一種用于軸孔裝配的機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及裝配機器人技術領域，尤其涉及一種用于軸孔裝配的機械手。
【背景技術】
[0002]裝配是產品生產環節的后續階段，在制造業中是不可缺少的一個環節。而如今，裝配環節以前的部分已經很大程度上可以用機器人代替，但在裝配環節上，由于精度要求高、裝配方式復雜、裝配效率低、環境感知能力不足等原因，在機器人裝配過程中經常出現定位不準或卡死的情況。因此，現階段大部分的裝配工作都還是由人工來完成，這使得裝配環節所消耗的人力、物力、財力在產品生產過程中占有很大的比例。而由于裝配是產品制造中必不可少一個的環節，因此，提高機器人的裝配能力是未來機器人技術發展的一個重要方向。
[0003]在現有的機械手中，提尚裝配精度的方法是提尚傳感器的精度，而提升傳感器精度將是成本大大增加。同時，具有柔性能力的機械手通常結構復雜，成本較高。這些都是限制裝配機器人發展的重要因素。
【實用新型內容】
[0004](一)要解決的技術問題
[0005]為了解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種用于軸孔裝配的機械手。
[0006](二)技術方案
[0007]本實用新型提供了一種用于軸孔裝配的機械手，其包括彈性手臂10、滑動旋轉機構20和夾取手臂30，其中，彈性手臂10連接滑動旋轉機構20，其帶動滑動旋轉機構20移動并向滑動旋轉機構20施加一垂直向下的壓力;滑動旋轉機構20為一水平方向無約束的滑動機構，其上端連接彈性手臂10，下端連接夾取手臂30并驅動夾取手臂30旋轉;夾取手臂30夾持一工件軸41，在彈性手臂10和滑動旋轉機構20的配合下將工件軸41裝配進工件孔42中。
[0008]優選地，所述滑動旋轉機構20包括第一水平滑軌21、第二水平滑軌22和第一旋轉機構23，第一水平滑軌21與第二水平滑軌22在水平面內互相垂直，第二水平滑軌22在水平面內相對于第一水平滑軌21沿第一方向自由滑動，第一旋轉機構23在水平面內相對于第二水平滑軌22沿垂直于第一方向的第二方向自由滑動，第一水平滑軌21、第二水平滑軌22和第一旋轉機構23構成一水平方向無約束的滑動機構。
[0009]優選地，第一水平滑軌兩側面具有第一水平滑槽25，第二水平滑軌頂面中部連接一滑片26，該滑片兩端嵌入第一水平滑槽內，第二水平滑軌22與第一水平滑軌21之間通過第一水平滑槽25和滑片26實現自由滑動;第二水平滑軌底面具有一第二滑槽，第一旋轉機構頂端嵌入第二滑槽內，第一旋轉機構23與第二水平滑軌22之間通過第二滑槽實現自由滑動。
[0010]優選地，第一旋轉機構底部連接第二旋轉機構24，第一旋轉機構23可繞其垂直軸旋轉，第二旋轉機構24可繞其水平軸旋轉。
[0011]優選地，夾取手臂30包括軸指連桿31和夾取機構32，軸指連桿31—端連接第二旋轉機構24的水平軸并可繞該水平軸旋轉，其另一端連接夾取機構32，夾取機構32夾持工件軸41。
[0012]優選地，軸指連桿31為長條形結構，其一端的軸孔連接第二旋轉機構的水平軸，其另一端的U型連接部固定連接夾取機構32，夾取機構32包括機構本體34與夾取手指35，機構本體34控制夾取手指的張開與夾緊，夾取手指35夾持工件軸41。
[0013]優選地，所述彈性手臂10包括固定手臂11、彈簧12、活塞13和活塞連桿14，其中，固定手臂11為豎直的圓筒狀結構，其上端連接機器人本體，其下端開口，彈簧12容置在固定手臂的內腔中，活塞13通過固定手臂的下端開口與彈簧12相連，活塞連桿14豎直連接活塞13，當彈簧12壓縮時，彈性手臂10通過活塞連桿14垂直向下施加一壓力。
[0014]優選地，工件孔42保持位置固定，夾取手指35夾持一工件軸41，機械手移動至工件孔上方，夾取手臂30相對于垂直面保持一定的傾角，彈性手臂10向下移動，彈簧12發生一定程度的壓縮而產生一向下的推力；當工件軸41接觸到豎直放置的工件孔42時，彈性手臂10繼續向下移動直到工件軸41處于位置最低點;在移動至位置最低點的過程中彈簧12繼續被壓縮，推力增大；之后，第二旋轉機構24旋轉，驅動夾取手臂30向垂直面旋轉，在旋轉過程中，工件軸41保持在位置最低點，第二水平滑軌22相對于第一水平滑軌21在水平面內滑動，第一旋轉機構23相對于第二水平滑軌22在水平面內滑動，當夾取手臂30完全垂直時，工件軸41與工件孔42對準，彈簧12將推力釋放，推動滑動旋轉機構20、夾取手臂30向下移動，工件軸底端與工件孔的底面接觸，工件軸41完全裝配進工件孔42中。
[0015]優選地，夾取手臂30還包括震動器33，其固定在軸指連桿31上，震動器33包括電機及電機軸上的重物，電機軸與軸指連桿31平行。
[0016]優選地，第一旋轉機構23和第二旋轉機構24均包括驅動裝置，該驅動裝置是電機及齒輪組;和/或夾機構本體34內包括驅動裝置，該驅動裝置是電機及齒輪組。
[0017](三)有益效果
[0018]從上述技術方案可以看出，本實用新型的用于軸孔裝配的機械手具有以下有益效果:
[0019](I)本實用新型的機械手結構簡單、成本低；
[°02°] (2)無需傳感器，可以進一步降低成本；
[0021](3)可以避免軸孔卡死的情況發生，提高了軸孔裝配的效率和可靠性。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型實施例的用于軸孔裝配的機械手的整體結構圖；
[0023]圖2a、圖2b和圖2c分別為本實用新型實施例的用于軸孔裝配的機械手的側視圖、后視圖和上視圖；
[0024]圖3為本實用新型實施例的用于軸孔裝配的機械手的滑動旋轉機構的結構圖；
[0025]圖4為本實用新型實施例的用于軸孔裝配的機械手的軸指連桿的結構圖；
[0026]圖5為本實用新型實施例的用于軸孔裝配的機械手的夾取機構的結構圖。
[0027]【符號說明】
[0028]10-彈性手臂；
[0029]11-固定手臂；12-彈簧;13-活塞;14-活塞連桿；
[0030]20-滑動旋轉機構；
[0031 ]21-第一水平滑軌;22-第二水平滑軌;23-第一旋轉機構;24-第二旋轉機構；25-第一水平滑槽;26-滑片；
[0032]30-夾取手臂；
[0033]31-軸指連桿;32-夾取機構;33-震動器;34-機構本體;35-夾取手指；
[0034]41-工件軸；42-工件孔。
【具體實施方式】
[0035]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0036]本實用新型實施例的用于軸孔裝配的機械手包括彈性手臂10、滑動旋轉機構20和夾取手臂30。
[0037]彈性手臂10包括固定手臂11、彈簧12、活塞13和活塞連桿14，其中，固定手臂11為豎直的圓筒狀結構，其上端連接機器人本體，其下端開口，彈簧12容置在固定手臂11的內腔中，活塞13通過固定手臂11的下端開口與彈簧12相連，活塞連桿14豎直連接活塞13。當彈簧12壓縮時，彈性手臂10通過活塞連桿14向下施加一壓力。
[0038]滑動旋轉機構20包括第一水平滑軌21、第二水平滑軌22、第一旋轉機構23和第二旋轉機構24，其中，第一水平滑軌21與第二水平滑軌22為方形管狀結構，二者在水平面內互相垂直，第一水平滑軌21頂面中部連接活塞連桿14，其兩側面具有第一水平滑槽25，第二水平滑軌22頂面中部連接一滑片26，該滑片26兩端嵌入第一水平滑槽25內，使得第二水平滑軌22可以通過第一水平滑槽25在水平面內相對于第一水平滑軌21自由滑動;第二水平滑軌22底面具有一第二滑槽，第一旋轉機構23，其頂端嵌入第二滑槽內，使得第一旋轉機構23可以沿第二滑槽自由滑動，即第一水平滑軌21、第二水平滑軌22和第一旋轉機構23構成一水平方向無約束的滑動機構，第一旋轉機構23可以繞其垂直軸旋轉，其底部連接有第二旋轉機構24，第二旋轉機構24可以繞其水平軸旋轉。
[0039]優選地，第一旋轉機構23和第二旋轉機構24還包括驅動裝置，用于驅動第一旋轉機構23和第二旋轉機構24旋轉，其中，該驅動裝置可以是電機及齒輪組。
[0040]夾取手臂30包括軸指連桿31、夾取機構32和震動器33;其中，軸指連桿31為長條形結構，其一端為軸孔，該軸孔連接在第二旋轉機構24的水平軸上，使得軸指連桿31可以繞該水平軸旋轉，其另一端為U型連接部，通過螺釘固定連接夾取機構32;夾取機構32包括機構本體34與夾取手指35，機構本體34內的驅動裝置為夾取手指35提供動力，控制夾取手指35的張開與夾緊，夾取手指35夾持工件軸41;震動器33固定在軸指