專利名稱：帶緩沖功能的電動(dòng)機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶緩沖功能的電動(dòng)機(jī)械手，該電動(dòng)機(jī)械手用電動(dòng)馬達(dá)開閉一對(duì)握持工件用的爪部件，具體地說，涉及一種帶緩沖功能的電動(dòng)機(jī)械手，上述爪部件停止在開閉端或握持工件位置等時(shí)，不對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸施加沖擊力。
將工件握持在一對(duì)可開閉爪部件間的機(jī)械手，通常是用氣缸開閉上述爪部件。
但是，該構(gòu)造的現(xiàn)有機(jī)械手，必須設(shè)有氣缸的配管、對(duì)該配管控制壓縮空氣給排的方向切換閥等附設(shè)設(shè)備，構(gòu)成機(jī)械手本身的部件數(shù)目多。因此，不容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的小型化，另外，也包含著使其動(dòng)作的附設(shè)設(shè)備，裝置整體的小型化困難。
為了解決該問題，本發(fā)明者曾提出過一種電動(dòng)機(jī)械手(日本特愿平10-357778號(hào))，該電動(dòng)機(jī)械手是用電動(dòng)馬達(dá)來開閉一對(duì)握持工件用的爪部件。該電動(dòng)機(jī)械手，在電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸與爪部件之間，設(shè)有采用凸輪的變換機(jī)構(gòu)，用該變換機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)變換為爪部件的開閉運(yùn)動(dòng)。
該電動(dòng)機(jī)械手中，當(dāng)要加大上述爪部件對(duì)工件的握持力時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)是使用帶減速機(jī)的馬達(dá)，該減速機(jī)備有若干齒輪，在使用該帶齒輪的馬達(dá)時(shí)，上述爪部件停止在開閉端或工件握持位置時(shí)，由于馬達(dá)轉(zhuǎn)子的大慣性力作用，減速機(jī)的齒輪受沖擊而損傷。
本發(fā)明的目的是提供一種用馬達(dá)開閉握持工件用爪部件的電動(dòng)機(jī)械手，上述爪部件停止在開閉端或握持工件位置等時(shí)，能吸收施加在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸上的慣性力，可防止齒輪等馬達(dá)部件受沖擊而損傷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明電動(dòng)機(jī)械手，其特征在于，具有用于握持工件的一對(duì)可開閉爪部件、備有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的電動(dòng)馬達(dá)、配設(shè)在上述驅(qū)動(dòng)軸與爪部件間并將驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)變換為爪部件的開閉運(yùn)動(dòng)的變換機(jī)構(gòu)；上述變換機(jī)構(gòu)具有安裝在電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸上的凸輪部件、形成在該凸輪部件上的一對(duì)導(dǎo)槽、以及驅(qū)動(dòng)銷，該驅(qū)動(dòng)銷安裝在各爪部件上并與一個(gè)凸輪槽嵌合，借助凸輪部件的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)在該凸輪槽內(nèi)使爪部件的開閉方向變移；在上述驅(qū)動(dòng)軸與凸輪部件之間備有緩沖機(jī)構(gòu)，凸輪部件在擺動(dòng)端停止時(shí)，該緩沖機(jī)構(gòu)吸收作用在上述驅(qū)動(dòng)軸上的沖擊。
根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)械手，由于在驅(qū)動(dòng)軸與凸輪部件間設(shè)置了緩沖機(jī)構(gòu)，所以，在爪部件停止在開閉端或工件握持位置等時(shí)，可吸收作用在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸上的慣性力，可切實(shí)防止齒輪等馬達(dá)部件受該慣性力的沖擊而損傷。
本發(fā)明的具體實(shí)施例中，上述緩沖部件由安裝在驅(qū)動(dòng)軸上的小直徑內(nèi)筒部件、設(shè)在凸輪部件上并可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地與內(nèi)筒部件嵌合的大直徑外筒部件、以及彈性體構(gòu)成，該彈性體夾設(shè)在內(nèi)筒部件與外筒部件之間，將兩部件接合，兼?zhèn)溥B接兩部件的功能和吸收上述沖擊的功能。這時(shí)，在上述外筒部件的內(nèi)面和內(nèi)筒部件的外面的相對(duì)的若干位置，分別形成凹坑，將圓柱形的上述彈性體收容在各凹坑內(nèi)。


圖1是表示本發(fā)明電動(dòng)機(jī)械手一實(shí)施例的斷面圖。
圖2是圖1中的A-A線斷面圖。
圖3是凸輪部件的平面圖。
圖4是圖1中的B-B線斷面圖。
圖5是圖2中的C-C線斷面圖。
圖6表示本發(fā)明另一構(gòu)成例，是與圖4同樣位置的斷面圖。
下面，說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1至圖5表示本發(fā)明電動(dòng)機(jī)械手的典型實(shí)施例。該電動(dòng)機(jī)械手備有握持工件的一對(duì)可開閉爪部件2、2、帶減速機(jī)4的電動(dòng)馬達(dá)3、將電動(dòng)馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)軸3a的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)變換為爪部件2、2的開閉動(dòng)作的變換機(jī)構(gòu)5、檢測(cè)爪部件2、2的動(dòng)作位置的位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)6、組裝著上述各部件及機(jī)構(gòu)的殼體1。
爪部件2、2為略T字形斷面形狀，可滑動(dòng)地嵌合在設(shè)于殼體1的導(dǎo)槽10內(nèi)，沿著該導(dǎo)槽10直線地開閉，由安裝在各爪部件2、2上的附件2a、2a握持工件。
電動(dòng)馬達(dá)3帶有減速機(jī)4，該減速機(jī)4備有由若干齒輪構(gòu)成的減速機(jī)構(gòu)，由該減速機(jī)4將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)減速后傳遞給驅(qū)動(dòng)軸3a。驅(qū)動(dòng)軸3a伸出到形成在殼體1上的凹部11內(nèi)，在該驅(qū)動(dòng)軸3a的前端，通過緩沖機(jī)構(gòu)7安裝著構(gòu)成上述變換機(jī)構(gòu)5的凸輪部件12和驅(qū)動(dòng)銷13中的凸輪部件12。
從圖3可見，凸輪部件12從平面上看是圓形，在其中心部固定著驅(qū)動(dòng)軸3a，在其外面對(duì)稱地設(shè)有呈半圓形的一對(duì)凸輪槽15、15。這些凸輪槽15、15的槽兩端15a、15b，在通過凸輪部件12旋轉(zhuǎn)中心O的直線L上并橫跨該旋轉(zhuǎn)中心O，其一端15a在靠近旋轉(zhuǎn)中心O的位置，另一端15b在遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心O的位置。
各爪部件2、2上，在靠近內(nèi)側(cè)端的位置，分別固定著構(gòu)成變換機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動(dòng)銷13，該驅(qū)動(dòng)銷13嵌入上述凸輪槽15、15中的一個(gè)。
在驅(qū)動(dòng)銷13、13移動(dòng)到凸輪槽15、15的內(nèi)端15a、15a側(cè)的狀態(tài)(圖3狀態(tài))，當(dāng)凸輪部件12被馬達(dá)3驅(qū)動(dòng)而朝左旋轉(zhuǎn)時(shí)，各驅(qū)動(dòng)銷13、13沿著變移的凸輪槽15、15在上述直線L上向凸輪部件12的外側(cè)移動(dòng)，一對(duì)爪部件2、2開放。當(dāng)從該開放狀態(tài)凸輪部件12被向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，各驅(qū)動(dòng)銷13、13在凸輪槽15、15內(nèi)朝內(nèi)側(cè)靠近，朝凸輪部件12的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)移動(dòng)，所以爪部件2、2閉合。
這樣，用馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)軸3a使凸輪部件12旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，可開閉一對(duì)爪部件2、2，將工件握持在安裝于各爪部件2、2上的附件2a、2a之間，或者將被握持著的工件松開。上述爪部件2、2停止在開閉端或工件握持位置等時(shí)，馬達(dá)3轉(zhuǎn)子的大慣性力作用在上述驅(qū)動(dòng)軸3a上。為了吸收該作用力，在驅(qū)動(dòng)軸3a與凸輪部件12之間設(shè)置了緩沖機(jī)構(gòu)7。
從圖1和圖4可見，該緩沖機(jī)構(gòu)7由內(nèi)筒部件18、外筒部件19和彈性體20構(gòu)成。內(nèi)筒部件18是小直徑的圓筒形部件，用螺絲17固定在驅(qū)動(dòng)軸3a上。外筒部件19是大直徑的圓筒形部件，一體地形成在凸輪部件12上，可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地與內(nèi)筒部件18嵌合。彈性體20夾在內(nèi)筒部件18與外筒部件19之間，與兩部件接合。具體地說，在上述外筒部件19的內(nèi)面和內(nèi)筒部件18的外面的相對(duì)位置，在若干部位分別形成呈半圓形或圓弧形等的凹坑18a、19a，由相對(duì)的凹坑18a、19a包圍的孔內(nèi)，分別收容著由聚氨酯橡膠等彈性材料形成的圓柱形(也包含圓筒形)彈性體20。圖中的18b是形成在內(nèi)筒部件18端部的圓形法蘭，堵塞上述孔的端部，以防止彈性體20脫落。
在上述各凹坑18a、19a中的左右兩側(cè)端的邊緣部分，如圖所示，最好具有圓形部，這樣，可防止彈性體20與銳利的邊緣部分接觸而損傷，可提高其耐久性。另外，上述凹坑18a、19a不一定是相同的形狀，例如，如圖6所示，外筒部件19的凹坑19a是剛好能容納一半彈性體20的半圓形，內(nèi)筒部件18的凹坑18a是曲率半徑大于凹坑19a的圓弧形。這樣，將小直徑的內(nèi)筒部件18側(cè)的凹坑18a做成為圓弧形，可以防止在其左右兩端形成尖銳的邊緣，防止彈性體20損傷。
這樣，由于在驅(qū)動(dòng)軸3a與凸輪部件12之間設(shè)置緩沖機(jī)構(gòu)7，所以，當(dāng)上述爪部件2、2停止在開閉端或工件握持位置等時(shí)，凸輪部件12與爪部件2、2一起停止，驅(qū)動(dòng)軸3a使上述彈性體20彈性變形而緩沖地停止，所以馬達(dá)3轉(zhuǎn)子的慣性力被吸收，可防止減速機(jī)4的齒輪等馬達(dá)部件被停止時(shí)的沖擊損傷。結(jié)果，可大大提高機(jī)械手的耐久性，與未設(shè)置緩沖機(jī)構(gòu)7時(shí)相比，壽命可延長(zhǎng)約100倍。而且，可以提高瓜部件2、2的開閉速度，提高作業(yè)效率。
在上述爪部件2、2的開閉動(dòng)作時(shí)，上述彈性體20與內(nèi)筒部件18和外筒部件19接合，將它們連接，可使驅(qū)動(dòng)軸3a的旋轉(zhuǎn)切實(shí)傳遞給凸輪部件12。因此，彈性體20兼有連接內(nèi)筒部件18與外筒部件19而傳遞旋轉(zhuǎn)力的功能、和吸收作用于驅(qū)動(dòng)軸的沖擊的功能。
圖示實(shí)施例中，上述凹坑18a、19a和彈性體20在驅(qū)動(dòng)軸3a的旋轉(zhuǎn)中心周圍以等角度間隔設(shè)置了4組，但其設(shè)置組數(shù)也可以是2組、3組或5組以上，或者也可以是1組。
上述彈性體20的形狀不限于是圓柱形，也可以是方柱形或球形等其它形狀，這時(shí)，在外筒部件19的內(nèi)面和內(nèi)筒部件18的外面之間，設(shè)置與各彈性體形狀相應(yīng)形狀的凹坑。
如圖2和圖5所示，上述位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)6是組裝在任一方爪部件2的驅(qū)動(dòng)銷13上的狀態(tài)，備有配設(shè)在該爪部件2與凸輪部件12間的移動(dòng)部件23。該移動(dòng)部件23由基部23a、一對(duì)移動(dòng)導(dǎo)引部23b、23b和安裝部23c構(gòu)成。上述基部23a安裝在上述驅(qū)動(dòng)銷13上。上述一對(duì)移動(dòng)導(dǎo)引部23b、23b從該基部23a挾著凸輪部件12上的突起12a地平行延伸。上述安裝部23c從一方移動(dòng)導(dǎo)引部23b向側(cè)方伸出，在前端部備有被檢測(cè)體24。該安裝部23c沿著殼體1的凹部11的內(nèi)面形成略L字形的彎曲形狀，在其前端安裝著被檢測(cè)體24，該被檢測(cè)體24朝向形成在殼體1外周面的、位置傳感器25用的安裝槽26。
上述位置傳感器25形成為長(zhǎng)細(xì)圓柱形，插入斷面為圓形的上述安裝槽26內(nèi)的預(yù)定位置，可用螺絲固定。由該位置傳感器25和安裝在上述移動(dòng)部件23上被檢測(cè)體24構(gòu)成位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)6。
在圖示實(shí)施例中，上述被檢測(cè)體24是采用永磁鐵，位置傳感器25是采用能感知被檢測(cè)體24即磁鐵接近的磁性非接觸式開關(guān)。但不限于此，被檢測(cè)體24也可以是采用金屬，位置傳感器25也可以是采用高頻振蕩型的非接觸式開關(guān)等，可采用各種形式。
權(quán)利要求
1．帶緩沖功能的電動(dòng)機(jī)械手，其特征在于，具有用于握持工件的一對(duì)可開閉爪部件、備有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的電動(dòng)馬達(dá)、配設(shè)在上述驅(qū)動(dòng)軸與爪部件間并將驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)變換為爪部件的開閉運(yùn)動(dòng)的變換機(jī)構(gòu)；上述變換機(jī)構(gòu)具有安裝在電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸上的凸輪部件、形成在該凸輪部件上的一對(duì)導(dǎo)槽、以及驅(qū)動(dòng)銷，該驅(qū)動(dòng)銷安裝在各爪部件上并分別與一個(gè)凸輪槽嵌合，借助凸輪部件的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)在該凸輪槽內(nèi)使爪部件的開閉方向變移；在上述驅(qū)動(dòng)軸與凸輪部件之間備有緩沖機(jī)構(gòu)，凸輪部件在擺動(dòng)端停止時(shí)，該緩沖機(jī)構(gòu)吸收作用在上述驅(qū)動(dòng)軸上的沖擊。
2．如權(quán)利要求1所述的帶緩沖功能的電動(dòng)機(jī)械手，其特征在于，上述緩沖部件由安裝在驅(qū)動(dòng)軸上的小直徑內(nèi)筒部件、設(shè)在凸輪部件上并可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地與內(nèi)筒部件嵌合的大直徑外筒部件、以及彈性體構(gòu)成，該彈性體夾設(shè)在內(nèi)筒部件與外筒部件之間并與兩部件接合，兼?zhèn)溥B接兩部件的功能和吸收上述沖擊的功能。
3．如權(quán)利要求2所述的帶緩沖功能的電動(dòng)機(jī)械手，其特征在于，在上述外筒部件的內(nèi)面和內(nèi)筒部件的外面的相對(duì)的多處，分別形成凹坑，將圓柱形的上述彈性體收容在各凹坑內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶緩沖功能的電動(dòng)機(jī)械手,其凸輪部件12安裝在電動(dòng)馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)軸3a上,在該凸輪部件12上設(shè)置一對(duì)凸輪槽15、15,在握持工件用的一對(duì)爪部件2、2上,設(shè)置分別與上述凸輪槽15、15嵌合的驅(qū)動(dòng)銷13,用凸輪部件12和驅(qū)動(dòng)銷13,把驅(qū)動(dòng)軸3a的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)變換為爪部件2、2的開閉運(yùn)動(dòng)。內(nèi)筒部件18安裝在驅(qū)動(dòng)軸3a上,外筒部件19設(shè)在凸輪部件12上并可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地與內(nèi)筒部件18嵌合,通過若干彈性體20將內(nèi)筒部件18與外筒部件19連接,當(dāng)凸輪部件12在擺動(dòng)端停止時(shí),由這些彈性體20的彈性變形吸收作用在驅(qū)動(dòng)軸3a上的沖擊。當(dāng)爪部件停止在開閉端或工件握持位置等時(shí),吸收施加在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸上的慣性力,防止齒輪等馬達(dá)部件受沖擊而損傷。
文檔編號(hào)B25J15/08GK1291537SQ00129000
公開日2001年4月18日 申請(qǐng)日期2000年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月12日
發(fā)明者高梨精二, 宮地博, 神田浩一郎 申請(qǐng)人:速睦喜股份有限公司