[实用新型]一种真空摇摆机械手

说明书

技术领域

本实用新型涉及真空机械装置，特别涉及一种真空摇摆机械手。 

背景技术

在科学研究还是工业生产中，人们有时需要一个真空环境进行材料制备或者科学实验。这种真空条件通常是利用一个真空腔体和一组真空泵来实现和维持的。在真空腔体内部，为了实现多种处理和测试，样品需要在不同位置之间进行传递。在同一个真空腔体内，样品的机械运动主要依靠摇摆机械手实现。摇摆机械手是指机械手安装在真空腔体上之后，能够在一定张角幅度内进行角向摆动或枢转的机械手，通常摇摆机械手也能够实现前后移动，通过这些运动在真空腔体内传递样品。 

现有的摇摆机械手，例如中国实用新型专利CN201410663Y所公开的一种摇摆机械手，其包括：抓取样品的夹持机构，该夹持机构包括机械手外罩、二连杆和抓手；在前端通过连接件固定连接机械手外罩的驱动管或传动套管；在前端通过螺纹连接该二连杆从而连接抓手的驱动轴或传动连杆，该驱动轴活动穿设在驱动管内；其法兰开口的口径较小，并且其包含的两段波纹管之间的连接件是不可活动的，因此摇摆最大张角只有22度左右，活动范围较小，不适合在大型真空腔体上使用。该实用新型专利的内容通过引用结合入本文。 

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是针对上述真空摇摆机械手做出改进，使其摇摆最大张角不小于60度。 

为实现以上目的，本实用新型采用的方案是提供一种真空摇摆机械手，其包括：适于抓取样品的夹持机构；在前端连接夹持机构的传动套管；在前端连接夹持机构并可滑动地穿设在传动套管内的传动连杆，传动连杆相对传动套管的轴向滑动能够控制夹持机构的开闭；连接在传动套管后端 以及传动连杆后端的操纵机构，通过操纵机构能够控制传动套管的移动和摆动以及传动连杆相对传动套管的轴向滑动进而控制夹持机构的移动和开闭；密封固定在真空腔体上的法兰，法兰具有供传动套管穿设的开口；适于将传动套管活动支承在法兰上的支承机构；沿轴向套设在传动套管外的第一波纹管和直径小于且长度大于第一波纹管的第二波纹管，该第一波纹管和该第二波纹管彼此通过连接件对接并且设置在该夹持机构和该法兰之间以对该传动套管和该支承机构形成密封。第一波纹管主要提供弯曲的柔性而第二波纹管主要提供伸缩的柔性，该机械手还包括适于将该传动套管活动支承在该法兰上的支承机构；该法兰的开口内缘上的任一点与旋转球球心所形成的连线与该传动连杆轴线的夹角均不小于60度。其中，法兰的开口的口径较大并且连接件能够在传动套管上沿轴向滑动从而使得传动套管的最大摆动张角不小于60度。 

在本实用新型中，该夹持机构和法兰之间的这种柔性密封连接分为两个部分：传动套管与第一波纹管和第二波纹管之间是空气，在靠近该夹持机构的位置处，第一波纹管的内部和传动套管的外部焊接在一起，从而实现真空密封；在传动套管和该传动连杆之间是真空，传动套管外部焊接在操纵机构上，从而形成另一真空密封。操纵机构内部中空，并且形成真空。操纵机构里面通过两个波纹管和传动连杆套装，这样可以实现传动连杆和传动套管之间柔性连接，从而可以相对运动。 

在本实用新型中，较大的法兰开口口径使得传动套管摆动的自由度更大，可活动的连接件使得波纹管变形时的应力分布更加均匀，不仅有利于增大摇摆角度，还有利于降低波纹管因应力集中而发生破损的概率。 

根据本实用新型的一个方案，支承机构包括旋转球卡座、旋转球。旋转球卡座固定至法兰，并将旋转球可滚动地卡设在开口内侧的径向区域内。旋转球具有通孔，传动套管穿过通孔并与之形成滑动配合。通过这种设置，使得支承机构的结构简单，并且传动套管的活动更加灵活。 

根据本实用新型的一个方案，旋转球卡座包括法兰连接件、第一限位件、第二限位件。法兰连接件密封固定在法兰上。第一限位件固定在法兰连接件上，第二限位件固定在第一限位件内部。第一限位件和第二限位件各自具有与旋转球形状配合并沿轴向并列对中的第一限位孔和第二限位孔。旋转球被保持在第一限位孔和第二限位孔中。这种设置使得支承机构的结构轻便，并且旋转球的限位牢固不易滑脱。 

根据本实用新型的一个方案，波纹管的短粗段密封连接在法兰连接件上。这有利于实现更好的密封。 

根据本实用新型的一个方案，粗短段的直径大约为细长段的两倍，细长段的长度大约为粗短段的两倍。 

根据本实用新型的一个方案，连接件由不锈钢制成。