.销轴；11.驱动电机。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

如图1和2所示，本发明所述的三自由度磁控机械手输出端，包括铁输出杆1、钛合金球体2、电磁铁3、球体支撑体4、电磁铁支撑体5、定滑轮6、定滑轮支架7、钢绳8、PLC9、销轴10和驱动电机11。具体结构和连接方式为：

铁输出杆1通过螺纹与钛合金球体2相连，电磁铁3安装在电磁铁支撑体5的安装孔上，电磁铁支撑体5焊接在球体支撑体4上，钢绳8一端连接钛合金球体2，另一端绕过定滑轮6与驱动电机11相连，定滑轮6通过销轴10与定滑轮支架7相连，每个电磁铁3相互独立的连接到PLC 9上。

本发明的工作原理是：通过PLC 9控制电磁铁3线圈电流的通断，当电磁铁3得电时，电磁铁3吸引铁输出杆1朝着电磁铁3方向移动，当铁输出杆1到达需要的位置时，PLC 9断开电磁铁3线圈的电流，此时铁输出杆1停留在此位置，定位完成；当铁输出杆1需要达到另外一个方位时，驱动电机11拉动钢绳8使钛合金球体2带动铁输出杆1回位，再通过PLC 9控制特定方位的电磁铁3的线圈得电，拉动铁输出杆1往那个方向转动，到达特定位置后，断开线圈电流，定位完成。