带传动机构及机械手的制作方法

1.本实用新型涉及机械自动化技术领域，尤其涉及一种带传动机构及机械手。


背景技术：

2.目前的机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求设置有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。带传动机械手是现有的一种常用机械手类型，由于传动带在机械手运行过程中需要不停在静止和移动两种状态之间切换，会导致传动带出现一定程度的抖动，进而影响手部的稳定性，削弱了机械手的作业精度。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种带传动机构及机械手，带传动机构在工作中的抖动程度小，使机械手的作业精度高。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一方面，提供一种带传动机构，包括第一滑块、第一导向件、第一电机、第一同步带、同步带固定块、第一主动带轮、至少两个第一从动带轮和至少两个张紧轮，所述第一导向件与所述第一滑块滑动连接，其中的两个所述第一从动带轮分别设置在所述第一导向件的两端，所述第一主动带轮设置在所述第一电机的输出端，所述张紧轮设置在所述第一滑块上，其中的两个所述张紧轮位于所述第一导向件的一侧并沿所述第一导向件的长度方向布置，所述第一同步带设置在所述第一主动带轮、所述第一从动带轮和所述张紧轮上，所述第一同步带为开口同步带，所述第一同步带的两端均固定在所述同步带固定块上，所述第一电机和所述同步带固定块分别设置在所述第一导向件的两侧。
6.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一导向件竖直设置，所述张紧轮的数量为四个，四个所述张紧轮分布在同一个矩形的四个顶点上，所述第一同步带位于所述张紧轮与所述第一从动带轮之间的部分平行于所述第一导向件。
7.作为本实用新型的一种优选方案，所述同步带固定块包括块本体和两个压板，所述压板可拆卸地设置于所述块本体的顶面和底面上，所述压板朝向所述块本体的一面设有凹槽，所述第一同步带能插入所述凹槽中并被固定在所述块本体与所述压板之间。
8.另一方面，提供一种机械手，包括手部和上述任一技术方案所述的带传动机构，所述手部设置在所述第一导向件的一端。
9.作为本实用新型的一种优选方案，所述带传动机构还包括第一挡片和第一槽型光电开关，所述第一挡片设置在所述手部上，所述第一槽型光电开关设置在所述第一滑块上。
10.作为本实用新型的一种优选方案，所述机械手还包括机架、第一运动机构和第二运动机构，所述第一运动机构设置在所述机架上，所述第二运动机构设置在所述第一运动机构上，所述带传动机构与所述第二运动机构连接，所述第一运动机构用于驱动所述第二运动机构和所述带传动机构沿第一方向水平运动，所述第二运动机构用于驱动所述带传动
机构沿第二方向水平运动，所述第一导向件竖直设置，所述带传动机构用于驱动所述手部沿竖直方向运动。
11.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一运动机构包括第二电机、第二同步带、第二主动带轮、第二从动带轮、第二导向件、滑动座和第一连接件，所述第二电机、所述第二从动带轮和所述第二导向件均设置在所述机架上，所述滑动座与所述第二导向件滑动连接，所述第二主动带轮设置在所述第二电机的输出端，所述第二同步带设置在所述第二主动带轮和所述第二从动带轮上，所述第一连接件固定在所述第二同步带上并与所述滑动座连接，所述第二运动机构设置在所述滑动座上。
12.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一运动机构还包括第二挡片和第二槽型光电开关，所述第二挡片设置在所述滑动座上，所述第二槽型光电开关设置在所述机架上。
13.作为本实用新型的一种优选方案，所述第二运动机构包括固定座、第三电机、第三同步带、第三主动带轮、第三从动带轮、第三导向件、第二滑块和第二连接件，所述固定座设置在所述滑动座上，所述第三电机和所述第三导向件的一端均设置在所述固定座上，所述第三从动带轮和所述同步带固定块均设置在所述第三导向件的另一端，所述第三主动带轮设置在所述第三电机的输出端，所述第三同步带设置在所述第三主动带轮和第三从动带轮上，所述第二滑块与所述第三导向件滑动连接，所述第二滑块与所述第一滑块连接，所述第二连接件固定在所述第三同步带上并与所述第一滑块连接。
14.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一电机设置在所述滑动座上。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型的带传动机构将两个第一从动带轮分别设置在第一导向件的两端，第一主动带轮和同步带固定块分别设置在第一导向件的两侧，张紧轮在对第一同步带的形态进行限定的同时还提高了传动的稳定性，由于第一同步带呈十字形，当第一电机驱动第一主动带轮旋转时，第一同步带的形态会发生变化，第一同步带会对第一从动带轮施加作用力，进而使第一导向件与第一滑块之间发生相对运动，且第一导向件在移动过程中的稳定性高，不易晃动。采用此带传动机构的机械手通过将手部设置在第一导向件上，能实现手部的稳定移动，使机械手的作业精度高。
附图说明
17.图1为本实用新型一实施例的带传动机构的立体视图；
18.图2为图1中a处的放大图；
19.图3为本实用新型一实施例的机械手的立体视图；
20.图4为本实用新型另一实施例的机械手的立体视图；
21.图5为图4的分解图；
22.图6为图4的另一种分解图；
23.图7为图6另一角度的立体视图；
24.图8为本实用新型一实施例的带传动机构、第二运动机构和滑动座的立体视图；
25.图9为图8另一角度的立体视图。
26.图10为本实用新型另一实施例的带传动机构的结构示意图。
27.图中：
28.1、带传动机构；11、第一滑块；12、第一导向件；13、第一电机；14、第一同步带；15、同步带固定块；151、块本体；152、压板；1521、凹槽；16、第一主动带轮；17、第一从动带轮；18、张紧轮；191、第一挡片；192、第一槽型光电开关；2、手部；3、机架；4、第一运动机构；41、第二电机；42、第二同步带；43、第二主动带轮；44、第二从动带轮；45、第二导向件；46、滑动座；47、第一连接件；48、第二挡片；49、第二槽型光电开关；5、第二运动机构；51、固定座；52、第三电机；53、第三同步带；54、第三主动带轮；55、第三从动带轮；56、第三导向件；57、第二滑块；58、第二连接件；591、第三挡片；592、第三槽型光电开关。
具体实施方式
29.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。
32.如图1所示，本实用新型一实施例的带传动机构1包括第一滑块11、第一导向件12、第一电机13、第一同步带14、同步带固定块15、第一主动带轮16、两个第一从动带轮17和四个张紧轮18，第一导向件12与第一滑块11滑动连接，两个第一从动带轮17分别设置在第一导向件12的两端，第一主动带轮16设置在第一电机13的输出端，四个张紧轮18均设置在第一滑块11上，两个张紧轮18位于第一导向件12的一侧并沿第一导向件12的长度方向布置，另外两个张紧轮18位于第一导向件12的另一侧并沿第一导向件12的长度方向布置，第一同步带14设置在第一主动带轮16、两个第一从动带轮17和四个张紧轮18上，第一同步带14为开口同步带，第一同步带14的两端均固定在同步带固定块15上，第一电机13和同步带固定块15分别设置在第一导向件12的两侧。
33.本实施例的带传动机构1将两个第一从动带轮17分别设置在第一导向件12的两端，第一主动带轮16和同步带固定块15分别设置在第一导向件12的两侧，四个张紧轮18在对第一同步带14的形态进行限定的同时还提高了传动的稳定性，由于第一同步带14呈十字形，当第一电机13驱动第一主动带轮16旋转时，第一同步带14的形态会发生变化，第一同步带14会对第一从动带轮17施加作用力，进而使第一导向件12与第一滑块11之间发生相对运动，且第一导向件12在移动过程中的稳定性高，不易晃动。
34.在本实施例中，第一从动带轮17的数量为两个，张紧轮18的数量为四个。在另一些实施例中，第一导向件12为非长杆状，例如工字型，因此第一导向件12上能设置更多的第一从动带轮17，张紧轮18的数量也可以增加，使得第一同步带14的形态也与本实施例中的第一同步带14的形态不同。
35.进一步的，第一导向件12竖直设置，四个张紧轮18分布在同一个矩形的四个顶点
上，第一同步带14位于张紧轮18与第一从动带轮17之间的部分平行于第一导向件12。第一导向件12会在第一滑块11上沿竖直方向上下移动，由于第一同步带14位于张紧轮18与第一从动带轮17之间的部分平行于第一导向件12，当第一导向件12向下运动时，第一同步带14对顶部的第一从动带轮17施加竖直向下的作用力，当第一导向件12向上运动时，第一同步带14对底部的第一从动带轮17施加竖直向上的作用力。因此，不论第一导向件12向上还是向下运动，第一导向件12受到来自第一从动带轮17的作用力始终沿着第一导向件12的长度方向，不会在第一导向件12上产生垂直于第一导向件12长度方向的分力，保证第一导向件12不会在第一滑块11上晃动。
36.第一导向件12在本实施例中为滑轨形式，第一导向件12并不限定为竖直设置，在另一些实施例中，第一导向件12为水平设置，以满足不同场合的应用需要。
37.如图2所示，进一步的，同步带固定块15包括块本体151和两个压板152，压板152可拆卸地设置于块本体151的顶面和底面上，压板152朝向块本体151的一面设有凹槽1521，第一同步带14能插入凹槽1521中并被固定在块本体151与压板152之间。通过拆卸压板152可以很方便的调节第一同步带14的松紧度，从而保证传动精度，使得带传动机构1便于进行维护。凹槽1521能对第一同步带14进行限位，使第一同步带14固定后上下两段第一同步带14能够平齐，不发生错位。
38.如图3所示，本实用新型的实施例还提供一种机械手，手部2和上述实施例的带传动机构1，手部2设置在第一导向件12的一端，从而能实现手部2的稳定移动，使机械手的作业精度高。手部2可以选择夹持型、托持型或吸附型等类型，在本实施例中，手部2为夹持型。
39.进一步的，带传动机构1还包括第一挡片191和第一槽型光电开关192，第一挡片191设置在手部2上，第一槽型光电开关192设置在第一滑块11上。当第一挡片191运动到第一槽型光电开关192所处的位置时，会切断第一槽型光电开关192的光路从而产生信号变化，通过第一挡片191和第一槽型光电开关192的配合使用，能够对第一导向件12的行程进行限定，从而避免手部2与第一滑块11之间发生碰撞。
40.如图4所示，另一个实施例的机械手还包括机架3、第一运动机构4和第二运动机构5，第一运动机构4设置在机架3上，第二运动机构5设置在第一运动机构4上，带传动机构1与第二运动机构5连接，第一运动机构4用于驱动第二运动机构5和带传动机构1沿第一方向水平运动，第二运动机构5用于驱动带传动机构1沿第二方向水平运动，第一导向件12竖直设置，带传动机构1用于驱动手部2沿竖直方向运动。第一方向和第二方向可以垂直也可以不垂直，通过第一运动机构4和第二运动机构5，能实现带传动机构1更为复杂的运动形式，从而让手部2也更为灵活，能够进行复杂的作业。
41.如图5和图6所示，第一运动机构4包括第二电机41、第二同步带42、第二主动带轮43、第二从动带轮44、第二导向件45、滑动座46和第一连接件47，第二电机41、第二从动带轮44和第二导向件45均设置在机架3上，滑动座46与第二导向件45滑动连接，第二主动带轮43设置在第二电机41的输出端，第二同步带42设置在第二主动带轮43和第二从动带轮44上，第一连接件47固定在第二同步带42上并与滑动座46连接，第二运动机构5设置在滑动座46上。滑动座46需要复杂较大的质量，因此面积较大，相应的，第二导向件45的数量也为两个，以保证滑动座46的稳定性。当第二电机41驱动第二主动带轮43旋转时，第二同步带42会驱动第一连接件47运动，第一连接件47则带动滑动座46沿第二导向件45运动。
42.如图7所示，进一步的，第一运动机构4还包括第二挡片48和第二槽型光电开关49，第二挡片48设置在滑动座46上，第二槽型光电开关49设置在机架3上。第二槽型光电开关49的数量为两个，因而能够限定出滑动座46的行程，保证滑动座46不从第二导向件45上脱离。
43.如图5至图8所示，第二运动机构5包括固定座51、第三电机52、第三同步带53、第三主动带轮54、第三从动带轮55、第三导向件56、第二滑块57和第二连接件58，固定座51设置在滑动座46上，第三电机52和第三导向件56的一端均设置在固定座51上，第三从动带轮55和同步带固定块15均设置在第三导向件56的另一端，第三主动带轮54设置在第三电机52的输出端，第三同步带53设置在第三主动带轮54和第三从动带轮55上，第二滑块57与第三导向件56滑动连接，第二滑块57与第一滑块11连接，第二连接件58固定在第三同步带53上并与第一滑块11连接。当第三电机52驱动第三主动带轮54旋转时，第三同步带53会驱动第二连接件58运动，第二连接件58则使第一滑块11沿第三导向件56滑动，从而实现第一滑块11和第一导向件12在水平方向上的平稳移动。
44.如图9所示，第二运动机构5还包括第三挡片591和第三槽型光电开关592，第三挡片591设置在第一滑块11上，第三槽型光电开关592设置在滑动座46上。通过设置第三挡片591和第三槽型光电开关592，能够避免第一滑块11与滑动座46发生碰撞。
45.在本实施例中，第一电机13设置在滑动座46上，第一电机13的质量较大，将第一电机13固定在滑动座46上，使带传动机构1的运动部分的质量较轻，从而惯性也较小，其运动状态的改变所需要的外力较小，带传动机构1因而具有更好的稳定性。
46.如图10所示，在另一个具体的实施例中，同步带固定块15固定在第一滑块11上，因此，可以省去两个张紧轮18，带传动机构1的张紧轮18仅需要在第一导向件12的一侧设置两个即可，此时，第一同步带14并不呈十字形而是呈t型，同样能实现第一导向件12的移动。
47.作为本实用新型优选的实施方案，在本说明书的描述中，参考术语“进一步的”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
48.以上实施例仅用来说明本实用新型的详细方案，本实用新型并不局限于上述详细方案，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方案才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。