一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，所述驅動機構包括旋轉座、以滑塊作為解鎖件的鎖扣組件、設有齒段的內齒輪，旋轉座與內齒輪偏心設置。常態時，齒段與旋轉座上的齒輪無接觸，鎖扣組件中的一對制動片制動旋轉座；操作時，旋轉的內齒輪上的解鎖桿與滑塊上的S形導向槽配合，滑塊平移，其上的楔形塊平移，張開一對制動片的一端，以解除對旋轉座的制動，之后，滑塊復位，彈簧使制動片復位以制動旋轉座；上述過程中，齒段驅動旋轉座旋轉預定角度。按上述技術方案，解鎖桿與S形導向槽的配合可驅使滑塊作一來回往復直線運動。
【專利說明】
一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人
技術領域
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[0001]本發明涉及機器人技術領域，具體而言，涉及一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人。【背景技術】:
[0002]現有技術中，PCB板的裁切通常采用專用的PCB板裁切機。然而，操作人員通過手工方式將待裁切的PCB板送入PCB板裁切機，再將已裁切的PCB板輸出PCB板裁切機，不僅工作量大，而且，PCB板裁切效率也難以得到提高。
[0003]申請號為CN201520484088.9的實用新型公開了一種通過機器人的機械手取放料的PCB板裁切機，其中，機器人的機械手上設兩個吸盤組，吸盤組通過真空吸附方式吸取PCB 板和廢料。所述兩個吸盤組可進行一百八十度旋轉，以方便兩個吸盤組取放PCB板或廢料至相應工位。
【發明內容】
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[0004]本發明所解決的技術問題:現有技術中，通過機器人的機械手取放料的PCB板裁切機，安裝在機械手上的兩個吸盤如何準確地旋轉一百八十度。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案:一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，包括底座體、樞接在底座體上的腰轉部件、樞接在腰轉部件上的大臂、樞接在大臂上的小臂、安裝在小臂上的執行末端，腰轉部件繞底座體轉動，大臂繞腰轉部件轉動， 小臂繞大臂轉動；
[0006]所述執行末端包括旋轉塊、與旋轉塊固定連接的一對吸盤組、驅動旋轉塊旋轉的驅動機構;所述驅動機構包括旋轉組件、鎖扣組件、驅動組件；[〇〇〇7]所述旋轉組件包括旋轉座、固定套設在旋轉座外圍的制動盤和第二齒輪;所述旋轉塊固定連接旋轉座；
[0008]所述鎖扣組件包括固定設置在殼體內的基盤、安裝在基盤上的一對制動片、滑動設置在基盤上的解鎖滑塊;所述一對制動片左右對稱設置在制動盤的外圍，一對制動片的一端鉸接而另一端彈性連接;所述解鎖滑塊上設有可平移入一對制動片彈性連接一端以張開一對制動片的楔形塊；
[0009]所述驅動組件包括由驅動裝置驅動而旋轉的圓環，圓環旋轉的中心線偏離旋轉座旋轉的中心線，圓環的內側壁上設有齒段和解鎖模塊，解鎖模塊包括一解鎖桿，所述解鎖滑塊開設S形的導向槽，旋轉的圓環可驅使解鎖桿滑入導向槽，在導向槽內滑動的解鎖桿可驅使解鎖滑塊向基盤中心平移，當解鎖桿開始驅使解鎖滑塊向基盤中心平移時，第二齒輪與齒段開始嚙合，當解鎖桿脫離與導向槽接觸時，解鎖滑塊復位且第二齒輪與齒段脫離接觸。
[0010]按上述技術方案，本發明所述一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人的工作原理如下:
[0011]第一，驅動機構中的驅動裝置驅動圓環旋轉，圓環帶動其上的齒段和解鎖模塊旋轉。
[0012]第二，當固定設置在圓環上的解鎖桿滑入導向槽內并驅使解鎖滑塊向基盤的中心平移時，解鎖滑塊上的楔形塊平移入一對制動片彈性連接的一端以張開一對制動片，如此， 旋轉座由初始的被一對制動片摩擦制動的狀態轉變為可自由旋轉的狀態。[0〇13]第三，與一對制動片不再制動旋轉座同步地，圓環內側壁上的齒段，即圓環內側壁上的一段齒，與第二齒輪開始嚙合，并驅動第二齒輪及與其固定連接的旋轉座旋轉，旋轉座帶動一對吸盤旋轉；當旋轉座旋轉一百八十度時，齒段與第二齒輪脫離接觸，同時，解鎖桿與解鎖滑塊的導向槽脫離接觸，由于導向槽呈S形，因此，解鎖桿與導向槽脫離接觸時，解鎖滑塊復位，楔形塊隨之復位，一對制動片彈性連接的一端亦隨之復位，一對制動片重新摩擦制動制動盤，進而制動旋轉座。
[0014]通過上述技術方案，本發明所述驅動機構可使執行末端上的兩個吸盤準確地旋轉一百八十度，以便執行末端準確地取放料。
[0015]作為本發明對執行末端的一種說明，所述執行末端包括樞接在小臂上的連接臂、 設置在連接臂上的殼體;所述驅動機構安裝在殼體內，旋轉塊位于殼體外。具體而言，一對吸盤固定在旋轉塊的左右兩側。
[0016]作為本發明對旋轉組件的一種說明，所述旋轉座樞接在基盤上，旋轉座上設有一對定位桿，所述旋轉塊通過一對定位桿固定連接旋轉座。
[0017]作為本發明對鎖扣組件的一種說明，所述基盤上設有一支柱，支柱上設有鉸接銷； 所述一對制動片包括位于左側的第一制動片和位于右側的第二制動片，第一制動片的左端與第二制動片的左端鉸接在鉸接銷上，第一制動片的右端與第二制動片的右端通過第一伸縮彈簧彈性連接;第一制動片的右端設有第一頂柱，第二制動片的右端設有第二頂柱，第一頂柱和第二頂柱相向設置，第一頂柱和第二頂柱位于第一伸縮彈簧內；所述第一制動片和第二制動片均呈半圓形，第一制動片和第二制動片包圍制動盤。按上述說明，第一伸縮彈簧具有使第一制動片和第二制動片合攏的趨勢，而第一頂柱和第二頂柱的設置則具有阻擋該種趨勢的作用。
[0018]作為本發明對鎖扣組件的一種說明，所述解鎖滑塊上設有一對定位銷，所述一對定位銷包括左右對稱設置的第一定位銷和第二定位銷，所述第一制動片的右端設有第一定位孔，第二制動片的右端設有第二定位孔，當第一頂柱與第二頂柱相抵時，平移的解鎖滑塊上的第一定位銷和第二定位銷可相應地插入第一定位孔和第二定位孔內。按上述說明，當解鎖桿推動解鎖滑塊向基盤的中心平移時，第一定位銷和第二定位銷相應地脫離第一定位孔和第二定位孔，之后，楔形塊介入第一制動片右端和第二制動片右端之間，以撐開第一制動片右端和第二制動片右端，使一對制動片不再制動旋轉座;在解鎖桿隨著圓環的旋轉而離去后，解鎖滑塊復位，楔形塊隨之復位，第一定位銷和第二定位銷相應地插入第一定位孔和第二定位孔，以鎖定一對制動片，進而制動旋轉座。
[0019]作為本發明對鎖扣組件和驅動組件之間互動關系的一種說明，鎖扣組件中，解鎖滑塊上的導向槽包括連通的第一弧形導向槽、第二弧形導向槽、第三弧形導向槽，其中，第二弧形導向槽的弧形圓心位于圓環的中心線上;驅動組件中，所述解鎖模塊包括固定在圓環內側壁上的徑向內凸塊、固定在徑向內凸塊上且指向圓環圓心的徑向桿;所述解鎖桿安裝在徑向桿的端部;隨著圓環的旋轉，解鎖桿首先滑入第一弧形導向槽，并驅使解鎖滑塊向基盤的中心平移，同時，第二齒輪與齒段開始嚙合，之后，解鎖桿進入第二弧形導向槽，解鎖滑塊與基盤中心的距離保持不變，之后，解鎖桿進入第三弧形導向槽，并驅使解鎖滑塊向遠離基盤中心的方向平移，當解鎖桿脫離第三弧形導向槽時，第二齒輪與齒段脫離接觸。
[0020]按上述說明，在圓環旋轉的前提下，當解鎖桿在第一弧形導向槽內移動時，解鎖桿即推動解鎖滑塊向基盤的中心直線平移，解鎖桿在第一弧形導向槽內移動的過程中，首先， 第一定位銷和第二定位銷逐步從第一定位孔和第二定位孔中拔出，之后，楔形塊介入第一制動片右端和第二制動片右端，使第一制動片右端和第二制動片右端相互分離；當解鎖桿在第二弧形導向槽內移動時，由于徑向桿端部指向圓環的圓心且第二弧形導向槽的弧形圓心位于圓環的中心線上，因此，當解鎖桿在第二弧形導向槽內移動時，解鎖滑塊與圓環的中心距離保持不變，進而，解鎖滑塊與基盤中心的距離保持不變，一對制動片保持張開狀態， 使旋轉座自由旋轉；當解鎖桿在第三弧形導向槽內移動時，解鎖桿即推動解鎖滑塊向遠離基盤中心的方向直線平移，解鎖桿在第三弧形導向槽內移動的過程中，楔形塊從第一制動片右端和第二制動片右端之間撤出，在第一伸縮彈簧的作用下，第一制動片右端和第二制動片右端相互靠攏以鎖定制動盤，之后，第一定位銷和第二定位銷逐步插入第一定位孔和第二定位孔以鎖定第一制動片和第二制動片。上述說明中，當解鎖桿在第一弧形導向槽內移動時，第二齒輪與齒段嚙合，當解鎖桿脫離與第三弧形導向槽接觸時，第二齒輪與齒段脫離接觸，在解鎖桿與導向槽開始接觸至解鎖桿脫離與導向槽接觸，第二齒輪驅動旋轉座旋轉一百八十度，即，旋轉塊旋轉一百八十度。
[0021]作為本發明對驅動組件的一種說明，所述圓環樞接在殼體內，所述驅動裝置包括固定套設在圓環內側壁上的齒環、與齒環嚙合的第三齒輪、與第三齒輪聯接且安裝在殼體內的第一電機。按上述說明，第一電機驅動第三齒輪旋轉，第三齒輪通過驅動齒環而驅動圓環旋轉。【附圖說明】:
[0022]下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
[0023]圖1為本發明一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人的結構示意圖；[〇〇24]圖2為圖1中執行末端50的結構示意圖；
[0025]圖3為圖2中驅動機構60的結構示意圖；[〇〇26]圖4為圖3中旋轉組件61和鎖扣組件62的組合結構示意圖；[〇〇27]圖5為圖4中旋轉組件61和鎖扣組件62的組合結構被剖切后的示意圖；[〇〇28]圖6為圖5中解鎖滑塊623的結構示意圖；[〇〇29]圖7為圖5中制動片622的結構示意圖；
[0030]圖8為圖3中驅動組件63的結構示意圖。[〇〇31] 圖中符號說明:[〇〇32]10、底座體；
[0033]20、腰轉部件；
[0034]30、大臂；
[0035]40、小臂；[〇〇36]50、執行末端;51、連接臂;52、殼體;53、旋轉塊；
[0037]60、驅動機構；[〇〇38]61、旋轉組件;611、旋轉座;612、制動盤;613、第二齒輪;614、定位桿；[〇〇39]62、鎖扣組件;621、基盤;622、制動片；6221、第一伸縮彈簧;6222、定位孔;623、解鎖滑塊;6230、導向槽;6231、第一弧形導向槽;6232、第二弧形導向槽;6233、第三弧形導向槽;624、楔形塊;626、支柱;627、定位銷；[〇〇4〇] 63、驅動組件;631、圓環;632、齒段;633、解鎖模塊;6331、解鎖桿;635、齒環;636、 第三齒輪;637、徑向內凸塊;638、徑向桿。【具體實施方式】:
[0041]如圖1，一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，包括底座體10、樞接在底座體上的腰轉部件20、樞接在腰轉部件上的大臂30、樞接在大臂上的小臂40、安裝在小臂上的執行末端50，腰轉部件繞底座體轉動，大臂繞腰轉部件轉動，小臂繞大臂轉動。[〇〇42]結合圖1、圖2,所述執行末端包括樞接在小臂40上的連接臂51、設置在連接臂上的殼體52、位于殼體外的旋轉塊53、與旋轉塊固定連接的一對吸盤組、驅動旋轉塊旋轉的驅動機構60;所述驅動機構60安裝在殼體內。[〇〇43] 如圖3，所述驅動機構包括旋轉組件61、鎖扣組件62、驅動組件63。
[0044]上述驅動機構中，結合圖4、圖5,所述旋轉組件包括旋轉座611、固定套設在旋轉座外圍的制動盤612和第二齒輪613;所述旋轉塊固定連接旋轉座。結合圖4至圖7,所述鎖扣組件包括固定設置在殼體內的基盤621、安裝在基盤上的一對制動片622、滑動設置在基盤上的解鎖滑塊623;所述一對制動片左右對稱設置在制動盤的外圍，一對制動片的一端鉸接而另一端彈性連接;所述解鎖滑塊上設有可平移入一對制動片彈性連接一端以張開一對制動片的楔形塊624。如圖8,所述驅動組件包括由驅動裝置驅動而旋轉的圓環631，圓環旋轉的中心線偏離旋轉座旋轉的中心線，圓環的內側壁上設有齒段632和解鎖模塊633，解鎖模塊包括一解鎖桿6331，所述解鎖滑塊開設S形的導向槽6230,旋轉的圓環可驅使解鎖桿滑入導向槽，在導向槽內滑動的解鎖桿可驅使解鎖滑塊向基盤中心平移，當解鎖桿開始驅使解鎖滑塊向基盤中心平移時，第二齒輪與齒段開始嚙合，當解鎖桿脫離與導向槽接觸時，解鎖滑塊復位且第二齒輪與齒段脫離接觸。
[0045]上述旋轉組件61中，所述旋轉座611樞接在基盤621上，旋轉座上設有一對定位桿 614，所述旋轉塊53通過一對定位桿固定連接旋轉座。[〇〇46]上述鎖扣組件62中，所述基盤621上設有一支柱626,支柱上設有鉸接銷;所述一對制動片622包括位于左側的第一制動片和位于右側的第二制動片，第一制動片的左端與第二制動片的左端鉸接在鉸接銷上，第一制動片的右端與第二制動片的右端通過第一伸縮彈簧彈性6221連接;第一制動片的右端設有第一頂柱，第二制動片的右端設有第二頂柱，第一頂柱和第二頂柱相向設置，第一頂柱和第二頂柱位于第一伸縮彈簧內；所述第一制動片和第二制動片均呈半圓形，第一制動片和第二制動片包圍制動盤612。[〇〇47] 上述鎖扣組件62中，所述解鎖滑塊623上設有一對定位銷627,所述一對定位銷包括左右對稱設置的第一定位銷和第二定位銷，所述第一制動片的右端設有第一定位孔 6222,第二制動片的右端設有第二定位孔，當第一頂柱與第二頂柱相抵時，平移的解鎖滑塊上的第一定位銷和第二定位銷可相應地插入第一定位孔和第二定位孔內。
[0048]上述鎖扣組件62中，解鎖滑塊623上的導向槽6230包括連通的第一弧形導向槽 6231、第二弧形導向槽6232、第三弧形導向槽6233,其中，第二弧形導向槽的弧形圓心位于圓環631的中心線上;驅動組件63中，所述解鎖模塊633包括固定在圓環631內側壁上的徑向內凸塊637、固定在徑向內凸塊上且指向圓環圓心的徑向桿638;所述解鎖桿6331安裝在徑向桿的端部；隨著圓環的旋轉，解鎖桿首先滑入第一弧形導向槽，并驅使解鎖滑塊向基盤 621的中心平移，同時，第二齒輪613與齒段632開始嚙合，之后，解鎖桿進入第二弧形導向槽，解鎖滑塊與基盤中心的距離保持不變，之后，解鎖桿進入第三弧形導向槽，并驅使解鎖滑塊向遠離基盤中心的方向平移，當解鎖桿脫離第三弧形導向槽時，第二齒輪與齒段脫離接觸。[〇〇49]上述驅動組件63中，所述圓環631樞接在殼體52內，所述驅動裝置包括固定套設在圓環內側壁上的齒環635、與齒環嚙合的第三齒輪636、與第三齒輪聯接且安裝在殼體內的第一電機。
[0050]實際操作中，本發明所述驅動機構60的工作流程如下:[〇〇51]第一，驅動機構60中的驅動裝置驅動圓環631旋轉，圓環帶動其上的齒段632和解鎖模塊633旋轉。[〇〇52]第二，當固定設置在圓環631上的解鎖桿6331滑入導向槽6230內并驅使解鎖滑塊 623向基盤621的中心平移時，解鎖滑塊623上的楔形塊624平移入一對制動片622彈性連接的一端以張開一對制動片，如此，旋轉座611由初始的被一對制動片摩擦制動的狀態轉變為可自由旋轉的狀態。[〇〇53] 第三，與一對制動片622不再制動旋轉座611同步地，圓環631內側壁上的齒段632， 即圓環內側壁上的一段齒，與第二齒輪613開始嚙合，并驅動第二齒輪及與其固定連接的旋轉座611旋轉，旋轉座帶動一對吸盤旋轉；當旋轉座611旋轉一百八十度時，齒段632與第二齒輪613脫離接觸，同時，解鎖桿6331與解鎖滑塊的導向槽6230脫離接觸，由于導向槽呈S 形，因此，解鎖桿6331與導向槽脫離接觸時，解鎖滑塊623復位，楔形塊624隨之復位，一對制動片622彈性連接的一端亦隨之復位，一對制動片重新摩擦制動制動盤612,進而制動旋轉座 611。
[0054]以上內容僅為本發明的較佳實施方式，對于本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1.一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，包括底座體(10)、樞接在底座體上的腰 轉部件(20 )、樞接在腰轉部件上的大臂(30 )、樞接在大臂上的小臂(40 )、安裝在小臂上的執 行末端(50 )，腰轉部件繞底座體轉動，大臂繞腰轉部件轉動，小臂繞大臂轉動;其特征在于:所述執行末端包括旋轉塊(53)、與旋轉塊固定連接的一對吸盤組、驅動旋轉塊旋轉的 驅動機構(60);所述驅動機構包括旋轉組件(61)、鎖扣組件(62)、驅動組件(63);所述旋轉組件包括旋轉座(611 )、固定套設在旋轉座外圍的制動盤(612)和第二齒輪 (613);所述旋轉塊固定連接旋轉座；所述鎖扣組件包括固定設置在殼體內的基盤(621)、安裝在基盤上的一對制動片 (622)、滑動設置在基盤上的解鎖滑塊(623);所述一對制動片左右對稱設置在制動盤的外 圍，一對制動片的一端鉸接而另一端彈性連接;所述解鎖滑塊上設有可平移入一對制動片 彈性連接一端以張開一對制動片的楔形塊(624);所述驅動組件包括由驅動裝置驅動而旋轉的圓環(631)，圓環旋轉的中心線偏離旋轉 座旋轉的中心線，圓環的內側壁上設有齒段(632)和解鎖模塊(633)，解鎖模塊包括一解鎖 桿(6331)，所述解鎖滑塊開設S形的導向槽(6230)，旋轉的圓環可驅使解鎖桿滑入導向槽， 在導向槽內滑動的解鎖桿可驅使解鎖滑塊向基盤中心平移，當解鎖桿開始驅使解鎖滑塊向 基盤中心平移時，第二齒輪與齒段開始嚙合，當解鎖桿脫離與導向槽接觸時，解鎖滑塊復位 且第二齒輪與齒段脫離接觸。2.如權利要求1所述的一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，其特征在于:所述執 行末端(50)包括樞接在小臂(40)上的連接臂(51)、設置在連接臂上的殼體(52)，所述驅動 機構(60)安裝在殼體內，旋轉塊(53)位于殼體外。3.如權利要求1所述的一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，其特征在于:旋轉組 件(61)中，所述旋轉座(611)樞接在基盤(621)上，旋轉座上設有一對定位桿(614)，所述旋 轉塊(53)通過一對定位桿固定連接旋轉座。4.如權利要求1所述的一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，其特征在于:鎖扣組 件(62)中，所述基盤(621)上設有一支柱(626)，支柱上設有鉸接銷;所述一對制動片(622) 包括位于左側的第一制動片和位于右側的第二制動片，第一制動片的左端與第二制動片的 左端鉸接在鉸接銷上，第一制動片的右端與第二制動片的右端通過第一伸縮彈簧彈性 (6221)連接;第一制動片的右端設有第一頂柱，第二制動片的右端設有第二頂柱，第一頂柱 和第二頂柱相向設置，第一頂柱和第二頂柱位于第一伸縮彈簧內；所述第一制動片和第二 制動片均呈半圓形，第一制動片和第二制動片包圍制動盤(612)。5.如權利要求4所述的一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，其特征在于:鎖扣組 件(62)中，所述解鎖滑塊(623)上設有一對定位銷(627)，所述一對定位銷包括左右對稱設 置的第一定位銷和第二定位銷，所述第一制動片的右端設有第一定位孔(6222)，第二制動 片的右端設有第二定位孔，當第一頂柱與第二頂柱相抵時，平移的解鎖滑塊上的第一定位 銷和第二定位銷可相應地插入第一定位孔和第二定位孔內。6.如權利要求5所述的一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，其特征在于:鎖扣組 件(62)中，解鎖滑塊(623)上的導向槽(6230)包括連通的第一弧形導向槽(6231)、第二弧形 導向槽(6232)、第三弧形導向槽(6233)，其中，第二弧形導向槽的弧形圓心位于圓環(631) 的中心線上;驅動組件(63)中，所述解鎖模塊(633)包括固定在圓環(631)內側壁上的徑向內凸塊(637)、固定在徑向內凸塊上且指向圓環圓心的徑向桿(638);所述解鎖桿(6331)安 裝在徑向桿的端部；隨著圓環的旋轉，解鎖桿首先滑入第一弧形導向槽，并驅使解鎖滑塊向基盤(621)的中 心平移，同時，第二齒輪(613)與齒段(632)開始嚙合，之后，解鎖桿進入第二弧形導向槽，解 鎖滑塊與基盤中心的距離保持不變，之后，解鎖桿進入第三弧形導向槽，并驅使解鎖滑塊向 遠離基盤中心的方向平移，當解鎖桿脫離第三弧形導向槽時，第二齒輪與齒段脫離接觸。7.如權利要求1所述的一種執行末端設有旋轉驅動機構的機器人，其特征在于:驅動組 件(63)中，所述圓環(631)樞接在殼體(52)內，所述驅動裝置包括固定套設在圓環內側壁上 的齒環(635)、與齒環嚙合的第三齒輪(636)、與第三齒輪聯接且安裝在殼體內的第一電機。
【文檔編號】B25J15/06GK106002445SQ201610370421
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月28日
【發明人】王文慶
【申請人】東莞市聯洲知識產權運營管理有限公司