[發明專利]一種機械手

無效

• 申請號: 201410641902.3
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104476557A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 錢國東
• 申請（專利權）人: 無錫樂華自動化科技有限公司
• 主分類號: B25J15/10
• 分類號: B25J15/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及一種機械手。

技術背景

在現今的生活上,科技日新月益的進展之下,機械人手臂與有人類的手臂最大區別就在于靈活度與耐力度。也就是機械手的最大優勢可以重復的做同一動作在機械正常情況下永遠也不會覺得累！機械手臂的應用也將會越來越廣泛,機械手是近幾十年發展起來的一種高科技自動生產設備，作業的準確性和環境中完成作業的能力。工業機械手機器人的一個重要分支。

種類，按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式。特點是可以通過編程來完成各種預期的作業，構造和性能上兼有人和機械手機器各自的優點。

機械手主要由執行機構、驅動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度?。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機?械手設計的關?鍵參數。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用機械手有2～3個自由度。控制系統是通過對機械手每個自由度的電機的控制，來完成特定動作。同時接收傳感器反饋的信息，形成穩定的閉環控制。控制系統的核心通常是由單片機或dsp等微控制芯片構成，通過對其編程實現所要功能。

機械手可代替人的繁重勞動易實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作

以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。而目前的大多數機械手結構復雜，制造繁瑣困難，導致生產成本高，其整體結構采用普通的材料，長期使用則會容易磨損損壞，采用質量好的材料則導致成本更高，而且目前還沒有專門應用于轉軸上的結構簡單的機械手。

機械手所用的驅動機構主要有4種：液壓驅動、氣壓驅動、電氣驅動和機械驅動。其中以液壓驅動、氣壓驅動用得最多。

1、液壓驅動式

液壓驅動式機械手通常由液動機（各種油缸、油馬達）、伺服閥、油泵、油箱等組成驅動系統，由驅動機械手執行機構進行工作。通常它的具有很大的抓舉能力（高達幾百千克以上），其特點是結構緊湊、動作平穩、耐沖擊、耐震動、防爆性好，但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能，否則漏油將污染環境。

2、氣壓驅動式

其驅動系統通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機組成，其特點是氣源方便、動作迅速、結構簡單、造價較低、維修方便。但難以進行速度控制，氣壓不可太高，故抓舉能力較低。

3、電氣驅動式電力驅動是機械手使用得最多的一種驅動方式。其特點是電源方便，響應快，驅動力較大（關節型的持重已達400kg），信號檢測、傳動、處理方便，并可采用多種靈活的控制方案。驅動電機一般采用步進電機，直流伺服電機（AC）為主要的驅動方式。由于電機速度高，通常須采用減速機構（如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋傳動和多桿機構等）。有些機械手已開始采用無減速機構的大轉矩、低轉速電機進行直接驅動（DD）這既可使機構簡化，又可提高控制精度。

4、機械驅動式

機械驅動只用于動作固定的場合。一般用凸輪連桿機構來實現規定的動作。其特點是動作確實可靠，工作速度高，成本低，但不易于調整。

其他還有采用混合驅動，即液-氣或電-液混合驅動。

如公開號為CN?102934215?A公開日為2013年2月13日的發明專利，該專利的機械手用于輸送半導體晶圓。該機械手包括手部、前臂連桿以及上臂連桿。手部經由第1?關節而連結于前臂連桿。上臂連桿經由第2關節而連結于前臂連桿。在本申請的機械手中，前臂連桿能夠在第1?關節與第2?關節之間的位置分開。其結構是通過前臂連桿能在第1?關節與第2?關節的連接來實現活動，其連接關系單一，在出現部件損壞或是卡機的情況下，設備基本處于停止工作狀態，影響設備的工作效率。