[發明專利]一種機械手

有效

• 申請號: 201110211621.0
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102294692A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 潘明強;陳立國;陳濤;孫立寧;王振華
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J15/06;B25J19/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮;李辰

技術領域

本發明涉及一種機械手，尤其是一種用來對MEMS器件進行操作的機械手。

背景技術

對器件的拾取、搬運、放置等操作是微機電系統(Micro-Electro-Mechanical?Systems；MEMS)器件裝配、封裝、組裝、密封等過程中的基本環節。機械手與器件接觸力的控制和對器件位姿判斷一直是對MEMS器件操作過程中的關鍵點，直接影響器件操作的效果和效率。為此，便捷可靠的接觸力控制和位姿判斷方法一直是MEMS器件操作手的研究熱點。

現有的一種控制機械手與器件的接觸力的方法，是在機械手上安裝一套復雜的壓力傳感器以及控制系統，這種壓力傳感器可以實時檢測出機械手與目標器件上的接觸力大小，并且通過電信號通知控制系統對機械手進行控制操作。然而這套系統不僅需要昂虧的傳感器設施，同時由于對力的檢測本身就是屬于精密操作，所以增加了將傳感器以及控制系統集成到機械手上的難度。

另外，在機械手對目標器件進行拾取和放置的過程中，需要對目標器件的位姿進行判斷。請參見圖1，圖1是一種現有的機械手位姿判斷裝置示意圖。如圖所示，現有的判斷手段是通過一套外加的影像獲取系統10，在機械手11對目標器件12進行操作的過程中，對目標器件11進行實時觀測，從而得到其位姿信息。然而這種外加的影像獲取系統10，在一些機械手需要做頻繁移動的操作中，經常會由于復雜的操作軌跡而無法和機械手保持同步移動，因此其獲得的位姿信息也沒有辦法保持實時精確的傳遞給控制系統。

發明內容

有鑒于此，本發明的一個目的在于提供一種機械手，該機械手可以通過簡單有效而且成本低廉的控制裝置獲得一種精確控制機械手與目標器件之間的接觸力的辦法。同時，本發明的另一目的在于提供一種具有位姿觀測裝置的機械手，該觀測裝置不僅可以實時準確的為操作人員提供目標器件的位姿判斷信息，而且還能始終與機械手保持同步移動。

根據本發明的第一目的提供的一種機械手，包括：機械臂、吸附頭、彈性壓片、力杠桿和接觸開關，其中：所述吸附頭在豎直方向上能動地設置于機械臂的一端；所述彈性壓片一端固定于機械臂上，另一端自由壓接于吸附頭上，為所述吸附頭在豎直方向提供彈力；所述力杠桿通過一支點連接于機械臂上，其第一端與吸附頭形成聯動關系，第二端置于所述接觸開關的上方；當所述吸附頭在豎直方向上移動，并使所述彈性壓片產生的彈力達到預設值時，所述力杠桿在該吸附頭的帶動下，其第二端移動并觸發接觸開關。

可選的，該機械手進一步包括氣路裝置和氣路接口，所述氣路裝置設置于機械臂上，所述氣路結構連接該氣路裝置和所述吸附頭。

可選的，所述吸附頭設有至少一個吸附孔，該吸附孔連通于氣路裝置。

可選的，所述力杠桿上設有支點母孔，所述機械臂上設有支點子孔，通過一插銷串連該支點子母孔形成所述力杠桿的支點。

可選的，所述力杠桿上設有多個所述支點母孔，該多個子母孔在水平方向上一字排開，所述機械臂上設有多個與所述支點母孔對應的支點子孔，所述插銷串聯該不同的支點子母孔以形成位置不同的所述支點。

可選的，所述力杠桿上設有多個所述支點母孔，該多個子母孔在豎直方向上一字排開，所述機械臂上設有多個與所述支點母孔對應的支點子孔，所述插銷串聯該不同的支點子母孔以形成位置不同的所述支點。

可選的，所述接觸開關為光敏式接觸開關、壓敏式接觸開關或者電阻式接觸開關。

根據本發明的另一目的提供的一種機械手，在所述吸附頭上設有透光通孔。

可選的，所述透光通孔內部或者上方設有放大透鏡或者影像攝取裝置。

可選的，所述透光通孔中還設有對吸附頭下方進行照明的微型光源。。

上述的機械手，通過一塊與吸附頭聯動的彈性壓片提供給吸附頭一個豎直方向上的彈力，再通過一個與吸附頭聯動的力杠桿，來觸發接觸開關，從而有效的控制吸附頭的移動距離，即控制彈性壓片的形變程度，達到控制吸附頭與目標器件之間的接觸力的目的。另外，通過在吸附頭上開設透光通孔，利用該透光通孔達到判斷器件位姿的目的。

與現有的技術相比，本發明的機械手具有如下優點：第一，控制接觸力的手段比較簡單，僅需要彈性壓片、力杠桿和一個接觸開關就能實現，在保證達到精確控制的同時，大大降低了機械手的成本。第二，在吸附頭上直接開設透光通孔，通過該透光通孔判斷器件位姿，無需外加的檢測裝置和控制裝置，既操作簡單，又方便有效，可以保證吸附頭在進行復雜操作情況下的同步判斷。

附圖說明