[发明专利]一种SCARA高速并联机械手

权利要求书

1.一种SCARA高速并联机械手，包括机架(1)、旋转关节(2)、移动关节(3)、伺服电机(4)和控制器；所述机架(1)上设有一对伺服电机(4)，机架(1)的下方设有旋转关节(2)；所述旋转关节(2)的顶端设置有移动关节(3)，移动关节(3)的下方设有工作台(5)；其特征在于：所述旋转关节(2)包括一对主连杆(21)和一对副连杆(22)；所述主连杆(21)的一端安装在伺服电机(4)的主轴上，主连杆(21)的另一端安装有副连杆(22)，副连杆(22)与主连杆(21)转动连接；所述副连杆(22)的末端设置有移动关节(3)，移动关节(3)将一对副连杆(22)的末端转动连接起来；所述主连杆(21)、副连杆(22)和移动关节(3)之间形成了机械手的并联结构；所述移动关节(3)包括柱体(31)、吸头(32)和电磁阀(33)；所述柱体(31)的底端设有顶杆(34)，顶杆(34)套接安装在柱体(31)上，顶杆(34)的头部设置有吸头(32)；所述柱体(31)的侧面上设置有电磁阀(33)，所述电磁阀(33)上设置有气管(331)，气管(331)分别将电磁阀(33)与顶杆(34)内部、电磁阀(33)与气源之间连通起来；所述控制器控制伺服电机(4)和电磁阀(33)的运转；

所述吸头(32)上设置有补气孔(321)，补气孔(321)位于吸头(32)的中央，补气孔(321)将顶杆(34)内部与吸头(32)的中心连通起来；所述补气孔(321)的端口上设置有隔膜(322)，隔膜(322)的一端贴合在吸头(32)的底部；工作时，吸头(32)将待装配的子件吸附起来，通过伺服电机(4)驱动移动关节(3)到指定的位置，随后通过气管(331)向顶杆(34)内补气，气体通过补气孔(321)时顶开隔膜(322)，使得吸头（32）的内部与外部连通，通过设置在吸头(32)上的补气孔(321)，补气孔(321)直接由电磁阀(33)控制，通过气管(331)将气源中的气体补充到顶杆(34)内部，避免了补气孔(321)与外部环境的接触，维持补气孔(321)中的气体流通效率，设置在补气孔(321)上的隔膜(322)，使补气孔(321)达到单向通气的效果，经补气孔(321)使吸头(32)内的气压快速补充到略高于大气压的水平，继而提高了释放子件装配的速度，从而提升了SCARA高速并联机械手的装配效率；

所述吸头(32)的周向上设置有排气孔(323)，排气孔(323)通过吸头(32)的端面将顶杆(34)内的气流导向外部；所述排气孔(323)的孔道截面呈弧形，弧形孔道的底部朝向吸头(32)的中心；工作时，通过设置在吸头(32)周向上的排气孔(323)，在电磁阀(33)控制向补气孔(321)中补充气体恢复吸头(32)的气压时，多余的气体会通过排气孔(323)向装配的母件吹气，将其中附着有的灰尘吹扫干净，以保证吸头(32)释放零件装配的洁净度要求，从而达到SCARA高速并联机械手装配对象的生产质量；

所述柱体(31)的内部设置有气动马达(35)，气动马达(35)的末端凸出于柱体(31)的表面上,气动马达(35)与电磁阀(33)之间设置有气管(331)连通，气动马达(35)的驱动轴与伸入柱体(31)内部的顶杆(34)末端相啮合；

所述主连杆(21)的两端设置有凹口(211)，凹口(211)分别位于主连杆(21)的上下平面；所述主连杆(21)的长度超过两伺服电机(4)之间的距离，主连杆(21)减去一端凹口(211)的长度小于两伺服电机(4)之间的距离；

所述主连杆(21)的中部设置有竖直方向的通槽(212)，通槽(212)上设置有水平筋板(213)；

工作时，启动控制器，通过预设的程序控制伺服电机(4)运转，配合旋转关节(2)上主连杆(21)与副连杆(22)的传动，使机械手上夹持的子件移动到工作台(5)对应位置的上方，然后控制移动关节(3)的高度，将子件装配到工作台(5)上的母件中；通过设置在移动关节(3)柱体(31)底端的顶杆(34)，配合顶杆(34)上的吸头(32)与气管(331)，通过控制电磁阀(33)的启闭，使装配的子件被吸附在对应形状的吸头(32)上，通过电磁阀(33)控制吸头(32)的气压，快速的将子件吸起落下；设置在柱体(31)上的气动马达(35)，利用气动马达(35)的气动特性，在较小尺寸内直接安装于移动关节(3)上，通过电磁阀(33)控制输出的气压大小，即可精确控制移动关节(3)输出的旋转力矩，保证了子件旋转装配到母件上的精度要求；设置在主连杆(21)顶端的凹口(211)，当主连杆(21)旋转到相交的位置时，主连杆(21)通过设置在两端的凹口(211)分别上下交错起来，避免了旋转关节(2)的移动干涉，同时使一对主连杆(21)之间的距离小于其自身的长度，满足了旋转关节(2)移动到工作台(5)上的任何装配位置，避免了工作台(5)的二次移动进行装配；设置在主连杆(21)上的通槽(212)，减小了旋转关节(2)的重量，同时设置在通槽(212)中的水平筋板(213)保证了旋转关节(2)的强度，降低重量后的旋转关节(2)便于控制其水平面处于装配精度范围内；综合提升了SCARA高速并联机械手的装配效率。