專利名稱：門窗試驗機(jī)機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種門窗試驗機(jī)，尤其涉及一種能夠模擬門窗旋轉(zhuǎn)開關(guān)動作和上懸開關(guān)動作的試驗機(jī)上的機(jī)械手。
背景技術(shù)：
為了測試門窗及其五金件的質(zhì)量，現(xiàn)有技術(shù)中采用門窗試驗機(jī)來模擬人開啟關(guān)閉門窗的動作，進(jìn)行門窗性能試驗，將門窗正常啟閉的次數(shù)作為衡量門窗及其五金件質(zhì)量的一個指標(biāo)。
中國專利02288595.1中公開了一種平開上懸門窗試驗機(jī)，其機(jī)械手由機(jī)架上固定的推動裝置和轉(zhuǎn)動裝置組成。推動裝置主要包括第一伺服電機(jī)，傳動絲杠、帶傳動絲母的活動軸承座、拖板等，用于完成門窗的小幅度旋轉(zhuǎn)開、關(guān)動作。轉(zhuǎn)動裝置主要包括固定在拖板上的第二伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)主軸、第一萬向節(jié)、聯(lián)桿、第二萬向節(jié)及把手夾等，用于完成對門窗的把手的旋轉(zhuǎn)動作。
這種平開上懸門窗試驗機(jī)的機(jī)械手位于門窗所在平面的前方，推動裝置的軸向垂直于門窗平面，拉動時是向后平移，依靠萬向節(jié)的扭動實現(xiàn)30度左右的旋轉(zhuǎn)動作，但是不能完成對門窗的90度旋轉(zhuǎn)，因而難以真正地實現(xiàn)對門窗旋轉(zhuǎn)開關(guān)的模擬，影響了試驗的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種門窗試驗機(jī)機(jī)械手，可以實現(xiàn)門窗的90度旋轉(zhuǎn)開關(guān)和上懸開關(guān)動作。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種門窗試驗機(jī)機(jī)械手，包括固定在機(jī)架上的轉(zhuǎn)動裝置、推動裝置和擺動裝置，其中所述擺動裝置包括通過第一轉(zhuǎn)動支點固定在機(jī)架上的擺臂，該擺臂包括平行于門窗平面的直臂部分和從直臂部分側(cè)面延伸出的與所述第一轉(zhuǎn)動支點連接的支撐臂部分，所述擺臂可以所述第一轉(zhuǎn)動支點為中心擺動；
所述轉(zhuǎn)動裝置包括依次連接的第一驅(qū)動裝置、柔性連接機(jī)構(gòu)和把手夾，所述第一驅(qū)動裝置安裝在所述直臂上，通過在所述直臂前部與其連接的所述柔性連接機(jī)構(gòu)帶動所述把手夾旋轉(zhuǎn)；所述推動裝置包括通過第二轉(zhuǎn)動支點固定在機(jī)架上的水平旋轉(zhuǎn)架，安裝在所述旋轉(zhuǎn)架上的相互連接的第二驅(qū)動裝置和絲杠，以及通過絲母套設(shè)在所述絲杠上的聯(lián)接座，所述聯(lián)接座與所述直臂后端固定連接；所述第二驅(qū)動裝置帶動所述絲杠旋轉(zhuǎn)時，所述聯(lián)接座沿絲杠軸向運動，通過相連的所述直臂后端帶動所述擺臂以所述第一轉(zhuǎn)動支點為中心擺動，所述水平旋轉(zhuǎn)架同時以所述第二轉(zhuǎn)動支點為中心轉(zhuǎn)動。
上述機(jī)械手可具有以下特點所述第一和第二轉(zhuǎn)動支點包括固定在機(jī)架上具有垂直套筒的支座，以及通過軸承垂直安裝在所述套筒內(nèi)的轉(zhuǎn)軸，所述支撐臂部分和旋轉(zhuǎn)架分別套接在所述第一、第二轉(zhuǎn)動支點的轉(zhuǎn)軸上。
上述機(jī)械手可具有以下特點所述柔性連接機(jī)構(gòu)由分別與所述輸出軸和把手夾固連的兩個萬向節(jié)，以及連接所述兩個萬向節(jié)的連接件組成。
上述機(jī)械手可具有以下特點所述推動裝置還包括限位機(jī)構(gòu)，包含固定在所述旋轉(zhuǎn)架上用于安裝所述第二驅(qū)動裝置和絲杠的擺動座，在所述擺動座軸向上延伸的滑軌，以及套設(shè)在所述滑軌上的滑塊，所述滑塊固定連接到所述聯(lián)接座上。
上述機(jī)械手可具有以下特點所述直臂后端具有一個通孔，一個擺軸穿過該通孔，并在下端通過調(diào)心軸承與所述聯(lián)接座連接。
上述機(jī)械手可具有以下特點所述第一驅(qū)動裝置為順序連接的電機(jī)、聯(lián)軸器和減速器，通過所述減速器上從所述直臂前部垂直伸出的輸出軸與所述柔性連接機(jī)構(gòu)連接。
上述機(jī)械手可具有以下特點所述第二驅(qū)動裝置包括相互連接的電機(jī)和聯(lián)軸器。
上述機(jī)械手可具有以下特點所述絲杠的軸向在門窗關(guān)閉時垂直于所述直臂。
上述機(jī)械手可具有以下特點所述連接件為一扭力夾，該扭力夾由分別與兩個萬向節(jié)連接的夾頭和夾套組成，夾頭上的軸與夾套上的軸套嵌入式配合，并通過摩擦力緊固在一起。
綜上所述，將本發(fā)明機(jī)械手的轉(zhuǎn)動軸固定在門窗的安裝樞軸旁，利用轉(zhuǎn)動裝置可以轉(zhuǎn)動把手，利用推動裝置并經(jīng)擺動裝置傳動，可以拉動門窗作90度的旋轉(zhuǎn)開關(guān)動作，或者上懸開關(guān)動作。


圖1是本發(fā)明實施例機(jī)械手的主視圖；圖2是本發(fā)明實施例機(jī)械手的俯視圖；圖3是本發(fā)明實施例機(jī)械手的右視圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2和圖3所示，本實施例的機(jī)械手由固定在機(jī)架10上的擺動裝置、轉(zhuǎn)動裝置和推動裝置組成。
如圖1所示，所述擺動裝置包括擺臂座11、定位套筒12、轉(zhuǎn)動軸13、擺臂14。其中，擺臂座11固定在機(jī)架10上，一側(cè)與垂直安裝的定位套筒12連接為一體，轉(zhuǎn)動軸13套置在定位套筒12兩端的滑動軸承121內(nèi)，上端軸承同時起到軸向定位的作用，請同時參照圖2，擺臂14由一體制成或連接而成的前臂141、后臂142和支撐臂143組成，前臂141和后臂142在一條直線上，支撐臂143從前、后臂的結(jié)合部延伸而出，并在端部開有垂直方向的第一通孔144，利用該第一通孔144將支撐臂14套入所述轉(zhuǎn)動軸13，并在上端用銷釘(未示出)將兩者鍵接，下端則壓抵在定位套筒12上端的滑動軸承上，使得擺臂14可以轉(zhuǎn)動軸13為中心擺動。后臂142的端部也在垂直方向上開有第二通孔145，用于和推動裝置的連接。
如圖2所示，所述轉(zhuǎn)動裝置由第一電機(jī)21、聯(lián)軸器22、減速箱23、第一萬向節(jié)24、扭力夾25、第二萬向節(jié)26和把手夾27組成。其中順序相連的第一電機(jī)21、聯(lián)軸器22和減速箱23安裝在前臂141前部的凹槽中，減速箱23在垂直于前臂141的軸向上輸出的傳動軸與第一萬向節(jié)24固連，該傳動軸與前臂141的側(cè)壁之間通過軸承定位。第一、第二萬向節(jié)24、26之間通過扭力夾25連接，共同構(gòu)成了一種柔性的連接機(jī)構(gòu)，該扭力夾25由夾頭251和夾套252組成，夾頭251上的軸與夾套252上的軸套嵌入式配合，并通過螺釘調(diào)節(jié)兩者之間的摩擦力使兩者緊固在一起，這樣在事故情況下可以脫出，避免對門窗或機(jī)械手的損壞。第二萬向節(jié)26與把手夾27伸出的卡軸固連。兩個萬向節(jié)組成的連接機(jī)構(gòu)在拉緊時垂直于門窗所在平面。
第一電機(jī)21可正反轉(zhuǎn)，依序?qū)⑥D(zhuǎn)動的動力傳遞到把手夾27上，帶動把手夾27順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，同時，由于兩個萬向節(jié)具有一定的扭動自由度，在前臂141以轉(zhuǎn)動軸13為中心旋轉(zhuǎn)一定角度時，如果把手處于上懸開啟的狀態(tài)，也會受到向外的拉動而實現(xiàn)門窗上懸開、關(guān)的動作。
請參照圖3和圖1，推動裝置包括支撐機(jī)構(gòu)、限位機(jī)構(gòu)和推動機(jī)構(gòu)，其中支撐機(jī)構(gòu)包括固定在機(jī)架上的轉(zhuǎn)軸座31，通過滑動軸承套接固定在轉(zhuǎn)軸座31中的旋轉(zhuǎn)軸32、由套接在旋轉(zhuǎn)軸32上部的套筒和水平方向的固定板組成的旋轉(zhuǎn)架33。所述的限位機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)都安裝在旋轉(zhuǎn)架33上，并可以旋轉(zhuǎn)軸32為中心轉(zhuǎn)動。
限位機(jī)構(gòu)包括固定在旋轉(zhuǎn)架33上水平的長條形擺動座34，沿擺動座34軸向延伸的滑軌35，以及嵌套在滑軌35上的滑塊36。擺動座34的軸向在門窗關(guān)閉狀態(tài)時是垂直于所述前、后擺壁141、142軸線的。
推動機(jī)構(gòu)主要包括軸向連接的可調(diào)速的第二電機(jī)41、聯(lián)軸器42和絲杠43，以及通過內(nèi)絲母套接在絲杠43上的聯(lián)接座44，在擺動座34上固定有電機(jī)支座45和兩個軸承支座46，第二電機(jī)41通過電機(jī)支座45固定，絲杠43兩端套置在兩個軸承支座46上安裝的軸承47內(nèi)，聯(lián)接座44通過兩側(cè)的聯(lián)接板48與滑塊36固連，其上部則固定有一個調(diào)心軸承49。擺軸50穿過后臂142端部的第二通孔145后，套接在該調(diào)心軸承49內(nèi)，上端通過銷釘和后臂142鍵接，用于將動力從推動裝置傳遞擺動裝置。
工作時，請參照圖2，推動機(jī)構(gòu)的第二電機(jī)41正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動絲杠43旋轉(zhuǎn)，從而使聯(lián)接座44沿絲杠43的軸向前后運動，由于聯(lián)接座44又與后臂142相連，因而會帶動整個擺臂以轉(zhuǎn)動軸13為中心擺動，對于后臂142與聯(lián)接座44的連接點來說，它的擺動軌跡只能是以轉(zhuǎn)動軸13為圓心的圓弧，這就使得聯(lián)接座44在絲杠43軸向上移動的同時，和擺動座34一起發(fā)生以旋轉(zhuǎn)軸32為中心的擺動，從而達(dá)到了將聯(lián)接座44的直線運動轉(zhuǎn)化為前臂圓弧運動的效果。從圖2可以看出，擺動座34只需要作小幅度的旋轉(zhuǎn)，就可以實現(xiàn)擺臂90度的旋轉(zhuǎn)運動。
調(diào)心軸承49的設(shè)置是為了使擺軸50與聯(lián)接座44的連接具有一定的柔性，以減小對零件加工的精度要求和運動過程中的干涉，而限位機(jī)構(gòu)的作用在于使聯(lián)接座44只能沿著滑軌移動，加強(qiáng)了運動的穩(wěn)定性，并減少了作用在絲杠上的扭矩。
綜上所述，將本發(fā)明機(jī)械手的轉(zhuǎn)動軸13固定在門窗樞軸外側(cè)附近，利用轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)動把手，利用推動裝置并經(jīng)擺動裝置傳動，可以拉動門窗作90度的旋轉(zhuǎn)開關(guān)動作，或者上懸開關(guān)動作。
在本發(fā)明基本方案的基礎(chǔ)上還可以有多種變換，例如擺臂座和轉(zhuǎn)軸座對轉(zhuǎn)動軸和旋轉(zhuǎn)軸的定位不一定要采用套筒加軸承來實現(xiàn)，也可以在垂直方向上設(shè)置兩個軸承座來安裝軸承并套入所述的轉(zhuǎn)動軸和旋轉(zhuǎn)軸。而擺臂和水平旋轉(zhuǎn)架也可以采用其它的轉(zhuǎn)動支點結(jié)構(gòu)，另外，水平旋轉(zhuǎn)架和擺動座也可以做成一體的；所述柔性連接機(jī)構(gòu)并不限定于用兩個萬向節(jié)來實現(xiàn)，只要能傳遞旋轉(zhuǎn)運動并有一個的空間自由度就可以；兩個萬向節(jié)之前也可以直接用連桿連接起來，只是扭力夾可以在故障情況下自動脫開，有保護(hù)減速器的作用；所述支撐臂和轉(zhuǎn)動軸之間不限于采用實施例的套接方式，只要能一起轉(zhuǎn)動就可以，而后臂和聯(lián)接座之間的連接可以也采用固定連接的方式，因為兩者之間不一定要產(chǎn)生相對的轉(zhuǎn)動。
權(quán)利要求
1.一種門窗試驗機(jī)機(jī)械手，包括固定在機(jī)架上的轉(zhuǎn)動裝置和推動裝置，其特征在于，還包括擺動裝置，其中所述擺動裝置包括通過第一轉(zhuǎn)動支點固定在機(jī)架上的擺臂，該擺臂包括平行于門窗平面的直臂部分和從直臂部分側(cè)面延伸出的與所述第一轉(zhuǎn)動支點連接的支撐臂部分，所述擺臂可以所述第一轉(zhuǎn)動支點為中心擺動；所述轉(zhuǎn)動裝置包括依次連接的第一驅(qū)動裝置、柔性連接機(jī)構(gòu)和把手夾，所述第一驅(qū)動裝置安裝在所述直臂上，通過在所述直臂前部與其連接的所述柔性連接機(jī)構(gòu)帶動所述把手夾旋轉(zhuǎn)；所述推動裝置包括通過第二轉(zhuǎn)動支點固定在機(jī)架上的水平旋轉(zhuǎn)架，安裝在所述旋轉(zhuǎn)架上的相互連接的第二驅(qū)動裝置和絲杠，以及通過絲母套設(shè)在所述絲杠上的聯(lián)接座，所述聯(lián)接座與所述直臂后端固定連接；所述第二驅(qū)動裝置帶動所述絲杠旋轉(zhuǎn)時，所述聯(lián)接座沿絲杠軸向運動，通過相連的所述直臂后端帶動所述擺臂以所述第一轉(zhuǎn)動支點為中心擺動，所述水平旋轉(zhuǎn)架同時以所述第二轉(zhuǎn)動支點為中心轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述第一和第二轉(zhuǎn)動支點包括固定在機(jī)架上具有垂直套筒的支座，以及通過軸承垂直安裝在所述套筒內(nèi)的轉(zhuǎn)軸，所述支撐臂部分和旋轉(zhuǎn)架分別套接在所述第一、第二轉(zhuǎn)動支點的轉(zhuǎn)軸上。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述柔性連接機(jī)構(gòu)由分別與所述輸出軸和把手夾固連的兩個萬向節(jié)，以及連接所述兩個萬向節(jié)的連接件組成。
4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述推動裝置還包括限位機(jī)構(gòu)，包含固定在所述旋轉(zhuǎn)架上用于安裝所述第二驅(qū)動裝置和絲杠的擺動座，在所述擺動座軸向上延伸的滑軌，以及套設(shè)在所述滑軌上的滑塊，所述滑塊固定連接到所述聯(lián)接座上。
5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述直臂后端具有一個通孔，一個擺軸穿過該通孔，并在下端通過調(diào)心軸承與所述聯(lián)接座連接。
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述第一驅(qū)動裝置為順序連接的電機(jī)、聯(lián)軸器和減速器，通過所述減速器上從所述直臂前部垂直伸出的輸出軸與所述柔性連接機(jī)構(gòu)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述第二驅(qū)動裝置包括相互連接的電機(jī)和聯(lián)軸器。
8.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述絲杠的軸向在門窗關(guān)閉時垂直于所述直臂。
9.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械手，其特征在于，所述連接件為一扭力夾，該扭力夾由分別與兩個萬向節(jié)連接的夾頭和夾套組成，夾頭上的軸與夾套上的軸套嵌入式配合，并通過摩擦力緊固在一起。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種門窗試驗機(jī)機(jī)械手，包括轉(zhuǎn)動裝置、推動裝置和擺動裝置，擺動裝置包括固定在機(jī)架上的擺臂座，通過軸承垂直安裝在擺臂座上的轉(zhuǎn)動軸及擺臂，擺臂由直臂部分和與轉(zhuǎn)動軸連接的支撐臂部分組成，可以轉(zhuǎn)動軸為中心擺動；轉(zhuǎn)動裝置包括直臂前端上的第一驅(qū)動裝置、把手夾和柔性連接機(jī)構(gòu)，第一驅(qū)動裝置的垂直于直臂的輸出軸可通過柔性連接機(jī)構(gòu)帶動所述把手夾旋轉(zhuǎn)；推動裝置包括固定在機(jī)架上帶動旋轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動的支撐機(jī)構(gòu)，以及通過驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)使與所述直臂后端連接的聯(lián)接座平移的推動機(jī)構(gòu)。本發(fā)明機(jī)械手利用轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)動把手，利用推動裝置并經(jīng)擺動裝置傳動，可以拉動門窗作90度的旋轉(zhuǎn)開關(guān)動作，以及上懸開關(guān)動作。
文檔編號G01M99/00GK1689770SQ200410034070
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者韓修智, 鮑國明 申請人:北新建材(集團(tuán))有限公司